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作者簡介：李新偉，女，現(xiàn)任于安科瑞電氣股份有限公司，主要從事電瓶車充電樁的研發(fā)和應(yīng)用，Email:2885177505@qq.com，手機：13681676347，QQ:2885177505
摘要：電動汽車用戶年齡段參差不齊,對于充電操作流程的閱讀和理解存在困難;支付平臺的不兼容也給用戶帶來了不便。針對存在的問題,結(jié)合常規(guī)充電樁的特點,兼顧無人駕駛車輛的充電問題,設(shè)計并開發(fā)了一套集成自動充電和手動充電于一體的新式充電設(shè)備,既能兼容現(xiàn)有的充電方式,又能針對無人駕駛車輛實現(xiàn)自動充電口對接、充電、扣費等操作,提高了充電智能化。實驗結(jié)果表明,該系統(tǒng)運行穩(wěn)定,能夠解決充電操作不統(tǒng)一和付費平臺不兼容等問題。
關(guān)鍵詞：充電樁;無人駕駛車輛;自動對接;智能充電
引言
新能源電動汽車產(chǎn)銷與充電樁/站建造數(shù)量與日俱增,但在迅猛發(fā)展的同時也存在問題,比如:找充電樁難、付費方式不兼容、操作步驟不統(tǒng)一等。所以目前亟待研究出一種無人參與的新式充電設(shè)備,來解決市面上充電樁存在的問題。
另一方面,車輛無人駕駛技術(shù)發(fā)展日趨成熟,包括美國、日本、德國、中國等在內(nèi)的國家和地區(qū)都在進一步加快無人駕駛領(lǐng)域的布局[1-2]。文獻[3]開展了無人駕駛車輛智能水平評價研究。文獻[4,5]介紹了無人駕駛主要技術(shù)手段和發(fā)展現(xiàn)狀?？梢钥闯?無論是從解決實際問題出發(fā)還是從技術(shù)儲備角度出發(fā),研究針對無人駕駛車輛的充電技術(shù)都是很有必要的。
目前也有國內(nèi)外部分學者針對電動汽車充電問題進行了相關(guān)研究。文獻[6]介紹了電動汽車充電相關(guān)的儀表校驗技術(shù),文獻[7]開展了無人值守的智能充電樁的研究。文獻[8,9]探討了制約充電設(shè)施發(fā)展的主要原因以及產(chǎn)業(yè)建設(shè)研究。文獻[10]設(shè)計了智能充電樁嵌入式控制系統(tǒng)。但是目前關(guān)于充電樁的研究都只針對普通電動汽車,尚不能滿足自動駕駛的電動車輛充電問題。
本論文立足技術(shù)創(chuàng)新,提出一種新式充電樁,該充電樁集成手動充電和自動充電于一體,手動充電兼容現(xiàn)有的電動汽車充電方式,自動充電方式則為無人車的充電問題提供解決方案。
一、系統(tǒng)整體設(shè)計
充電服務(wù)系統(tǒng)包含了運營管理平臺、云端、用戶APP、充電樁、電動車輛,如圖1所示。
常規(guī)的電動汽車,車主駕駛車輛進入充電區(qū)域后,可以自行插拔充電槍,并刷卡認證從而進行充電;而無人駕駛車輛則先進行車輛自動識別,然后通過自動對接技術(shù)來完成充電槍與充電口的識別與插接工作,從而進行充電操作。
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圖2無人充電樁硬件結(jié)構(gòu)圖
二、安科瑞充電樁運營管理平臺
1、系統(tǒng)架構(gòu)
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安科瑞Acrelcloud-充電樁收費運營云平臺系統(tǒng)通過物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)對接入系統(tǒng)的充電樁站點和各個充電樁進行不間斷地數(shù)據(jù)采集和監(jiān)控，同時對各類故障如充電機過溫保護、充電機輸入輸出過壓、欠壓、絕緣檢測故障等一系列故障進行預(yù)警；用戶通過微信小程序掃描二維碼，進行支付后，系統(tǒng)發(fā)起充電請求，控制二維碼對應(yīng)的充電樁完成電動汽車的充電過程。
充電樁可選配WIFI模塊或GPRS模塊接入互聯(lián)網(wǎng)，配合加密技術(shù)和秘鑰分發(fā)技術(shù)，基于TCP/IP的數(shù)據(jù)交互協(xié)議，與云端進行直連。云平臺包含了充電收費和充電樁運營的所有功能，具體功能如下：
資源管理：充電站檔案管理，充電樁檔案管理，用戶檔案管理，充電樁運行監(jiān)測，充電樁異常交易監(jiān)測。
交易結(jié)算：充電價格策略管理，預(yù)收費管理，賬單管理，營收和財務(wù)相關(guān)報表
用戶管理：用戶注冊，用戶登錄，用戶帳戶管理，消息管理
充電服務(wù)：充電設(shè)施搜索，充電設(shè)施查看，地圖尋址，在線自助支付充電，充電結(jié)算，導航等
微信小程序：掃碼充電，賬單支付等功能
數(shù)據(jù)服務(wù)：數(shù)據(jù)采集，短信提醒，數(shù)據(jù)存儲和解析
變壓器監(jiān)控：監(jiān)控充電站變壓器負荷，每個充電站配備一塊ARCM300T無線表，超負荷時系統(tǒng)自動對充電樁的進行調(diào)度管理，即當負荷超過百分之五十時，系統(tǒng)會限制新增開始充電的充電樁的功率，降為百分之五十，當變壓器負荷超過百分之八十時，系統(tǒng)將不允許新增充電樁開始充電，直到負荷下降為止。
2、平臺功能
2.1平臺登錄
在瀏覽器打開云平臺鏈接、輸入賬戶名和權(quán)限密碼，進行登錄，防止未授權(quán)人員瀏覽有關(guān)信息。
2.2平臺首頁
平臺首頁總覽每天的開戶數(shù)、充值金額、充電金額、充電度數(shù)、充電次數(shù)、充電時長，累計的開戶數(shù)、充值金額、充電金額、充電度數(shù)、充電次數(shù)、充電時長，以及相應(yīng)的環(huán)比增長和同比增長以及樁、站分布地圖導航、本月充電統(tǒng)計。
2.3實時監(jiān)控
l? 充電站監(jiān)控
充電站監(jiān)控頁面監(jiān)視用戶充電槍總數(shù)、正在充電的槍數(shù)、空閑槍數(shù)、插槍數(shù)量、故障槍數(shù)量等，匯總了用戶擁有各樁的當日充電總次數(shù)、總電量、總時長，進行負荷限制、故障查詢。
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l? 充電槍監(jiān)控
充電樁監(jiān)控頁面充電槍的基本信息、今日充電電量、今日充電次數(shù)、今日充電時長和累計充電電量、累計充電次數(shù)、累計充電時長等、充電電壓電流等參數(shù)。
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2.4微信小程序
l? 搜索與使用
微信小程序可以通過掃描二維碼和微信文字搜索找到，點擊后可以加入到小程序列表
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l? 授權(quán)登錄界面
用戶通過搜索或者掃碼等途徑初次打開小程序時，會進入這個頁面，需要用戶授權(quán)登錄才可以進入小程序主功能頁面
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l? 主功能頁
初次進入主功能頁時需要授權(quán)定位才可以使用地圖相關(guān)功能，在地圖上查看到當前所在區(qū)域的充電站，查看充電站信息，可以進行掃碼充電操作，地圖導航等。
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l? 充電
掃描充電槍上的二維碼，如果當前充電樁可用即可進入充電選擇頁面，可以查看到當前的充電站名稱、充電槍名稱，以及當前的賬戶余額，電價和預(yù)計可充電量等數(shù)據(jù)，還可以查看當前賬戶的歷史充電記錄。充電方式分為按時間充電、按金額充電、按電量充電這三種方式。充電結(jié)束可以進進行評價。
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l? 個人信息
個人信息可以顯示當前登錄賬號的昵稱和余額，同時包括、充值、充值記錄查詢、賬單查詢、充電記錄查詢、設(shè)置支付密碼等功能
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四、結(jié)束語
通過分析市面上的充電樁在服務(wù)過程中存在的不足,并結(jié)合無人駕駛技術(shù)的發(fā)展背景,本課題設(shè)計了一款集成手動充電方式和自動充電方式的新式充電樁。該新式充電設(shè)備既兼容現(xiàn)有的電動車輛,同時又可以為無人駕駛車輛直接提供充電服務(wù),在一定程度上降低了充電樁更新?lián)Q代的成本,為充電基礎(chǔ)設(shè)施的發(fā)展提供了新思路。
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工商網(wǎng)監(jiān)
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