基于物联网的电动汽车及充电设施运营管理系统

基于物联网的电动汽车及充电设施运营管理系统

为贯彻落实国家新能源汽车推广相关文件精神，大力推进“互联网充电基础设施”，提高充电服务智能水平，提高运营效率，促进电动汽车和智能能源汽车之间的能量和信息互动。鼓励围绕用户需求,运用移动互联网、物联网、大数据等技术,为用户提供充电导航、状态查询、充电预约、费用结算等服务,拓展平台增值业务国网安徽省电力公司依托安徽电动汽车充电基础设施促进联盟,深入开展互联网+智慧充电工程,以政府监管、充电设施运营、电动汽车车主服务诉求为出发点,积极应用“大云物移智”等先进通信技术,打造基于“智慧城市”的全省统一的运营管理系统,促进共生、共建、共享的电动汽车产业生态。1网络平台的全球构建1.1全球框架物联网平台总体架构如图1所示,共分为4个层级,从下到上依次为感知层、网络层、平合层和应用层。1.1.1感觉层利用视频监控、RFID技术、各种传感技术等技术手段进行电动汽车和充电桩各种数据和事件的实时测量、采集、事件收集、数据抓取和识别1.1.2网络层网络层包括核心网和接入网,主要用于实现信息的传递、路由和控制,网络层依托互联网或电力专用通信网络进行传输1.1.3监控层的建立平台层包括运行监控层和支撑服务层。运行监控层对采集到的数据和事件信息进行加工处理;支撑服务层主要实现信息和业务的处理,建立一个基础的车联网应用支撑平台。1.1.4汽车用户展示层应用层包括系统应用层和展示层,其中系统应用层实现面向电动汽车用户、政府、公交集团、车厂、电池厂商等对象提供各种平台服务,展示层为各类用户提供统一的系统界面,用户可利用车载终端、互联网、电话、手机短信等多种渠道和界面层进行交互气1.2基于物质网络的关键技术应用1.2.1车辆剩余电量和整车数据采集利用北斗高精度定位技术,基于车载终端设备实时采集车辆位置信息、剩余电量、车辆里程及整车电池数据。数据采集规范遵循国标GB/T32960《电动汽车远程服务与管理系统技术规范》1.2.2充电电量实时监控在各个充电桩安置了智能电能表和刷卡器,通过物联网与远程的运行中心数据交互,实现充电电量自动计量、充电费用实时结算、车主账户管理、消费信息动态查询等功能。应用物联网技术进行计量计费可以大大减少抄表收费的工作量,进而降低智能充换电服务网络的运行成本。1.2.3充电设施监控充电站内设备很多,须实现对充电站内各类设备的智能监控。充电站设备的智能监控包括充电状态监控、充电桩远程控制、视频监控、安防监控和烟雾报警等,从而确保充电站的安全、充电可靠以及站内设备的安全运行。1.2.4车载电池的紧急故障职责利用北斗高精度定位技术,采集电动汽车的车载电池当前位置,通过物联网传递数据中心,在出现故障或电池电量不足的时候,可以方便地安排紧急故障检修和电池配送。1.2.5无线数据采集使用4G/5G移动通信技术、RFID技术、Wi-Fi无线技术等无线通信技术,用于连接无线远程终端、采集里程数、更换电池等场合2基于物联网架构的可控平台设计2.1平台层和设备层根据对充电业务分析和流程分析,从系统实现的角度从应用架构上可将平台分成设备层、支撑层、业务层和接口层,如图2所示。设备层主要包括电动汽车、充电桩等。支撑层主要是消息服务、权限与用户、参数与日志、安全认证、地图引擎等核心组件服务2.2平台可控设计的功能2.2.1充电桩状态分类建立充电桩与平台之间的通信协议标准规范,运营商充电设施通过统一接入协议将充电桩状态数据、故障异常事件等数据上报平台。档案类:包含运营商档案信息(运营商编码、名称、电话、地址等)、充电站档案信息(充电桩ID、运营商ID、充电站名称、所属地市、地址、服务电话、站点类型、站点状态、车位数量、经纬度、建设场所、充电设备信息、充电费率、服务费、停车费、支付方式、是否支持预约、营业时间、楼层描述、站点照片等信息)、充电桩档案信息(设备编码、设备名称、所属地市、设备类型、接口信息列表、额定功率、额定电压、额定电池、额定电流等信息)等信息。状态类:包含充电站ID、充电桩ID、设备状态、车位状态(可选)、地锁状态(可选)、电池剩余电量、开始充电时间、本次采样时间、累计充电量、累计电费(可选)、累计服务费(可选)、累计总费用(可选)、充电明细信息(可选)、电压、电流等。业务类:包含充电站编码、统计开始时间、统计结束时间、累计电量、设备列表、设备编码、设备累计电量、总电费、总服务费、累计总金额、充电结束原因和充电明细等信息。充电计费参数下发。由平台管理充电桩计费所需时段、充电电价、服务费单价等计费参数并下发到充电桩。充电桩依据充电计费参数对充电结果进行计费。充电桩状态变化通知。系统实时告知用户充电桩是否处于可充电状态,基于充电桩状态判断用户是否可预约或可允许充电。故障告警数据上报。通过采集故障告警信息,实时监测充电桩运行状态,基于故障告警数据能有助于建立故障和隐患及时反馈处理机制。2.2.2充电站点为充电设施运营商提供在线充电服务运维管理功能,实现站点定价管理、充电设施运维管理、智能运维管理、运行状态监控和经营数据分析。充电站(点)管理。对充电站(点)的信息进行维护,包括编号、充电站(点)名称、地址、经纬度信息、类型、占地面积、营运状态等信息,其中经纬度信息可以通过地图坐标拾取工具进行拾取。充电桩资产管理。对充电站(点)的充电桩档案信息进行维护,包括充电桩基本档案信息、经纬度信息、通信参数以及支持的协议标准和车型,支持一桩一枪及一桩多枪档案维护管理。集中器管理。当充电桩的通信是通过集中器进行,需要维护集中器设备信息,包括集中器基本信息、通信参数信息和下挂充电桩列表信息。地图监测展示。在地图上展示充电点信息,点击充电点可以查看充电桩信息。统计分析。按日、月、区域统计充电信息,按日、月、故障类型统计充电桩的运行数据,按日、月、季度或年统计充电信息数据。2.2.3称重记录查询可按充电站、充电桩等维度查询历史充电记录,包括充电时间、时长、电量、充电次数等内容。2.2.4生成运维工单当充电桩发生故障、离线时,平台可基于一定规则自动生成运维工单,同时以短信、消息推送方式发送给运维人员。运维人员通过移动端应用开展巡视检修、故障处理、调试接入等工作。2.2.5充电设施功能实时监控充电桩及充电电池的各类故障报警,如充电桩紧急停机、通信故障、电池温度过高和电压过压等,并且具备温度预警、闯入识别、车牌识别、全景监控、远程协助、地锁管理、充电桩预约等功能。2.2.6在线运营管理管控平台提供开放、共享、安全、高效的运营托管服务,为运营商提供充电设施管理、状态在线监控、订单管理、交易对账管理、财务报表及多运营商直付功能,任何拥有充电设施的企业和个人,都可以通过系统实现充电设施在线运营管理。多运营商直付是指平台针对多个运营托管的运营商,通过平台动态指向支付技术手段,实现费用直达实际运营商收费账户,无需二次清分结算,提高资金到账及时率,进而实现和推进多运营商互联互通2.2.7异常事故事件监控为运营商提供充电站、充电桩、车辆电池实时监控管理,对各类异常故障事件进行等级分类管理,按照故障等级以声光、短信等方式实时告警或推送管理人员,对充电过程数据以图表方式进行展示。2.2.8数据分析服务为运营商提供按时段、站点、充电桩、分类等多维度统计服务,包括设备运行分析、故障分析、运营分析以及用户行为分析,有效提升运营管理水平。3建立了统一的数据接口和展示平台基于物联网平台研发了基于“智慧城市”的全省统一运营管理系统,完善了充换电设施接入管理、综合展示、服务监管、服务评价、补贴申请登记、充换电设施集中监控、运维管理和用户服务等功能,建立了统一的数据接口,接入包括国网、阳光电源、江淮汽车、颐和新能源等多家充换电设施运营商