大數據背景下電動汽車充電樁智慧管理系統研究

楊 遷，黃相良，王慕將

（浙江圖盛輸變電工程有限公司溫州科技分公司，浙江 溫州 325000）

1.電動汽車的發展概況以及電動汽車充電樁現狀

1.1 電動汽車的發展概況

電動汽車也被稱為“新能源”汽車。與氫能汽車一樣，它們被認為是未來汽車行業發展的主要方向。電動汽車是在汽車能源系統發展和環境破壞嚴重的背景下發展起來的，在一定程度上刺激了電動汽車的發展；其次，隨著全球經濟的增長，汽車行業也開始進入發展的黃金時代，化石燃料在燃燒過程中會產生大量二氧化碳等有害氣體，既污染大氣，也造成化石燃料的逐漸枯竭。因此，在能源相關環境挑戰日益嚴峻的背景下，汽車技術專家開始探索新的汽車產品。電力具有能源充足、發電方便的特點，電動汽車的發展已成為新能源汽車發展的重要領域。電動汽車是社會上眾所周知的應用研究的結果。根據浙江省平臺監測數據分析顯示，2016 年浙江省新能源汽車產量2.04 萬輛，同比增長1992.6%。2020 年，全省新能源汽車產量達7.7 萬輛，占全省汽車產量的6.1%、全國新能源汽車產量的5.3%；全省共有12 家新能源汽車整車生產企業，已批復產能65.4 萬輛。目前，電動汽車在汽車市場的發展前景十分廣闊，主要包括環保型電動汽車。汽車、混合動力汽車和燃料電池汽車，電動汽車在未來汽車行業也有很好的前景。

1.2 電動汽車充電樁現狀

與傳統的能源動力汽車相比，電動汽車具有非常好的耐久性，在運行過程中沒有噪聲污染，可以實現零排放的好處。然而，電動汽車的電力供應一直是一個非常大的問題，因此開發了充電單元來為電動汽車提供電力。相關研究顯示，全國共建設充電站132.1 萬座，其中公共充電站55.81 萬座，成為全球電動汽車第一大國[1]。電動汽車充電單元是為電動汽車提供動力的必不可少的單元，相當于汽車加油站。目前的電動汽車總裝系統主要包括時間跟蹤、電量計量和數量計量等功能，對保證現代電動汽車的可持續性具有非常重要的作用。但是，在目前的大數據系統和智能系統下，電動汽車充電采集系統還存在安全、防盜等不完善的問題。系統網絡通信問題和支付模塊問題是急需解決的問題。因此，電動汽車的充電系統仍需優化。

2.現代電動汽車批量充電系統功能需求分析

優化電荷收集系統也是現代電動汽車進步的重要環節。在大數據環境下，如果要優化負載采集系統模型，需要分析現代負載集的應用需求，主要包括以下幾個方面：

第一，負載采集系統對網絡通信模塊提出了更高的要求。在大數據系統中，數據處理、數據加載和云數據服務等功能是現代關稅征收系統應具備的功能。優化負荷采集系統的網絡通信，優化數據管理模塊，確保負荷采集系統的管理更加智能化。

第二，在優化負載采集系統功能時，安裝智能終端模塊，使負載堆棧系統的使用更加方便。目前，支持該應用的智能終端系統大大簡化了各種設備的使用，各種功能設置和資源請求也可以通過話單收款系統進行，通過應用連接到手機。使用收費系統可能更方便。

第三，在優化負荷采集系統的功能時，還需要配置智能監控系統。負荷采集系統通過打造智能監控系統，監控其工作功能、工作環境，確保其工作安全與穩定。

3.大數據環境下電動汽車智能云充電系統實現分析

智能云EV 充電系統是大數據環境下優化電動汽車充電數據采集系統的發展方向。好的設計可以使裝載系統更加高效。電動汽車充電樁智能云系統的設計主要包括以下幾個方面：

3.1 智能批量充電系統的設計

設計智能批量加載系統是系統設計的一個復雜部分，其設計功能包括數據傳輸、通信和控制（如圖1 所示）。因此，這應該是系統設計制定中一個好的設計方案。

圖1 充電樁智慧云系統組織構架

3.1.1 項目體系組織架構

智能負荷采集系統的組織結構設計是對其整體功能結構的良好設計。其系統主要包括云服務系統、中負荷智能數據采集系統、外部軟件APP 系統、軟件管理系統和網絡系統。不同的組織架構實現不同的云服務功能，使智能云數據采集系統能夠更智能地完成充電，讓充電用戶享受不同的充電過程，刺激電動汽車消費的增長。

3.1.2 智能云加載系統功能架構

首先，智能充電系統由物聯網傳感器和專用工作模塊組成。具體工作模塊是電動汽車充滿電的基礎模塊，起到提供電力的作用。物聯網感知傳感器是一種智能數據包數據收集器。采用外部識別數據采集技術，可以采集裝載批次的外部和內部空間，包括溫度采集、內部系統參數采集等，確保系統可控。該模塊提供數據鏈接以實現良好治理；其次，智能系統控制器模塊是系統運行中非常重要的模塊。主要功能是有效地分析和管理樁荷載的結構，從而使充電樁設計合理完成工作。此外，智能控制系統必須完成工作和運行數據的采集，下載負荷采集系統，并將數據傳輸到云端數據系統；再者，云數據系統也是體育服務器設備。主要對整個智能云端負荷采集系統的數據進行采集、分析和管理，同時為系統整體運行提供決策信息[2]。Alsoshte也是基于云的智能支付收款系統的關鍵，用于智能管理關稅征收。通過云服務器負載采集架構和智能負載管理系統的聯合管理，可以保證智能充電系統實現定制化的充電服務設置，滿足不同功能電動汽車的充電需求；最后，批量負載監控管理平臺可以稱為負載保護模塊的安全模塊。在與其組成部分一起工作的過程中，它還擅長收集負載堆棧數據并將其傳輸到控制系統和云服務器系統。云服務器接收到信息后，可以更智能地完成系統監控和安全防護，確保充電系統安全傳輸能量；在智能云數據采集系統中，還包含APP 手機軟件功能：手機APP 通過移動互聯網接入智能云計費系統，獲取智能云計費系統的工作信息、位置信息和管理權限。通過打造手機APP，保障充電的智能云數據采集系統變得更加便捷。此外，移動APP 中還部署了云支付等功能，這也讓智能負載堆棧系統的使用更加便捷。

3.2 智能采集系統設計與實現的主要技術

3.2.1 物聯網

物聯網是現代社會發展中應用最廣泛的技術之一。物聯網技術的引入和發展，極大地提高了管理和控制對象的能力。在設計云端上傳系統到云端時，物聯網感知也是適用的。物聯網技術模塊主要分為三部分：外部數據采集模塊、數據傳輸模塊、內部信息處理分析模塊。在智能云充電系統中，充電系統中的各種傳感器設備都是物聯網技術應用的數據采集接口模塊，包括充電器溫度傳感器、加載設備外部濕度傳感器、電表和二維碼識別等。云智能負荷采集系統中使用的終端數據傳輸模塊采用云智能負荷采集系統常用的操作模塊，如具有上網功能的SIM 卡+WIFI 通訊功能等模塊進行采集。

3.2.2 網絡通信技術

在智能負荷集群系統中應用靈活通信技術時，主要分為三部分：第一部分是系統的靈活通信單元，通信協議存放在數據的靈活通信單元中，網絡傳輸配置還實現了通信協議的良好配置整個智能云集群系統中網絡數據傳輸的本質。第二部分是設置通信接口。智能負荷采集系統中的每個數據傳輸模塊都配備了通信配置結構和通信輸出接口，確保數據傳輸更高效。第三部分旨在建立各種溝通方式。智能云包計費系統通訊盒靈活設置主要包括PLC 通信控制、RS-485 通信控制、無線通信控制、CAN 通信控制等模塊，手機應用提供和批量計費，智能云系統對講智能負載云數據采集系統和云數據系統的數據傳輸功能良好[3]。

3.3 負荷系統智能控制和監控軟件模塊的開發

智能云數據采集系統控制監控軟件模塊是系統的重要組成部分，也是傳統負載堆棧系統所缺乏的功能。它在保護負載收集系統的安全功能方面起著非常重要的作用。現代電動汽車充電站往往建在大型公共場所附近。由于電動汽車的進步尚未得到全面普及，充電樁的分布也相對分散，導致電動汽車用戶在使用過程中的體驗受到干擾。使用充電樁充電的過程很多人覺得用起來不方便，這樣也會造成充電樁損壞。開發了全新的智能批量充電監控系統平臺后，可以更好地解決電池使用問題，讓充電樁更加安全、穩定。

4.結語

電動汽車是一種以新能源為動力的新型汽車，也是更環保的車。在當前節能環保的大環境下，電動汽車正吸引著眾多的關注和研究。相關的汽車專家希望通過電動汽車研究盡快取代化石燃料能源。通過這種方式，汽車在駕駛過程中的質量和環境得到了一定的提高。在電動汽車的運行中，充電是一個比較重要的問題。充電系統是電動汽車的一次能源充電系統。隨著電動汽車的不斷進步，成批的現代化充電系統已不能滿足現代電動汽車的充電需求。在大數據的背景下，電動汽車充電樁智慧系統利用移動互聯技術打造電動汽車用戶信息平臺，及時了解電動汽車用戶的充電需要。這改變了汽車只提供單向服務和用戶充電的方式。因此，對于大數據背景下電動汽車充電樁智慧管理系統的研究是非常必要的。