易遠(yuǎn)超　桂康哲　卜小兵

【摘? 要】本文基于現(xiàn)國(guó)內(nèi)市場(chǎng)對(duì)智能充電樁管理系統(tǒng)需求，從智能充電樁管理系統(tǒng)常見(jiàn)功能模塊及其移動(dòng)應(yīng)用進(jìn)行研究探討。

【關(guān)鍵詞】電動(dòng)汽車(chē)；公共智能充電樁；系統(tǒng)

中圖分類(lèi)號(hào)：U469.72? ? 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A? ? 文章編號(hào)：1003-8639（ 2023 ）08-0001-02

The Utility Model Relates to a Management Platform of Public Intelligent Charging Pile for Electric Vehicles

YI Yuan-chao，GUI Kang-zhe，BU Xiao-bing

（SAIC GM Wuling Automobile Co.，Ltd.，Guangxi New Energy Vehicle Laboratory，

Guangxi Key Laboratory of Automobile New Four Modernizations，Liuzhou 545007，China）

【Abstract】Based on the current domestic market demand for intelligent Charging station management system，this paper studies and discusses the common functional modules and mobile applications of intelligent Charging station management system.

【Key words】electric vehicle；public intelligent charging pile；system

隨著電動(dòng)汽車(chē)的快速普及，電動(dòng)汽車(chē)車(chē)主最關(guān)心的用車(chē)問(wèn)題是整車(chē)?yán)m(xù)航和充電便利性，電動(dòng)汽車(chē)充電和充電樁不足之間的矛盾日漸突出。為了搶占更多的市場(chǎng)份額，響應(yīng)國(guó)家新建公共充電站的政策要求，主流的整車(chē)企業(yè)和充電樁企業(yè)都在積極參與開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)充電樁的充電流程及相關(guān)的運(yùn)營(yíng)管理平臺(tái)，但由于各整車(chē)和充電樁廠商采取的運(yùn)營(yíng)策略、付費(fèi)模型、適配車(chē)型不同，公共智能充電樁的管理系統(tǒng)、充電APP也不相同，且并不互聯(lián)互通，電動(dòng)汽車(chē)用戶(hù)為了充電方便有時(shí)需要下載多個(gè)APP，使用和管理都十分麻煩，急需一種充電操作簡(jiǎn)便并能夠集成主流充電樁的充電流程，這對(duì)公共智能充電樁的管理系統(tǒng)提出了更高的要求。

1? 智能充電樁管理系統(tǒng)介紹

根據(jù)《中電聯(lián)互聯(lián)互通的協(xié)議》要求，考慮到充電樁接入量、用戶(hù)使用充電樁次數(shù)和頻率不斷增加的情況，基于高并發(fā)數(shù)據(jù)搭建的公共智能充電樁的管理系統(tǒng)，需要側(cè)重考慮數(shù)據(jù)量大的問(wèn)題，加上目前智能充電樁上傳管理系統(tǒng)的數(shù)據(jù)包大小和頻率不斷增加，這些因素對(duì)公共智能充電樁管理系統(tǒng)的數(shù)據(jù)接收、緩存、計(jì)算等能力都提出了更高要求。由于分布式結(jié)構(gòu)具有容量大、系統(tǒng)穩(wěn)定性高、系統(tǒng)模塊重用度高、擴(kuò)展性強(qiáng)等優(yōu)勢(shì)，因此目前大多數(shù)的公共智能充電樁管理系統(tǒng)都采用分布式結(jié)構(gòu)。

從部署架構(gòu)上看，公共智能充電樁管理系統(tǒng)目前主要由通信服務(wù)器集群、應(yīng)用服務(wù)器集群、存儲(chǔ)服務(wù)器集群組成。通信服務(wù)器用于支撐系統(tǒng)和充電樁的信息交互，通過(guò)負(fù)載均衡，應(yīng)用加權(quán)最小連接策略，根據(jù)通信服務(wù)器資源的使用情況，合理地將充電樁分?jǐn)傔B接到通信服務(wù)器上，在保證服務(wù)器資源得到充分合理利用的同時(shí)也能保證通信服務(wù)的穩(wěn)定性；應(yīng)用服務(wù)器用于支撐充電用戶(hù)、運(yùn)營(yíng)商用戶(hù)和平臺(tái)管理方訪問(wèn)、下發(fā)充電相關(guān)指令以及相關(guān)運(yùn)營(yíng)操作，保證平臺(tái)和人之間的正常交互；通過(guò)通信服務(wù)器集群和應(yīng)用服務(wù)器集群的交互，保證了人能正常訪問(wèn)和操控智能充電樁，通信服務(wù)器、應(yīng)用服務(wù)器產(chǎn)生的數(shù)據(jù)根據(jù)調(diào)用需求分別存儲(chǔ)在MySQL、Redis、MongoDB中。公共智能充電樁管理系統(tǒng)部署架構(gòu)見(jiàn)圖1。

2? 智能充電樁管理系統(tǒng)常見(jiàn)功能模塊

2.1? 充電運(yùn)營(yíng)管理模塊

充電運(yùn)營(yíng)管理模塊是智能充電樁運(yùn)營(yíng)管理系統(tǒng)的基礎(chǔ)模塊，主要包含：電站管理模塊、電樁管理模塊、收費(fèi)標(biāo)準(zhǔn)管理模塊和優(yōu)惠活動(dòng)管理4個(gè)模塊。

1）電站管理模塊主要包含了整個(gè)電站的信息，包括：電站的位置、收費(fèi)標(biāo)準(zhǔn)、電站狀態(tài)、電樁數(shù)量及電樁狀態(tài)等基礎(chǔ)信息，是用戶(hù)能在APP或小程序上看到的最小單位。

2）電樁管理模塊主要包含了電樁的基本信息，如：電樁的序列號(hào)、所屬電站、電樁類(lèi)型、通行狀態(tài)、運(yùn)行狀態(tài)和軟硬件版本信息，是用戶(hù)可直接操作的最小單位。

3）收費(fèi)標(biāo)準(zhǔn)管理模塊主要用來(lái)制定充電站的收費(fèi)標(biāo)準(zhǔn)，目前常見(jiàn)的收費(fèi)項(xiàng)有：電費(fèi)、服務(wù)費(fèi)和停車(chē)費(fèi)，這些費(fèi)用的制定都需要嚴(yán)格遵守相關(guān)法規(guī)和行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，在用戶(hù)使用充電樁前向用戶(hù)展示，避免產(chǎn)生糾紛。

4）優(yōu)惠活動(dòng)管理模塊主要根據(jù)公司的營(yíng)銷(xiāo)需求，在指定時(shí)間、指定電站、指定用戶(hù)之間開(kāi)展相關(guān)的折扣減免和贈(zèng)送充電券等活動(dòng)。

2.2? 財(cái)務(wù)管理模塊

財(cái)務(wù)管理模塊主要由訂單明細(xì)數(shù)據(jù)和用戶(hù)充值情況兩部分組成。

1）訂單明細(xì)數(shù)據(jù)主要呈現(xiàn)了用戶(hù)詳細(xì)的充電情況，主要由用戶(hù)信息、訂單唯一編號(hào)、訂單所屬電站、訂單所屬電樁、充電開(kāi)始時(shí)間、結(jié)束時(shí)間、產(chǎn)生的電費(fèi)、服務(wù)費(fèi)、停車(chē)費(fèi)等信息組成，是核對(duì)充電收入的重要依據(jù)。

2）會(huì)員充值情況主要內(nèi)容是：充電業(yè)務(wù)會(huì)員的一些充值以及消費(fèi)的記錄。

2.3? 運(yùn)行維護(hù)模塊

運(yùn)行維護(hù)模塊主要由告警、報(bào)文監(jiān)控和設(shè)備升級(jí)3個(gè)子模塊組成。

1）告警模塊主要對(duì)電樁上傳的報(bào)文進(jìn)行解析，將相關(guān)的預(yù)警規(guī)則維護(hù)至系統(tǒng)。當(dāng)電樁上傳數(shù)據(jù)滿(mǎn)足預(yù)警規(guī)則時(shí)候則觸發(fā)相關(guān)預(yù)警，觸發(fā)預(yù)警后，平臺(tái)會(huì)自動(dòng)將預(yù)警信息推送至大區(qū)、城市、電站負(fù)責(zé)人，并更新該電樁為故障狀態(tài)，直至該電樁修復(fù)、預(yù)警退出后，該電樁狀態(tài)才會(huì)更新為空閑狀態(tài)。

2）報(bào)文監(jiān)控模塊主要作用是實(shí)時(shí)接收電樁和平臺(tái)、平臺(tái)和用戶(hù)的交互信息。一般而言，電樁和平臺(tái)的交互是周期性事件，電樁上傳的報(bào)文也是周期性的；平臺(tái)和用戶(hù)的交互是實(shí)時(shí)性的事件，即平臺(tái)記錄的報(bào)文是實(shí)時(shí)的。報(bào)文是智能公共充電樁提供服務(wù)的基礎(chǔ)，報(bào)文格式一般都是按協(xié)議的要求執(zhí)行。

3）設(shè)備升級(jí)模塊負(fù)責(zé)充電樁的遠(yuǎn)程O(píng)TA，一般由上傳升級(jí)文件和執(zhí)行遠(yuǎn)程升級(jí)操作兩部分組成。設(shè)備升級(jí)模塊保證了充電樁的軟件版本能實(shí)時(shí)滿(mǎn)足業(yè)務(wù)需求，通過(guò)不斷升級(jí)迭代不僅能提高充電樁的可用性，降低充電運(yùn)營(yíng)企業(yè)和整車(chē)企業(yè)的運(yùn)營(yíng)成本，同時(shí)還大幅度提升了用戶(hù)的使用體驗(yàn)。

3? 移動(dòng)應(yīng)用

移動(dòng)應(yīng)用可支持iOS和Android等多種平臺(tái)，包括智能手機(jī)、平板電腦等。采用MVC（模型-視圖-控制器）設(shè)計(jì)模式，調(diào)用百度或高德地圖SDK或H5，與服務(wù)器進(jìn)行數(shù)據(jù)交換，具有充電樁查找、充電樁工作狀態(tài)查詢(xún)、預(yù)約充電、充電樁推薦、路徑導(dǎo)航、充電管理、賬戶(hù)管理、移動(dòng)支付、賬號(hào)管理等功能[1]。

整車(chē)、充電樁企業(yè)的移動(dòng)充電業(yè)務(wù)通過(guò)充電H5和充電用戶(hù)直接交互，用戶(hù)通過(guò)H5可以直接享受查找電站、掃碼充電、查看歷史充電記錄、開(kāi)具發(fā)票等服務(wù)。一般來(lái)說(shuō)，H5都嵌入到企業(yè)APP中，在滿(mǎn)足用戶(hù)充電需求的同時(shí)，也能為企業(yè)品牌帶來(lái)更多的曝光度，吸引更多的用戶(hù)，為企業(yè)引流。目前市面上由于充電邏輯不同，導(dǎo)致充電流程也不完全相同，整車(chē)企業(yè)可以根據(jù)業(yè)務(wù)的需求對(duì)流程設(shè)計(jì)做出適當(dāng)修改。H5充電流程見(jiàn)圖2。

4? 結(jié)論

目前電動(dòng)汽車(chē)公共智能充電樁充電服務(wù)作為電動(dòng)汽車(chē)行業(yè)快速興起而衍生的一項(xiàng)有巨大潛力的產(chǎn)業(yè)，憑借其受用群體大、可復(fù)用性高的特點(diǎn)，正在全國(guó)各大中小城市迅速崛起。伴隨著電動(dòng)汽車(chē)行業(yè)的發(fā)展，公共智能充電樁的相關(guān)法律法規(guī)將會(huì)更加嚴(yán)格，市場(chǎng)對(duì)充電服務(wù)的要求也將會(huì)更加明確、具體且多元，作為充電樁大腦的管理系統(tǒng)將面臨更大的挑戰(zhàn)。為滿(mǎn)足市場(chǎng)需求，充電樁的管理系統(tǒng)仍需要不斷進(jìn)行迭代，不斷更新計(jì)算方式和邏輯，以滿(mǎn)足國(guó)家、企業(yè)和用戶(hù)對(duì)公共充電服務(wù)的要求。

同時(shí)由于與充電樁、充電管理系統(tǒng)設(shè)計(jì)制造相關(guān)的法律法規(guī)仍未健全，各整車(chē)企業(yè)和充電運(yùn)營(yíng)廠商在設(shè)計(jì)和制造時(shí)執(zhí)行不同的標(biāo)準(zhǔn)，導(dǎo)致在完全互聯(lián)互通上仍存在著一些適配及運(yùn)維方面的瓶頸，需要整個(gè)行業(yè)共同牽頭完善相關(guān)的法律法規(guī)，執(zhí)行統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)，為后續(xù)整合利用充電資源，減少用戶(hù)充電操作，提升用戶(hù)充電體驗(yàn)打下基礎(chǔ)。

參考文獻(xiàn)：

[1] 汪子夜. 電動(dòng)汽車(chē)充電樁調(diào)度管理系統(tǒng)研究與設(shè)計(jì)[D]. 成都：電子科技大學(xué)，2016.

[2] 林少芳. 新能源汽車(chē)快速充電系統(tǒng)設(shè)計(jì)[J]. 湖南城市學(xué)院學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版），2016，25（6）：91-92.

[3] 溫麗娟，張豐源. 新能源汽車(chē)充電運(yùn)營(yíng)服務(wù)信息系統(tǒng)研究[J]. 企業(yè)科技與發(fā)展，2017（9）：31-33.

（編輯? 楊凱麟）

作者簡(jiǎn)介

易遠(yuǎn)超（1996—），助理工程師，研究方向?yàn)樾履茉雌?chē)數(shù)據(jù)采集。