面向互联网的电动汽车智能充电系统运营分析

 

0、引言

 

电动汽车具有以电代油、环保高效的优点，是节约能源大力提倡的方式。随着电动汽车的逐步推进，充电用户希望能够实时了解充电桩的位置、电价等信息，主动参与用电管理，提高能源利用效率。其重要基础之一是需要对充电桩进行电量监测并智能控制其状态，实现精细化、智能化管理。国内现有充电设施主要以充电站、充电桩或换电站建设为主，截至2015年3月，国家电网公司已经建成618座充换电站、2.4万个充电桩，并形成了一定规模的充换电服务网络。美国在电动汽车智能充电系统中已经有了新的突破，可实现充电站寻找及付费功能。国内很多单位也提出了关于智能充电的设想，文献[8]提出了电动汽车智能充电的导航系统，文献[9]描述了智能充电桩的设计，文献[11]提出了建设电动汽车智能服务平台，北京智芯微电子科技有限公司推出了集智能充电服务平台、智能充电装置和App应用软件于一体的系统。该系统于2014年12月31号投入运行，已经将自研的分布于北京市昌平京密北路东段、华北电力大学等地的25个智能充电桩纳入平台进行智能管理，实现人机交互操作界面由传统的充电装置屏幕显示变为手持终端显示，通过App实现充电装置定位导航、锁定及充电预约等功能。此外，该平台还将国家电网公司北京市供电公司所属的充电站纳入智能管理，可以实现充电站的实时位置查询与导航。本文对系统运行的情况进行统计分析，为未来电动汽车大规模推广奠定基础。

 

1、充电业务流程分析

 

目前电动车客户通常使用充电站中的充电桩对电动车完成充电操作，其操作过程主要结合充电桩的操作面板与操作键盘实现充电参数的设置，同时采用预付费形式的电卡完成相关电费支付。该系统则是与充电桩、移动端App协同工作，电动车客户操作移动端App，经由主站系统，向充电桩发送充电指令，同时由主站系统支撑实现远程计费、交费。从充电业务流程的实用性、可行性角度考虑，在系统主站中为每个电动车客户设立一个电子账户，并根据充电结算、账户充值、在线预付等业务的开展对该电子账户进行维护管理。图1为电动汽

 

车客户充电业务流程示意图，包括充电准备阶段、计费阶段、充电阶段和算费阶段四个部分，采用支付宝或微信进行在线支付。电动汽车用户预约好充电桩，到达充电地点连接好充电枪后，各阶段具体如下：

 

1)充电准备阶段。电动车用户使用移动端App设置充电参数，选择好充电模式，并通过主站记录充电任务单。主站系统确认任务单后进入计费阶段。

 

2)计费阶段。由移动端App从主站获取付费信息后，将“账户余额”和“应付电费”进行对比。如果客户当前“账户余额”大于“应付电费”，则可转入下一阶段(充电阶段)流程;如果客户当前“账户余额”小于“应付电费”，则由客户继续选择付费方式(账户充值或者在线预付)，并使用支付宝或微信在线支付功能完成付费操作。

 

3)充电阶段。由主站与充电桩建立长连接，在充电桩监控页面实时显示当前各项运行状态信息，并提供应急控制手段。充电完成后进入算费阶段。

 

4)算费阶段。由主站根据充电结束后的计量结果，计算出客户应付电费，客户付费后，断开充电连接线，充电结束。主站系统更新相应的交易记录、电子账户余额等信息。