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摘 要：以云计算平台为载体，对电动汽车充电桩进行设计，不仅能够满足电动汽车的充电需求，而且使汽车充电过程中的规划、计费工作等更加合理，能够对充电桩无序充电导致的电网问题进行有效规避，对充电桩进行充电控制，使其达到良好的应用效果。
关键词：云计算；电动汽车；充电桩；设计；应用
当前，我国电动汽车数量比较多，人们对充电桩提出了越来越高的要求。而充电桩数量过多，则容易干扰电网的安全性及稳定性。因此，需要以云计算平台为基础，对电动汽车充电桩进行合理设计，并采取正确的方式对其进行有效监控和应用，减少城市充电桩数量，解决电动汽车充电问题。设计人员不仅要制定完善的设计方案，而且要对云客户端和系统模块等进行有效设计和构建，对其进行实际应用，为电动汽车提供良好的充电服务。
1 电动汽车充电方法
（1）交流充电。经电网公司提供220V或380V交流电源。电动汽车车载充电装置具有载波、整流功能，多用以小型纯电动汽车，对蓄电池进行充电。（2）直流充电。经地面提供电源，为电动汽车蓄电池充电，充电速度很快，在大型电动汽车充电中应用普遍，用以实现电动汽车快速充电。（3）更换电池组。为电动汽车提供两组蓄电池，一组采用地面充电形式，另一组作为电源。如果一组蓄电池电量不足，可更换，采用另一组蓄电池供电，以缩短充电时间。该种方式也存在一些缺漏。每辆电动汽车都需要两组蓄电池供电和充电，要建设很多电池更换站，增加了工作人员的日常维护难度，成本高，智能化水平不足。（4）非接触式充电。将电器元件嵌入地面，与电动汽车接触，使电动汽车在行驶过程中也可以充电，该种充电方式，尚未投入使用。
2 智能充电装置
手持终端控制功能：分布式充电装置可借助移动端APP，对启停机进行控制。当充电装置满足充电要求，可采用移动终端，实现启停控制。上传充电信息：分布式充电装置直接在服务器上上传充电信息，通过手机APP界面，了解电压、电流、充电费率、计费信息等相关信息。智能充电装置的构成比较复杂。控制核心是MCU单元，主要控制指令和分发信息，它连接驱动电路和接触器，对充电电能输出进行通断控制。Wi-Fi通信模块，能耗低，通过与无线网关进行数据通信，实现充电装置开关及相关充电信息的远程控制。电源转换模块主要将交流电转换为直流电，为充电装置中的其他电路提供电源[1]。
3 基于云计算平台的电动汽车充电桩设计
3.1 设计方案
基于云计算平台的电动汽车充电桩主要功能是在电动汽车充电时，对它的充电过程进行监控、记录和计费等，并依据电网谷峰参数与电网进行实时互动，为云服务器端提供参考，使其依据该区域范围内的电网参数，对充电桩运行计划进行有效制定，分别对充电过程和用电操作进行远程控制和调度，使用电管理更加科学、合理。避免充电桩使用过多，干扰电网运行。该设计方案，不仅使人们的日常充电更加便利，而且充电过程也更加安全。与此同时，后期维修、保养难度也相对较小。它通过模块化应用使系统更加独立、灵活，不仅使充电桩后期维护更加便利，而且能够对它的功能进行增加和拓展。以云计算平台为基础的电动汽车充电桩是对传统汽车充电桩的升级和优化，而且解决了全民电动汽车充电问题。
3.2 云客户端
（1）云服务端能够对充电桩进行合理规划，有效管理其充电过程，避免不必要的故障及问题。（2）云服务端能够对充电桩配置参数及相关信息进行有效存储。一旦充电桩出现故障，维修人员可从云服务器端查询和下载相关信息，为充电桩的维修或设备更换提供辅助。（3）云服务端能够对云客户端的充电监控数据进行存储。（4）完成电动汽车充电之后，云客户端将信息传送到云服务器端。后者参考充电桩位置、充电时间、地区收费标准等，进行电费计取。云服务器端也能够直接下发费用至充电桩装置上，后者在客户读卡器上自动扣除充电费用，实现电动汽车充电桩的信息化、自动化和智能化管理[2]。
3.3 监控模块
基于云计算平台的电动汽车充电桩设计涉及电池、监控板、充电机等诸多监控模块。监控板和云客户端通过RS485实现双向通信连接。而监控板的模拟量、开关量和输出控制等，也能够对雷击或外部物体对充电桩的干扰进行有效控制，并对充电桩开关量信号进行实时监控。
监控模块中，应用RS232和云客戶端连接数字电表，在充电桩的输出端和充电机中间安装数字电表，使其对充电桩服务于客户时的电能消耗进行记录。该数字电表主要通过静止式交流电能，科学记录充电过程中的电能消耗，使充电桩的电能数据记录更加准确，保障電动汽车充电桩的性能及整体服务质量[3]。
4 基于云计算平台的电动汽车充电桩应用
以某路段路灯充电桩建设改造项目为例，工程全长1.2km，LED路灯改造数量为68盏，主要采用80W LED灯，共有慢充充电桩6座，快充充电桩2座，并对电动汽车智能充电系统进行有效部署。该项目建成之后，使用慢充充电桩，充电时间为4～5小时，使用快充充电桩，只需30分钟即可完成80%的电源补给。该项目使周边电动汽车充电难的问题得到了有效缓解。
5 结语
综上所述，基于云计算平台对电动汽车充电桩进行合理设计，不仅能够对电动汽车充电过程中的各种问题进行有效解决，而且能够使电动汽车用户参与到用电管理中，使电动汽车的充电及用电更加科学、合理，实现了用户与电网的沟通及互动，满足电动汽车充电要求，提高整体服务质量，有助于该技术的全面推广。
参考文献
[1]谢伟才.电动汽车充电桩的设计与研究[J].通讯世界，2016，（2）：105-107.
[2]刘济舟.基于云计算平台的电动汽车充电桩设计与实现[J].科技资讯，2016，（9）：12.
[3]殷树刚，龚桃荣.基于云平台的电动汽车智能充电系统设计与应用[J].供用电，2015，（7）：43-47.
（作者单位：国网福建省电力有限公司厦门供电公司）
关键词：云计算；电动汽车；充电桩；设计；应用
当前，我国电动汽车数量比较多，人们对充电桩提出了越来越高的要求。而充电桩数量过多，则容易干扰电网的安全性及稳定性。因此，需要以云计算平台为基础，对电动汽车充电桩进行合理设计，并采取正确的方式对其进行有效监控和应用，减少城市充电桩数量，解决电动汽车充电问题。设计人员不仅要制定完善的设计方案，而且要对云客户端和系统模块等进行有效设计和构建，对其进行实际应用，为电动汽车提供良好的充电服务。
1 电动汽车充电方法
（1）交流充电。经电网公司提供220V或380V交流电源。电动汽车车载充电装置具有载波、整流功能，多用以小型纯电动汽车，对蓄电池进行充电。（2）直流充电。经地面提供电源，为电动汽车蓄电池充电，充电速度很快，在大型电动汽车充电中应用普遍，用以实现电动汽车快速充电。（3）更换电池组。为电动汽车提供两组蓄电池，一组采用地面充电形式，另一组作为电源。如果一组蓄电池电量不足，可更换，采用另一组蓄电池供电，以缩短充电时间。该种方式也存在一些缺漏。每辆电动汽车都需要两组蓄电池供电和充电，要建设很多电池更换站，增加了工作人员的日常维护难度，成本高，智能化水平不足。（4）非接触式充电。将电器元件嵌入地面，与电动汽车接触，使电动汽车在行驶过程中也可以充电，该种充电方式，尚未投入使用。
2 智能充电装置
手持终端控制功能：分布式充电装置可借助移动端APP，对启停机进行控制。当充电装置满足充电要求，可采用移动终端，实现启停控制。上传充电信息：分布式充电装置直接在服务器上上传充电信息，通过手机APP界面，了解电压、电流、充电费率、计费信息等相关信息。智能充电装置的构成比较复杂。控制核心是MCU单元，主要控制指令和分发信息，它连接驱动电路和接触器，对充电电能输出进行通断控制。Wi-Fi通信模块，能耗低，通过与无线网关进行数据通信，实现充电装置开关及相关充电信息的远程控制。电源转换模块主要将交流电转换为直流电，为充电装置中的其他电路提供电源[1]。
3 基于云计算平台的电动汽车充电桩设计
3.1 设计方案
基于云计算平台的电动汽车充电桩主要功能是在电动汽车充电时，对它的充电过程进行监控、记录和计费等，并依据电网谷峰参数与电网进行实时互动，为云服务器端提供参考，使其依据该区域范围内的电网参数，对充电桩运行计划进行有效制定，分别对充电过程和用电操作进行远程控制和调度，使用电管理更加科学、合理。避免充电桩使用过多，干扰电网运行。该设计方案，不仅使人们的日常充电更加便利，而且充电过程也更加安全。与此同时，后期维修、保养难度也相对较小。它通过模块化应用使系统更加独立、灵活，不仅使充电桩后期维护更加便利，而且能够对它的功能进行增加和拓展。以云计算平台为基础的电动汽车充电桩是对传统汽车充电桩的升级和优化，而且解决了全民电动汽车充电问题。
3.2 云客户端
（1）云服务端能够对充电桩进行合理规划，有效管理其充电过程，避免不必要的故障及问题。（2）云服务端能够对充电桩配置参数及相关信息进行有效存储。一旦充电桩出现故障，维修人员可从云服务器端查询和下载相关信息，为充电桩的维修或设备更换提供辅助。（3）云服务端能够对云客户端的充电监控数据进行存储。（4）完成电动汽车充电之后，云客户端将信息传送到云服务器端。后者参考充电桩位置、充电时间、地区收费标准等，进行电费计取。云服务器端也能够直接下发费用至充电桩装置上，后者在客户读卡器上自动扣除充电费用，实现电动汽车充电桩的信息化、自动化和智能化管理[2]。
3.3 监控模块
基于云计算平台的电动汽车充电桩设计涉及电池、监控板、充电机等诸多监控模块。监控板和云客户端通过RS485实现双向通信连接。而监控板的模拟量、开关量和输出控制等，也能够对雷击或外部物体对充电桩的干扰进行有效控制，并对充电桩开关量信号进行实时监控。
监控模块中，应用RS232和云客戶端连接数字电表，在充电桩的输出端和充电机中间安装数字电表，使其对充电桩服务于客户时的电能消耗进行记录。该数字电表主要通过静止式交流电能，科学记录充电过程中的电能消耗，使充电桩的电能数据记录更加准确，保障電动汽车充电桩的性能及整体服务质量[3]。
4 基于云计算平台的电动汽车充电桩应用
以某路段路灯充电桩建设改造项目为例，工程全长1.2km，LED路灯改造数量为68盏，主要采用80W LED灯，共有慢充充电桩6座，快充充电桩2座，并对电动汽车智能充电系统进行有效部署。该项目建成之后，使用慢充充电桩，充电时间为4～5小时，使用快充充电桩，只需30分钟即可完成80%的电源补给。该项目使周边电动汽车充电难的问题得到了有效缓解。
5 结语
综上所述，基于云计算平台对电动汽车充电桩进行合理设计，不仅能够对电动汽车充电过程中的各种问题进行有效解决，而且能够使电动汽车用户参与到用电管理中，使电动汽车的充电及用电更加科学、合理，实现了用户与电网的沟通及互动，满足电动汽车充电要求，提高整体服务质量，有助于该技术的全面推广。
参考文献
[1]谢伟才.电动汽车充电桩的设计与研究[J].通讯世界，2016，（2）：105-107.
[2]刘济舟.基于云计算平台的电动汽车充电桩设计与实现[J].科技资讯，2016，（9）：12.
[3]殷树刚，龚桃荣.基于云平台的电动汽车智能充电系统设计与应用[J].供用电，2015，（7）：43-47.
（作者单位：国网福建省电力有限公司厦门供电公司）