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摘要：随着我国电动汽车的逐步推广，居民对于电动汽车充电桩的需求量也逐渐增大，为了满足居民对电动汽车充电桩的状态、位置以及电价信息的需求，需要研究并开发电动汽车智慧充电系统。电动汽车智慧充电系统主要由智慧充电桩、服务器以及信息交互系统三个部分组成，用户可以通过该系统实时查询充电桩的状态与位置信息，并实现充电桩的实时查询、预约、开始及停止充电等功能。本文从电动汽车智慧充电系统的设计原则出发，介绍了充电系统的基本组成部分，希望对我国电动汽车事业的发展有所帮助，促进我国道路事业的发展。
关键词：电动汽车；智慧充电系统；设计研究
一、引言
常规化石燃料的使用对大气造成了严重的污染，随着其大量的使用其储量也在迅速降低，为解决能源问题，世界范围内越来越重视新能源的开发，其相关技术的发展也受到了广泛的关注。在我国新能源战略的实施推动了电动汽车行业的发展，电动汽车凭借其高效环保的特点在社会上引起了不少关注，并带动了其相关产业的发展，其中充电技术作为其发展的关键部分，充电系统问题成了制约其发展的主要因素之一。充电系统的用户主要希望实现充电桩的智能化控制，用户通过微信及app平台可以实时了解充电桩的状态、位置等信息。为实现这一功能，可以开发APP移动客户端或通过微信平台，通过这一手段可以实现充电桩的定位导航、状态查询、充电预约等功能，实现用户信息交互的需求，对于未来电动汽车充电系统的发展有一定的推动作用。
二、电动汽车充电桩智慧管理系统的设计原则
（一）可行性和可靠性的设计原则
经济的发展及科学技术的进步决定了人们在生活过程中越来越重视对产品可行性、实用性及科学性的追求，因此在设计电动汽车智慧充电系统时，首先需要考虑到智慧充电系统的实用性和可靠性。只有保证了充电系统的可靠性，才能保证智慧充电系统在充电过程中的正常运行，保证用户信息的安全性。除此之外，可靠性原则还包括了整个系统的安全性设计，只有保证系统在运行过程中信息不泄露、系统运行安全可靠，才能促进该充电系统的不断发展。充电系统的可行性是指在用户使用充电系统时，能够为客户提供友好、直观、操作简单的使用界面，并以用户体验为中心，建立应用范围广、服务质量高的充电设施管理系统。
（二）系统开放性原则
电动汽车智慧充电系统的设计需要遵循开放性原则，指的是充电系统能够适用于各类硬件和网络系统，因此在设计过程中需要根据各类硬件通讯接口，并了解通讯协议的设计规则，使得各类系统之间采用标准的数据接口。同时使系统的基础数据符合国家规定的相关标准，可以对各类充电设备制造商、运营商等系统的用户的基础数据进行统一规范。系统网络开发性设计时，需要考虑使用网 络 协 议 TCP / IP ， 路 由 协 议 OSPF 、 IS - IS ， 网 络 管 理 协 议 SNMP 以 及 RMON 等国际标准协议。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆除此之外，在需要考虑到系统的兼容性，这就要求了充电系统具有较强的跨系统平台的能力，能够适用于各种数据平台，促进智慧充电系统的广泛应用
三、电动汽车智慧充电系统的组成部分
（一）智慧充电桩
电动汽车智慧充电系统具有WiFi模块的，该模块能够将系统和服务器结合在一起，通过该功能，能够将充电桩的实时信息、数据上传到云端服务器中，实现良好的信息交互。除此之外，智慧充电桩还具有保护单元、MCU模块、智能电表以及电能转换等模块。智能电表采用高精度电能计量芯片，能够实时监测电动汽车充电过程中电流、电压、功率及频率，能够及时发现充电过程中出现的问题并上传到服务器，同时还能随时反馈其充电状态。电能转换模块能够将交流电转换为直流电，为不同电压等级提供相应的直流电，为其他电路提供电源。
（二）服务器
智慧充电系统采用分层处理（网络层、业务层、应用层），逐层分解数据的策略，有利于提高系统的整体性和稳定性。网络层的作用是将获取到的信息数据进行统一描述后，再传输到网络层，并将信息模型反映到统一标准的通信模型中，最后将最终数据传输到服务器。业务层的作用是处理前端网络层采集的数据和信息，负责数处理来自网络层和应用层两个数据流的信息。通过缓存、队列实施存储等实现数据的转换。过滤。合并和拆封等工作，完成计算机的指令。应用层具有整合各类资源，并将这些资源进行修改，最后根据信息的提供事务、缓存等解决方案，该层服务器前端采用表述性状态转移架构、超文本传输协议；通过REST API方式对外发布接口。
（三）信息交互平台
由于充电系统需要具备良好的拓展能力和灵活性，因此在平台开发总体设计采用的是多层体系结构，对于平台用户来说，主要包括了视图层、业务逻辑层及业务实体层。视图层是信息交互的界面，可以响应用户的需求，通过结合业务逻辑层接口的处理，展现不同形式的结果给用户，总的来说，视图层包括了地图显示、支付结算、控制界面、查询界面等内容。业务逻辑层可以显示的状态主要包括显示功能、地图功能、支付功能、控制功能和查询功能，同时还可以进行运算以及逻辑判断业务，具有数据读取以及数据请求的选项，总之，该层负责支持视图层的所以功能业务。业务实体层包含各个业务实体、对网关服务器的数据请求及解析、对平台服务器的数据请求及解析、数据库的维护等功能。
微信平台及APP平台的主要功能主要包括了支付功能、地图功能、状态显示功能以及控制功能等。智慧充电系统的支付功能指的是充电结算功能，通过app账户或微信实现实时、定额、定量方式的职能充电；使用充电功能的用户可以利用地图功能实时查询充电桩的位置信息；充电系统的状态显示功能可以显示充电桩故障、空闲、已预约、正在使用等各种状态，帮助用户实时了解充电桩的状态。控制功能的实现可以帮助用户通过微信及app客户端的命令实现智能充电系统的控制及设置，包括了开始充电、预约及取消预约、停止充电等操作。
四、结束语
由此看来，电动汽车智慧充电系统是在现代城市中、连通网络情况下为电动汽车提供充电服务的管理系统，通过充电桩的传感器和WiFi模块将充电数据上传到网络服务器，从而实现对各区域、无法统一管理的充电桩进行集中的监测，同时还能提供APP或微信上的实时查询、充电预约等功能。随着我国新能源战略的推进，人们对充电系统的需求和应用也会提高，因此，在大数据的背景下，进行电动汽车智慧充电系统的研究和设计，对于开展新能源战略有着一定的实践和现实意义。
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[3]孔雀. 电动汽车智慧充电系统的设计与实现[D].湖南大学,2018.
论文作者:罗少军,万敏
论文发表刊物:《电力设备》2019年第9期
论文发表时间:2019/10/18
标签：系统论文; 电动汽车论文; 智慧论文; 功能论文; 数据论文; 信息论文; 用户论文; 《电力设备》2019年第9期论文;