摘要

電動汽車用戶年齡段參差不齊，對于充電操作流程的閱讀和理解存在困難;支付平臺的不兼容也給用戶帶來了不便。針對存在的問題，結合常規(guī)充電樁的特點，兼顧無人駕駛車輛的充電問題，設計并開發(fā)了一套集成自動充電和手動充電于一體的新式充電設備，既能兼容現(xiàn)有的充電方式，又能針對無人駕駛車輛實現(xiàn)自動充電口對接、充電、扣費等操作，提高了充電智能化。實驗結果表明，該系統(tǒng)運行穩(wěn)定，能夠解決充電操作不統(tǒng)一和付費平臺不兼容等問題。

引言

新能源電動汽車產銷與充電樁/站建造數(shù)量與日俱增，但在迅猛發(fā)展的同時也存在問題，比如：找充電樁難、付費方式不兼容、操作步驟不統(tǒng)一等。所以目前亟待研究出一種無人參與的新式充電設備，來解決市面上充電樁存在的問題。

另一方面，車輛無人駕駛技術發(fā)展日趨成熟，包括美國、日本、德國、中國等在內的國家和地區(qū)都在進一步加無人駕駛領域的布局［1-2］。文獻［3］開展了無人駕駛車輛智能水平評價研究。文獻［4，5］介紹了無人駕駛主要技術手段和發(fā)展現(xiàn)狀?？梢钥闯觯瑹o論是從解決實際問題出發(fā)還是從技術儲備角度出發(fā)，研究針對無人駕駛車輛的充電技術都是很有必要的。

目前也有國內外部分學者針對電動汽車充電問題進行了相關研究。文獻［6］介紹了電動汽車充電相關的儀表校驗技術，文獻［7］開展了無人值守的智能充電樁的研究。文獻［8，9］探討了制約充電設施發(fā)展的主要原因以及產業(yè)建設研究。文獻［10］設計了智能充電樁嵌入式控制系統(tǒng)。但是目前關于充電樁的研究都只針對普通電動汽車，尚不能滿足自動駕駛的電動車輛充電問題。

本論文立足技術**，提出一種新式充電樁，該充電樁集成手動充電和自動充電于一體，手動充電兼容現(xiàn)有的電動汽車充電方式，自動充電方式則為無人車的充電問題提供解決方案。

一、系統(tǒng)整體設計

充電服務系統(tǒng)包含了運營管理平臺、云端、用戶APP、充電樁、電動車輛，如圖1所示。

常規(guī)的電動汽車，車主駕駛車輛進入充電區(qū)域后，可以自行插拔充電槍，并刷卡認證從而進行充電;而無人駕駛車輛則**行車輛自動識別，然后通過自動對接技術來完成充電槍與充電口的識別與插接工作，從而進行充電操作。

二、安科瑞充電樁運營管理平臺

安科瑞Acrelcloud-充電樁收費運營云平臺系統(tǒng)通過物聯(lián)網技術對接入系統(tǒng)的充電樁站點和各個充電樁進行不間斷地數(shù)據(jù)采集和監(jiān)控，同時對各類故障如充電機過溫保護、充電機輸入輸出過壓、欠壓、絕緣檢測故障等一系列故障進行預警；用戶通過微信小程序掃描二維碼，進行支付后，系統(tǒng)發(fā)起充電請求，控制二維碼對應的充電樁完成電動汽車的充電過程。

充電樁可選配WIFI模塊或GPRS模塊接入互聯(lián)網，配合加密技術和秘鑰分發(fā)技術，基于TCP/IP的數(shù)據(jù)交互協(xié)議，與云端進行直連。云平臺包含了充電收費和充電樁運營的所有功能，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，充電樁運行監(jiān)測，充電樁異常交易監(jiān)測。

交易結算：充電價格策略管理，預收費管理，賬單管理，營收和財務相關報表

用戶管理：用戶注冊，用戶登錄，用戶帳戶管理，消息管理

充電服務：充電設施搜索，充電設施查看，地圖尋址，在線自助支付充電，充電結算，導航等

微信小程序：掃碼充電，賬單支付等功能

數(shù)據(jù)服務：數(shù)據(jù)采集，短信提醒，數(shù)據(jù)存儲和解析

變壓器監(jiān)控：監(jiān)控充電站變壓器負荷，每個充電站配備一塊ARCM300T無線表，*負荷時系統(tǒng)自動對充電樁的進行調度管理，即當負荷*過百分之五十時，系統(tǒng)會限制新增開始充電的充電樁的功率，降為百分之五十，當變壓器負荷*過百分之八十時，系統(tǒng)將不允許新增充電樁開始充電，直到負荷下降為止。

審核編輯：符乾江