摘要：優(yōu)化智能充電樁的設(shè)計(jì)可以解決相關(guān)問題，所以電動(dòng)汽車智能充電樁的設(shè)計(jì)和關(guān)鍵技術(shù)是通過文獻(xiàn)和數(shù)據(jù)方法進(jìn)行研究和探討的。研究發(fā)現(xiàn)，在設(shè)計(jì)智能充電樁時(shí)，需要提高充電樁的天氣適應(yīng)性和抗電磁干擾能力，因此需要根據(jù)設(shè)計(jì)要求進(jìn)行整體設(shè)計(jì)、可重構(gòu)模塊化設(shè)計(jì)等工作，靈活運(yùn)用DC一體化充電技術(shù)、柔性充電堆技術(shù)等關(guān)鍵技術(shù)，優(yōu)化智能充電樁的整體性能。

關(guān)鍵字：電動(dòng)汽車；智能充電樁；能源因特網(wǎng)

前言

在長(zhǎng)期發(fā)展過程中，能源問題和環(huán)境問題已經(jīng)成為困擾人類社會(huì)的關(guān)鍵問題，增加電動(dòng)汽車的生產(chǎn)可以在一定程度上減少石油等資源的消耗和污染物的排放。然而，電動(dòng)汽車需要智能充電樁的支持，因此有必要在現(xiàn)有研究結(jié)果的基礎(chǔ)上分析電動(dòng)汽車智能充電樁的設(shè)計(jì)和關(guān)鍵技術(shù)。

1電動(dòng)汽車智能充電樁的政策規(guī)定和現(xiàn)狀

1.1政策規(guī)定

目前，我國(guó)對(duì)智能充電樁等配套設(shè)施制定了相應(yīng)的政策，如《關(guān)于加快電動(dòng)汽車充電基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的指導(dǎo)意見》、《提高新能源汽車充電保障能力行動(dòng)計(jì)劃》等，規(guī)定了智能充電樁的設(shè)計(jì)、建設(shè)[1]。

1.2設(shè)計(jì)現(xiàn)狀

2022年1月，我國(guó)制定了“十四五"現(xiàn)代能源體系規(guī)劃，強(qiáng)調(diào)要積極發(fā)展新能源，努力用新能源取代化石能源，從而轉(zhuǎn)變能源結(jié)構(gòu)。與此同時(shí)，強(qiáng)調(diào)力爭(zhēng)到2025年，電力需求側(cè)響應(yīng)能力達(dá)到極限負(fù)荷的3%～5%左右，華東、華中、南方等地區(qū)達(dá)到極限負(fù)荷的5%。在這種情況下，各個(gè)領(lǐng)域都需要不斷推進(jìn)能源低碳轉(zhuǎn)型，提高能源系統(tǒng)效率。例如，汽車制造領(lǐng)域應(yīng)積極開發(fā)新能源電動(dòng)汽車，并設(shè)計(jì)電動(dòng)汽車智能充電樁。然而，與西方發(fā)達(dá)國(guó)家相比，中國(guó)的電動(dòng)汽車起步相對(duì)較晚，相關(guān)技術(shù)還不夠成熟。而且我國(guó)電動(dòng)汽車智能充電樁的設(shè)計(jì)體系還不完善，設(shè)計(jì)中還存在一些亟待解決的問題。

1.3電動(dòng)汽車智能充電樁的類型及比例

一是智能充電樁的類型。從充電方式、充電接口數(shù)量等各個(gè)方面來看，智能充電樁的種類很多。比如從充電方式來看，智能充電樁包括三種類型:交流、DC和交流DC；從充電接口數(shù)來看，智能充電樁包括兩種類型:一個(gè)充電樁和一個(gè)多充電樁。從安裝地點(diǎn)來看，智能充電樁包括兩種類型:公共充電樁和專用充電樁；從安裝方式來看，智能充電樁包括落地式和壁掛式。其中，公共充電樁和專用充電樁是常用的分類，公共充電樁可以為所有或部分社會(huì)車輛提供充電服務(wù)。專用樁只為部分特定社會(huì)車輛服務(wù)，一般安裝在單位內(nèi)部場(chǎng)合，僅供單位內(nèi)部人員使用。二是智能充電樁的比例。隨著智能充電樁需求的不斷增加，我國(guó)充電樁建設(shè)力度不斷加大，充電樁比例不斷提高。根據(jù)中國(guó)充電聯(lián)盟的統(tǒng)計(jì)，2022年1-8月，我國(guó)充電基礎(chǔ)設(shè)施增加了169.8萬臺(tái)，比2021年1-8月增加了300.5%。并且在2022年1-8月，車樁增量比例達(dá)到2.3:第一，有效地改善了“一樁難求"的局面，但這一比例仍未達(dá)到國(guó)家發(fā)改委提出的相應(yīng)要求。

2電動(dòng)汽車智能充電樁設(shè)計(jì)

2.1總體設(shè)計(jì)

智能充電樁可分為功能結(jié)構(gòu)模塊、人機(jī)交互模塊和安全保護(hù)模塊，功能結(jié)構(gòu)模塊可分為主控單元、智能通信單元、功能擴(kuò)展接口和智能計(jì)量結(jié)算單元；人機(jī)交互模塊分為智能語音輸出單元、智能顯示單元、樁體顯示單元、智能身份識(shí)別單元和打印輸出單元；安全保護(hù)模塊分為控制引導(dǎo)單元、電氣保護(hù)單元、緊急停止單元和防水防塵單元[2]。

2.2人機(jī)交互軟件分層設(shè)計(jì)及界面設(shè)計(jì)

一是分層設(shè)計(jì)。智能充電樁的人機(jī)交互軟件架構(gòu)可分為5層，即APP層、BUSS層。、COMP層、INFRA層和DRV層，將APP層作為人機(jī)交互系統(tǒng)的高層，將BUSS層作為系統(tǒng)的次高層，并完善BUSS層對(duì)按鍵的處理過程(如圖1所示)、編寫各種可以在COMP層操作屏幕的功能函數(shù)，在INFRA層設(shè)計(jì)屏幕的實(shí)際繪制函數(shù)，在DRV層完善硬件驅(qū)動(dòng)程序設(shè)計(jì)。第二，界面設(shè)計(jì)。設(shè)計(jì)界面時(shí)，需要設(shè)計(jì)好人機(jī)交互系統(tǒng)的原型和界面。

流程設(shè)計(jì)工作，比如在設(shè)計(jì)系統(tǒng)原型時(shí)，要充分考慮充電過程中可能出現(xiàn)的問題，優(yōu)化原型流程。在設(shè)計(jì)界面流程時(shí)，要完善界面操作模式，讓用戶在完善各種模式的具體功能之前，可以自主選擇自動(dòng)模式、定時(shí)模式或定費(fèi)模式。

圖1：BUSS層處理按鍵的過程。

3電動(dòng)汽車智能充電樁設(shè)計(jì)的關(guān)鍵技術(shù)

DC一體化充電技術(shù)；柔性充電堆技術(shù)

4電動(dòng)汽車智能充電樁的發(fā)展前景

隨著觀念的不斷變化和技術(shù)水平的不斷提高，電動(dòng)汽車智能充電樁將逐步向調(diào)節(jié)和標(biāo)準(zhǔn)化方向發(fā)展，未來智能充電樁將受到新基礎(chǔ)設(shè)施和虛擬電廠技術(shù)的加持。到那時(shí)，充電樁將不再是單獨(dú)的、機(jī)械的物理存在，它將具有智能物聯(lián)網(wǎng)的屬性，成為下一代能源互聯(lián)網(wǎng)的重要入口。其中，虛擬電廠可以通過信息技術(shù)和軟件系統(tǒng)聚合和協(xié)同優(yōu)化各種分布式資源，如分布式電源、儲(chǔ)能和可調(diào)負(fù)荷。此外，虛擬電廠可以通過互聯(lián)網(wǎng)、5G和智能互聯(lián)網(wǎng)等方式調(diào)整。

5安科瑞充電樁收費(fèi)運(yùn)營(yíng)云平臺(tái)

5.1概述

AcrelCloud-9000安科瑞充電柱收費(fèi)運(yùn)營(yíng)云平臺(tái)系統(tǒng)通過物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)對(duì)接入系統(tǒng)的電動(dòng)電動(dòng)自行車充電站和各種充電方式進(jìn)行不間斷的數(shù)據(jù)采集和監(jiān)控，實(shí)時(shí)監(jiān)控充電樁的運(yùn)行狀態(tài)，進(jìn)行充電服務(wù)、支付管理、交易結(jié)算、資金管理、電能管理、詳細(xì)查詢等。同時(shí)，對(duì)充電器的過溫保護(hù)、漏電、充電器的輸入/輸出過壓、欠壓、低絕緣等各種故障進(jìn)行預(yù)警；充電樁支持通過微信、支付寶、云閃支付掃描碼進(jìn)行互聯(lián)網(wǎng)接入。

5.2應(yīng)用場(chǎng)所

充電基礎(chǔ)設(shè)施設(shè)計(jì)適用于民用建筑、一般工業(yè)建筑、居住小區(qū)、工業(yè)單位、商業(yè)綜合體、學(xué)校、園區(qū)等充電樁模式。

5.3系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

5.4安科瑞充電樁云平臺(tái)系統(tǒng)功能

智能大屏幕；實(shí)時(shí)監(jiān)控；交易管理；統(tǒng)計(jì)分析；基礎(chǔ)數(shù)據(jù)管理；運(yùn)維APP；充電小程序

5.5系統(tǒng)硬件配置

6結(jié)語

智能充電樁的設(shè)計(jì)效果和技術(shù)應(yīng)用會(huì)對(duì)電動(dòng)汽車的發(fā)展產(chǎn)生很大的影響。因此，應(yīng)根據(jù)設(shè)計(jì)要求，提高對(duì)智能充電樁設(shè)計(jì)的重視，靈活運(yùn)用各種關(guān)鍵技術(shù)，如整體設(shè)計(jì)、可重構(gòu)模塊化設(shè)計(jì)、人機(jī)交互界面設(shè)計(jì)等。，從而進(jìn)一步提高智能充電樁的實(shí)用性，為電動(dòng)汽車的發(fā)展提供支持。

參考文獻(xiàn)

[1]杜婕.電動(dòng)汽車智能充電樁的設(shè)計(jì)要求及相關(guān)技術(shù)探索[J].通信電源技術(shù),2019,36(03):65-66.

[2]張明慧,周天睿,于靜,金民.電動(dòng)汽車智能充電樁管理系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與開發(fā)[J].現(xiàn)代計(jì)算機(jī),2021,27(33):110-115.

[3]劉娟.電動(dòng)汽車智能充電樁設(shè)計(jì)及關(guān)鍵技術(shù)研究

[4]安科瑞企業(yè)微電網(wǎng)設(shè)計(jì)與應(yīng)用手冊(cè).2022.05版.