新能源電動(dòng)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(shí)也存在問(wèn)題,比如:找充電樁難、付費(fèi)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(wú)人參與的新式充電設(shè)備,來(lái)解決市面上充電樁存在的問(wèn)題。

電動(dòng)汽車用戶年齡段參差不齊,對(duì)于充電操作流程的閱讀和理解存在困難;支付平臺(tái)的不兼容也給用戶帶來(lái)了不便。針對(duì)存在的問(wèn)題,結(jié)合常規(guī)充電樁的特點(diǎn),兼顧無(wú)人駕駛車輛的充電問(wèn)題,設(shè)計(jì)并開(kāi)發(fā)了一套集成自動(dòng)充電和手動(dòng)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(duì)無(wú)人駕駛車輛實(shí)現(xiàn)自動(dòng)充電口對(duì)接、充電、扣費(fèi)等操作,提高了充電智能化。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,該系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定,能夠解決充電操作不統(tǒng)一和付費(fèi)平臺(tái)不兼容等問(wèn)題。

另一方面,車輛無(wú)人駕駛技術(shù)發(fā)展日趨成熟,包括美國(guó)、日本、德國(guó)、中國(guó)等在內(nèi)的國(guó)家和地區(qū)都在進(jìn)一步加快無(wú)人駕駛領(lǐng)域的布局[1-2]。文獻(xiàn)[3]開(kāi)展了無(wú)人駕駛車輛智能水平評(píng)價(jià)研究。文獻(xiàn)[4,5]介紹了無(wú)人駕駛主要技術(shù)手段和發(fā)展現(xiàn)狀?？梢钥闯?無(wú)論是從解決實(shí)際問(wèn)題出發(fā)還是從技術(shù)儲(chǔ)備角度出發(fā),研究針對(duì)無(wú)人駕駛車輛的充電技術(shù)都是很有必要的。

目前也有國(guó)內(nèi)外部分學(xué)者針對(duì)電動(dòng)汽車充電問(wèn)題進(jìn)行了相關(guān)研究。文獻(xiàn)[6]介紹了電動(dòng)汽車充電相關(guān)的儀表校驗(yàn)技術(shù),文獻(xiàn)[7]開(kāi)展了無(wú)人值守的智能充電樁的研究。文獻(xiàn)[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(xiàn)[10]設(shè)計(jì)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(duì)普通電動(dòng)汽車,尚不能滿足自動(dòng)駕駛的電動(dòng)車輛充電問(wèn)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(dòng)充電和自動(dòng)充電于一體,手動(dòng)充電兼容現(xiàn)有的電動(dòng)汽車充電方式,自動(dòng)充電方式則為無(wú)人車的充電問(wèn)題提供解決方案。

硬件配置

平臺(tái)服務(wù)器：建議按照我方推薦配置購(gòu)買，或者客戶自己租用阿里云資源。

推薦硬件配置清單：（如申請(qǐng)阿里云可忽略）

若客戶自己租用阿里云服務(wù)器，服務(wù)器配置根據(jù)充電槍點(diǎn)數(shù)的不同，分別如下：

現(xiàn)場(chǎng)推薦硬件配置清單：

二、安科瑞充電樁運(yùn)營(yíng)管理平臺(tái)

1、系統(tǒng)架構(gòu)

安科瑞Acrelcloud-充電樁收費(fèi)運(yùn)營(yíng)云平臺(tái)系統(tǒng)通過(guò)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)對(duì)接入系統(tǒng)的充電樁站點(diǎn)和各個(gè)充電樁進(jìn)行不間斷地?cái)?shù)據(jù)采集和監(jiān)控，同時(shí)對(duì)各類故障如充電機(jī)過(guò)溫保護(hù)、充電機(jī)輸入輸出過(guò)壓、欠壓、絕緣檢測(cè)故障等一系列故障進(jìn)行預(yù)警；戶通過(guò)微信小程序掃描二維碼，進(jìn)行支付后，系統(tǒng)發(fā)起充電請(qǐng)求，控制二維碼對(duì)應(yīng)的充電樁完成電動(dòng)汽車的充電過(guò)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(jìn)行直連。云平臺(tái)包含了充電收費(fèi)和充電樁運(yùn)營(yíng)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(yùn)行監(jiān)測(cè)，充電樁異常交易監(jiān)測(cè)。

交易結(jié)算：充電價(jià)格策略管理，預(yù)收費(fèi)管理，賬單管理，營(yíng)收和財(cái)務(wù)相關(guān)報(bào)表

用戶管理：用戶注冊(cè)，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(dǎo)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(chǔ)和解析

變壓器監(jiān)控：監(jiān)控充電站變壓器負(fù)荷，每個(gè)充電站配備一塊ARCM300T無(wú)線表，超負(fù)荷時(shí)系統(tǒng)自動(dòng)對(duì)充電樁的進(jìn)行調(diào)度管理，即當(dāng)負(fù)荷超過(guò)百分之五十時(shí)，系統(tǒng)會(huì)限制新增開(kāi)始充電的充電樁的功率，降為百分之五十，當(dāng)變壓器負(fù)荷超過(guò)百分之八十時(shí)，系統(tǒng)將不允許新增充電樁開(kāi)始充電，直到負(fù)荷下降為止。

2、平臺(tái)功能

2.1平臺(tái)登錄

在瀏覽器打開(kāi)云平臺(tái)鏈接、輸入賬戶名和權(quán)限密碼，進(jìn)行登錄，防止未人員瀏覽有關(guān)信息。

2.2平臺(tái)首頁(yè)

平臺(tái)首頁(yè)總覽每天的開(kāi)戶數(shù)、充值金額、充電金額、充電度數(shù)、充電次數(shù)、充電時(shí)長(zhǎng)，累計(jì)的開(kāi)戶數(shù)、充值金額、充電金額、充電度數(shù)、充電次數(shù)、充電時(shí)長(zhǎng)，以及相應(yīng)的環(huán)比增長(zhǎng)和同比增長(zhǎng)以及樁、站分布地圖導(dǎo)航、本月充電統(tǒng)計(jì)。

2.3實(shí)時(shí)監(jiān)控

l  充電站監(jiān)控

充電站監(jiān)控頁(yè)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(dāng)日充電總次數(shù)、總電量、總時(shí)長(zhǎng)，進(jìn)行負(fù)荷限制、故障查詢。

l  充電槍監(jiān)控

充電樁監(jiān)控頁(yè)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(shí)長(zhǎng)和累計(jì)充電電量、累計(jì)充電次數(shù)、累計(jì)充電時(shí)長(zhǎng)等、充電電壓電流等參數(shù)。

2.4微信小程序

l  搜索與使用

微信小程序可以通過(guò)掃描二維碼和微信文字搜索找到，點(diǎn)擊后可以加入到小程序列表，如下圖所示

l  登錄界面

用戶通過(guò)搜索或者掃碼等途徑初次打開(kāi)小程序時(shí)，會(huì)進(jìn)入這個(gè)頁(yè)面，需要用戶登錄才可以進(jìn)入小程序主功能頁(yè)面，如圖所示：

l  主功能頁(yè)

初次進(jìn)入主功能頁(yè)時(shí)需要定位才可以使用地圖相關(guān)功能，在地圖上查看到當(dāng)前所在區(qū)域的充電站，查看充電站信息，可以進(jìn)行掃碼充電操作，地圖導(dǎo)航等。

l  充電

掃描充電槍上的二維碼，如果當(dāng)前充電樁可用即可進(jìn)入充電選擇頁(yè)面，可以查看到當(dāng)前的充電站名稱、充電槍名稱，以及當(dāng)前的賬戶余額，電價(jià)和預(yù)計(jì)可充電量等數(shù)據(jù)，還可以查看當(dāng)前賬戶的歷史充電記錄。充電方式分為按時(shí)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(jìn)進(jìn)行評(píng)價(jià)。

l  個(gè)人信息

個(gè)人信息可以顯示當(dāng)前登錄賬號(hào)的昵稱和余額，同時(shí)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