智能化運(yùn)維技術(shù)在電動(dòng)汽車充電設(shè)施管理中的應(yīng)用

摘　要：在全球能源結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)型與新能源汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展的時(shí)代背景下，作為電動(dòng)汽車的“能量加油站"，充電設(shè)施的建設(shè)與管理不僅是支撐電動(dòng)汽車普及的基石，還是衡量新能源汽車產(chǎn)業(yè)成熟度與可持續(xù)性的重要標(biāo)尺。面對(duì)充電需求日益增長(zhǎng)的挑戰(zhàn)，智能化運(yùn)維技術(shù)的崛起為充電設(shè)施的高效、安全、穩(wěn)定運(yùn)行注入了新的活力與可能。該技術(shù)通過(guò)深度融合物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、云計(jì)算、人工智能等前沿科技，為充電設(shè)施管理帶來(lái)了革命性的變化。它不僅能實(shí)現(xiàn)充電設(shè)施的遠(yuǎn)程監(jiān)控、智能調(diào)度與故障預(yù)警，還能通過(guò)數(shù)據(jù)分析與挖掘，為管理者提供精準(zhǔn)的運(yùn)維決策支持，從而顯著提升運(yùn)維效率，降低運(yùn)營(yíng)成本，并為用戶提供更加便捷、個(gè)性化的充電服務(wù)體驗(yàn)。

關(guān)鍵詞：充電樁；有序充電策略；電動(dòng)汽車；S2V；直流系統(tǒng)

0引言

智能化運(yùn)維技術(shù)在電動(dòng)汽車充電設(shè)施管理中的應(yīng)用主要體現(xiàn)在實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)與故障預(yù)警、智能調(diào)度與負(fù)載均衡、數(shù)據(jù)分析與決策支持、用戶體驗(yàn)優(yōu)化。隨著技術(shù)的不斷進(jìn)步與應(yīng)用場(chǎng)景的持續(xù)拓展，智能化運(yùn)維技術(shù)在電動(dòng)汽車充電設(shè)施管理中的發(fā)展前景將更加廣闊，不斷推動(dòng)充電設(shè)施的智能化、網(wǎng)絡(luò)化、服務(wù)化升級(jí)，為電動(dòng)汽車用戶提供更加高效、便捷、安全的充電服務(wù)體驗(yàn)。同時(shí)，促進(jìn)新能源汽車產(chǎn)業(yè)與智慧城市、智能交通等領(lǐng)域的深度融合與協(xié)同發(fā)展，構(gòu)建綠色、低碳、可持續(xù)的未來(lái)出行生態(tài)。

1智能化運(yùn)維在充電設(shè)施管理中的應(yīng)用

1.1故障檢測(cè)與預(yù)測(cè)性維護(hù)

在電動(dòng)汽車充電設(shè)施管理中，智能化運(yùn)維技術(shù)的應(yīng)用顯著提升了故障檢測(cè)與預(yù)測(cè)性維護(hù)的能力。通過(guò)集成先進(jìn)的傳感器和物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，系統(tǒng)能實(shí)時(shí)監(jiān)控充電站的關(guān)鍵運(yùn)行參數(shù)，如電流、電壓、溫度等，快速識(shí)別異常模式。國(guó)際能源機(jī)構(gòu)報(bào)告顯示，實(shí)施智能化監(jiān)控的充電站，其故障檢測(cè)速度提高了約40%。預(yù)測(cè)性維護(hù)利用機(jī)器學(xué)習(xí)算法分析歷史數(shù)據(jù)，預(yù)測(cè)設(shè)備潛在的故障，從而提前進(jìn)行維護(hù)，減少意外停機(jī)時(shí)間。例如，一項(xiàng)由電動(dòng)汽車充電協(xié)會(huì)進(jìn)行的案例分析顯示，采用預(yù)測(cè)性維護(hù)的充電設(shè)施，平均維修成本降低了約25%，同時(shí)維護(hù)效率提升了30%。這種主動(dòng)式的維護(hù)策略不僅提高了充電設(shè)施的可靠性和安全性，還優(yōu)化了運(yùn)維資源的分配，降低了長(zhǎng)期運(yùn)營(yíng)成本。

1.2遠(yuǎn)程監(jiān)控與實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)分析

智能化運(yùn)維技術(shù)在電動(dòng)汽車充電設(shè)施管理中的應(yīng)用，特別是在遠(yuǎn)程監(jiān)控與實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)分析方面，發(fā)揮著至關(guān)重要的作用。通過(guò)部署智能監(jiān)控系統(tǒng)，運(yùn)維團(tuán)隊(duì)能跨越地理限制，實(shí)時(shí)跟蹤充電站的運(yùn)行狀態(tài)。該系統(tǒng)通常配備高清攝像頭和各類傳感器，可以及時(shí)捕捉和傳輸設(shè)備操作畫(huà)面和關(guān)鍵性能指標(biāo)。例如，一項(xiàng)行業(yè)分析報(bào)告指出，使用遠(yuǎn)程監(jiān)控技術(shù)可以減少現(xiàn)場(chǎng)檢查次數(shù)約50%，同時(shí)提高故障響應(yīng)速度約35%。實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)分析則處理和分析通過(guò)大數(shù)據(jù)技術(shù)收集的海量數(shù)據(jù)，為運(yùn)維決策提供科學(xué)依據(jù)。這種分析能揭示充電模式、使用頻率和用戶行為等重要信息，幫助優(yōu)化充電設(shè)施的運(yùn)營(yíng)策略。市場(chǎng)研究公司的數(shù)據(jù)顯示，應(yīng)用實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)分析的充電站能提升能源使用效率約20%，并且通過(guò)精準(zhǔn)的需求預(yù)測(cè)，減少電力浪費(fèi)。綜合運(yùn)用遠(yuǎn)程監(jiān)控和實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)分析技術(shù)，充電設(shè)施管理變得更加智能化和高效化，為電動(dòng)汽車用戶提供了更加穩(wěn)定可靠的服務(wù)。

1.3智能調(diào)度與優(yōu)化充電過(guò)程

智能化運(yùn)維技術(shù)在電動(dòng)汽車充電設(shè)施管理中的應(yīng)用，特別是在智能調(diào)度與優(yōu)化充電過(guò)程中扮演著關(guān)鍵角色。利用人工智能算法和優(yōu)化模型，智能調(diào)度系統(tǒng)能根據(jù)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)和歷史使用模式，動(dòng)態(tài)調(diào)整充電站的運(yùn)行策略，實(shí)現(xiàn)資源的*優(yōu)分配。例如，通過(guò)智能調(diào)度，充電站能預(yù)測(cè)高峰時(shí)段的充電需求，自動(dòng)調(diào)整充電功率，滿足更多用戶的需求，同時(shí)避免電網(wǎng)過(guò)載。

智能調(diào)度系統(tǒng)還能根據(jù)用戶的充電習(xí)慣和偏好，提供個(gè)性化的充電建議，提升用戶體驗(yàn)。根據(jù)電動(dòng)汽車充電技術(shù)聯(lián)盟的報(bào)告，實(shí)施智能調(diào)度的充電站能提升充電效率約15%，減少用戶等待時(shí)間約20%。優(yōu)化充電過(guò)程不僅提高了充電設(shè)施的運(yùn)營(yíng)效率，還有助于降低能源消耗和運(yùn)營(yíng)成本，實(shí)現(xiàn)綠色、可持續(xù)的運(yùn)營(yíng)管理。通過(guò)智能化的運(yùn)維管理，充電設(shè)施能更好適應(yīng)不斷變化的市場(chǎng)需求，滿足電動(dòng)汽車用戶對(duì)高效、便捷充電服務(wù)的期待。

2智能化運(yùn)維技術(shù)的實(shí)現(xiàn)策略

2.1技術(shù)架構(gòu)設(shè)計(jì)

智能化運(yùn)維技術(shù)的實(shí)現(xiàn)策略在電動(dòng)汽車充電設(shè)施管理中主要體現(xiàn)在技術(shù)架構(gòu)設(shè)計(jì)上，高效、可靠的技術(shù)架構(gòu)是智能化運(yùn)維成功的基礎(chǔ)。根據(jù)國(guó)際智能電網(wǎng)技術(shù)聯(lián)盟的報(bào)告，一個(gè)良好的技術(shù)架構(gòu)能提升充電設(shè)施的運(yùn)營(yíng)效率達(dá)30%以上。設(shè)計(jì)時(shí)，需要考慮集成云計(jì)算、物聯(lián)網(wǎng)（IoT）、大數(shù)據(jù)分析和人工智能（AI）等關(guān)鍵技術(shù)，構(gòu)建一個(gè)可擴(kuò)展、安全且響應(yīng)迅速的系統(tǒng)。技術(shù)架構(gòu)通常以云平臺(tái)為核心，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的集中管理和服務(wù)的遠(yuǎn)程交付。邊緣計(jì)算的應(yīng)用則確保了數(shù)據(jù)的及時(shí)處理和快速響應(yīng)。物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)負(fù)責(zé)連接充電設(shè)施中的各種設(shè)備和傳感器，實(shí)現(xiàn)狀態(tài)監(jiān)測(cè)和控制指令的下發(fā)。大數(shù)據(jù)分析和人工智能算法對(duì)收集的數(shù)據(jù)進(jìn)行深入分析，提供決策支持，如預(yù)測(cè)性維護(hù)、能源管理等。通過(guò)這種技術(shù)架構(gòu)設(shè)計(jì)，充電設(shè)施能實(shí)現(xiàn)智能化的運(yùn)維管理，提高服務(wù)質(zhì)量，降低運(yùn)營(yíng)成本，提高系統(tǒng)的可靠性，優(yōu)化用戶體驗(yàn)。

2.2數(shù)據(jù)采集與處理

數(shù)據(jù)采集是智能化運(yùn)維的前提，涉及對(duì)充電站內(nèi)各類設(shè)備和環(huán)境參數(shù)的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)。根據(jù)全球能源管理協(xié)會(huì)的報(bào)告，通過(guò)全面的數(shù)據(jù)采集，提升故障檢測(cè)的準(zhǔn)確性達(dá)50%以上。數(shù)據(jù)采集點(diǎn)包括電流、電壓、溫度、使用頻率和能耗等關(guān)鍵指標(biāo)。采集后的數(shù)據(jù)需要通過(guò)高效的數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)進(jìn)行整理和分析。利用云計(jì)算和邊緣計(jì)算技術(shù)，可以實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的快速存儲(chǔ)、清洗和轉(zhuǎn)換，為后續(xù)的分析和決策提供高質(zhì)量的數(shù)據(jù)輸入。大數(shù)據(jù)分析技術(shù)在此過(guò)程中發(fā)揮關(guān)鍵作用，能處理大規(guī)模數(shù)據(jù)集，并從中提取有價(jià)值的信息和模式。例如，通過(guò)分析充電模式，優(yōu)化充電站的運(yùn)營(yíng)計(jì)劃，減少能源浪費(fèi)，提高充電效率。正確的數(shù)據(jù)采集與處理不僅提高了充電設(shè)施的智能化水平，還為運(yùn)維決策提供了科學(xué)依據(jù)，提高了系統(tǒng)的預(yù)測(cè)能力和響應(yīng)速度。

3案例分析

在電動(dòng)汽車充電設(shè)施管理領(lǐng)域，國(guó)內(nèi)外已有多個(gè)智能化運(yùn)維技術(shù)的成功應(yīng)用案例。這些案例展示了智能化技術(shù)如何顯著提升充電設(shè)施的運(yùn)營(yíng)效率和用戶體驗(yàn)。智能化運(yùn)維技術(shù)應(yīng)用案例如表2所示。由表2可知，一項(xiàng)針對(duì)歐洲某大城市充電網(wǎng)絡(luò)的智能化升級(jí)項(xiàng)目顯示，通過(guò)引入智能調(diào)度系統(tǒng)，充電站的平均利用率提高了35%、用戶滿意度提升了40%；在美國(guó)，某家主要的充電設(shè)施運(yùn)營(yíng)商通過(guò)部署預(yù)測(cè)性維護(hù)算法，減少了25%的維修成本，并將設(shè)備故障率降低了30%。這些案例證明了智能化運(yùn)維技術(shù)在不同地區(qū)和不同規(guī)模的充電設(shè)施中的適用性和有效性，為全球電動(dòng)汽車充電設(shè)施的智能化管理提供了寶貴的經(jīng)驗(yàn)和數(shù)據(jù)支持。通過(guò)這些實(shí)踐，可以看到智能化技術(shù)在提高充電設(shè)施管理效率、降低運(yùn)營(yíng)成本、增強(qiáng)用戶體驗(yàn)方面的巨大潛力。

4安科瑞充電樁收費(fèi)運(yùn)營(yíng)云平臺(tái)系統(tǒng)選型方案

4.1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(guò)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)對(duì)接入系統(tǒng)的電動(dòng)電動(dòng)自行車充電站以及各個(gè)充電整法行不間斷地?cái)?shù)據(jù)采集和監(jiān)控，實(shí)時(shí)監(jiān)控充電樁運(yùn)行狀態(tài)，進(jìn)行充電服務(wù)、支付管理，交易結(jié)算，資要管理、電能管理，明細(xì)查詢等。同時(shí)對(duì)充電機(jī)過(guò)溫保護(hù)、漏電、充電機(jī)輸入/輸出過(guò)壓，欠壓，絕緣低各類故障進(jìn)行預(yù)警；充電樁支持以太網(wǎng)、4G或WIFI等方式接入互聯(lián)網(wǎng)，用戶通過(guò)微信、支付寶，云閃付掃碼充電。

4.2應(yīng)用場(chǎng)所

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

4.3系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

系統(tǒng)分為四層：

1）即數(shù)據(jù)采集層、網(wǎng)絡(luò)傳輸層、數(shù)據(jù)中心層和客戶端層。

2）數(shù)據(jù)采集層：包括電瓶車智能充電樁通訊協(xié)議為標(biāo)準(zhǔn)modbus-rtu。電瓶車智能充電樁用于采集充電回路的電力參數(shù)，并進(jìn)行電能計(jì)量和保護(hù)。

3）網(wǎng)絡(luò)傳輸層：通過(guò)4G網(wǎng)絡(luò)將數(shù)據(jù)上傳至搭建好的數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器。

4）數(shù)據(jù)中心層：包含應(yīng)用服務(wù)器和數(shù)據(jù)服務(wù)器，應(yīng)用服務(wù)器部署數(shù)據(jù)采集服務(wù)、WEB網(wǎng)站，數(shù)據(jù)服務(wù)器部署實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)、歷史數(shù)據(jù)庫(kù)、基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫(kù)。

5）應(yīng)客戶端層：系統(tǒng)管理員可在瀏覽器中訪問(wèn)電瓶車充電樁收費(fèi)平臺(tái)。終端充電用戶通過(guò)刷卡掃碼的方式啟動(dòng)充電。

小區(qū)充電平臺(tái)功能主要涵蓋充電設(shè)施智能化大屏、實(shí)時(shí)監(jiān)控、交易管理、故障管理、統(tǒng)計(jì)分析、基礎(chǔ)數(shù)據(jù)管理等功能，同時(shí)為運(yùn)維人員提供運(yùn)維APP，充電用戶提供充電小程序。

4.4安科瑞充電樁云平臺(tái)系統(tǒng)功能

4.4.1智能化大屏

智能化大屏展示站點(diǎn)分布情況，對(duì)設(shè)備狀態(tài)、設(shè)備使用率、充電次數(shù)、充電時(shí)長(zhǎng)、充電金額、充電度數(shù)、充電樁故障等進(jìn)行統(tǒng)計(jì)顯示，同時(shí)可查看每個(gè)站點(diǎn)的站點(diǎn)信息、充電樁列表、充電記錄、收益、能耗、故障記錄等。統(tǒng)一管理小區(qū)充電樁，查看設(shè)備使用率，合理分配資源。

4.4.2實(shí)時(shí)監(jiān)控

實(shí)時(shí)監(jiān)視充電設(shè)施運(yùn)行狀況，主要包括充電樁運(yùn)行狀態(tài)、回路狀態(tài)、充電過(guò)程中的充電電量、充電電壓電流，充電樁告警信息等。

4.4.3交易管理

平臺(tái)管理人員可管理充電用戶賬戶，對(duì)其進(jìn)行賬戶進(jìn)行充值、退款、凍結(jié)、注銷等操作，可查看小區(qū)用戶每日的充電交易詳細(xì)信息。

4.4.4故障管理

設(shè)備自動(dòng)上報(bào)故障信息，平臺(tái)管理人員可通過(guò)平臺(tái)查看故障信息并進(jìn)行派發(fā)處理，同時(shí)運(yùn)維人員可通過(guò)運(yùn)維APP收取故障推送，運(yùn)維人員在運(yùn)維工作完成后將結(jié)果上報(bào)。充電用戶也可通過(guò)充電小程序反饋現(xiàn)場(chǎng)問(wèn)題。

4.4.5統(tǒng)計(jì)分析

通過(guò)系統(tǒng)平臺(tái)，從充電站點(diǎn)、充電設(shè)施、、充電時(shí)間、充電方式等不同角度，查詢充電交易統(tǒng)計(jì)信息、能耗統(tǒng)計(jì)信息等。

4.4.6基礎(chǔ)數(shù)據(jù)管理

在系統(tǒng)平臺(tái)建立運(yùn)營(yíng)商戶，運(yùn)營(yíng)商可建立和管理其運(yùn)營(yíng)所需站點(diǎn)和充電設(shè)施，維護(hù)充電設(shè)施信息、價(jià)格策略、折扣、優(yōu)惠活動(dòng)，同時(shí)可管理在線卡用戶充值、凍結(jié)和解綁。

4.4.7運(yùn)維APP

面向運(yùn)維人員使用，可以對(duì)站點(diǎn)和充電樁進(jìn)行管理、能夠進(jìn)行故障閉環(huán)處理、查詢流量卡使用情況、查詢充電\充值情況，進(jìn)行遠(yuǎn)程參數(shù)設(shè)置，同時(shí)可接收故障推送

4.4.8充電小程序

面向充電用戶使用，可查看附近空閑設(shè)備，主要包含掃碼充電、賬戶充值，充電卡綁定、交易查詢、故障申訴等功能。

4.5系統(tǒng)硬件配置

參考文獻(xiàn)

.       周超.智能化運(yùn)維技術(shù)在電動(dòng)汽車充電設(shè)施管理中的應(yīng)用

.       安科瑞企業(yè)微電網(wǎng)應(yīng)用手冊(cè)2024.07版.