安科瑞基于云平台的充电桩用能计量有序充电服务的应用

摘要：鉴于电动汽车数量未来爆发式增长的现象，利用分布式边缘云模块化技术，以服务功能划分为有序充电云模块和远程自动检测模块，通过蜂窝无线远距离传输的方式，实现采样数据及控制信息上下行数据交互的承载。利用云平台的虚拟化存储、动态扩展、功能模块化部署特点，可以在灵活的空间范围内部署后台计算与能源资源匹配与应用；利用一套远程自检装置，通过软件形式定期下发自检测程序，充电桩启动自检模式，将检测报告与装置内存储的标准数据进行比对，进一步改善平台充电桩监控状态。通过边缘云平台信息分区分功能交互的模式，利用虚拟空间构建一个大容量、高可靠的管控平台，为车联网应用提供一种切实可行的解决方案。

关键词：云平台；自动检测；能源管理；有序充电

今年，电动汽车行业抓住了疫情影响洼地，迅速找到了发展突破口，从电动汽车发行政策到锂电池开发技术均出台了多层面利好消息，未来一段时间内会出现电动汽车乘用车数量井喷现象，如何满足如此批量的电动汽车充电服务需求，有必要改善现有车联网服务平台服务能力。车联网作为充电桩集群式系统管理平台，可以远程对充电桩空闲状态、运行状态、分布位置等进行管理，并通过车载终端获取管辖区域内的车辆充电需求及位置要求，将充电需求与充电桩存量信息进行匹配，为车辆主动推送合适的充电方案信息。但随着车辆数量的快速递增，传统车联网管理方法会逐步表现出处理能力的缺陷，应通过某些智能化技术提升管理系统的处理容量和效率。

1 有序充电计量数据管理及桩站管理现状

传统车联网系统数据的管理更侧重于对车辆的管理，例如车辆运行路径、车辆能量剩余情况、车辆间距、一定空间内车辆容纳数量等信息，以上综合信息有利于帮助系统了解充电桩附近的车辆充电需求量，主要目的是为车辆主动推送充电信息，用户可以从车载终端或其他APP上迅速搜索到附近可充电的充电点，节省了用户的等待时间。但电动汽车发展速度过快，导致传统车联网在数据控制与管理方面也逐步显露出了较多不匹配的地方，总结为以下几点：

（1）充电桩数量与电动汽车充电需求数量完全不成正比：充电桩安装需要安全、有源的空间预留，随着城市智能化建设的加速，可以满足充电桩部署的空间比较有限，如何解决有限的能源用于更多的设备充电是需要解决的问题。

（2）充电桩充电技术还未完全成熟：某个省质检单位对充电桩产品出厂前检测结果反映，70%产品存在着安全隐患，例如有的存在故障无警示或者元件接地错误等，也意味着，这批充电桩在运行一段时间后出现安全问题的可能性很大。在充电桩数量如此有限的情况下，再加上充电桩故障的风险，给充电能力增加了更大的压力。

（3）车联网缺乏对充电桩联网供电能力的评估：目前车联网仅是将每个充电桩供电水平值采集到系统，当周边有车辆预到达时，可推送充电消息。但往往由于充电桩分配不合理，导致有的车辆无电可充，而有可充电的桩站却空闲。

2 基于云平台服务的有序充电应用管理架构

基于以上深度的分析，解决车联网充电服务问题的根本要从两个方面入手：一是加强车联网能源供应与充电需求的匹配度；二是增加充电桩自检测能力，并能通过程序自优化方法对充电桩进行升级。本文针对两个主要需求采用边缘云模块的方式，不同的云功能设计不同的模块，还能借助云特性实现云模块间的数据耦合与扩展。通过功能云数据与能源管理系统内其他设备相互联系，可支撑整个充电过程服务的实现。整体架构如图 1 所示。