基于互聯(lián)網的遠程電源管理系統(tǒng)

馮夢雨

【摘 要】新能源汽車的普及促進了充電樁等電源系統(tǒng)也逐漸普及進入大眾視野，電源工作狀態(tài)的實時監(jiān)控一直要投入不少的人力，在互聯(lián)網的大背景下，遠程監(jiān)控管理就變得很有價值。為了解決充電看守等待等難題，本文提出了一種基于互聯(lián)網的遠程電源管理系統(tǒng)，此系統(tǒng)的實現(xiàn)可以大大節(jié)省人力成本，讓今后的出行生活更加智能，試想，在電動汽車普及的時代，電動汽車的充電狀態(tài)不用我們現(xiàn)場去關注，只需打開手機APP，即可獲取充電開始時間、充電電壓電流功率、結束時間預測與推送等信息，讓生活更加智能化，當然還不僅限于此，只需簡單的適配，各類用電設備的工作狀態(tài)均可接入此遠程監(jiān)控管理系統(tǒng)。

【關鍵詞】互聯(lián)網;遠程監(jiān)控;電源管理

中圖分類號： TP277文獻標識碼： A 文章編號： 2095-2457（2019）20-0242-002

DOI：10.19694/j.cnki.issn2095-2457.2019.20.113

0 引言

隨著科技的發(fā)展與進步，新能源這個概念已經深入尋常百姓家，電動汽車也逐漸進入大眾視野。當下在人們視線里相對遙遠的“零排放”汽車，一夜之間向我們走來的腳步變得愈加急速了。電動車用的是電，不消耗汽油，單從排放的角度看無疑是最環(huán)保的，電動車也確實成為了各國政府鼓勵的，且未來發(fā)展持續(xù)向好一條道理。另外電池技術趨于成熟，優(yōu)秀產品層出不窮，全球范圍內新能源車型和產能將迎來大爆發(fā)時期。

目前存在較大的爭端主要為：污染轉移問題、電池組壽命問題、充電樁普及度不足以及充電時的管理維護問題等。

電動汽車上市初期，國家以及地方部門都給予了很大程度上的補貼以及各類優(yōu)惠措施，但有些人對大力推廣電動汽車提出了較大的質疑，比如可以安裝新能源汽車牌照，也就是我們常說的綠牌，不限行出行。但是新能源汽車真的環(huán)保嗎？還是說這只是污染地轉移了。他們認為，新能源汽車主要采用電力驅動的方式，那么這將會消耗大量的電能，目前主流的發(fā)電方式仍然還是依靠火力，這勢必會造成用電量的急劇增加，火力發(fā)電帶來的污染物并不比燃燒汽油帶來的污染物少，這樣僅僅是將污染排放處從城市轉移到了偏遠地區(qū)。

另一個質疑較大的問題就是電池組的壽命問題，目前多采用磷酸鐵電池組，在使用了一定年限后，隨著電池的衰減，續(xù)航里程逐漸下降，必須要更換電池組才能獲得原有的動力及續(xù)航，而更換電池組的費用非常昂貴，高達數萬元。

其次就是充電樁的普及程度極為不夠，通常個人購買了純電動汽車后，都需要在自家車位處安裝充電樁才能滿足正常的出行需求，但是一旦外出駕車遠行，只依靠純電動汽車就顯得捉襟見肘，極少數的高速服務區(qū)安裝充電樁，并且充電無法與加油相比，充電過程往往需要數小時才能完成，這些弊端都成為了目前亟待解決的問題。

1 理念與思路

為解決這些問題，汽車廠商以及各地方部門也在共同努力，雖然技術上仍未成熟，但電動汽車的普及也是大勢所趨。

電動汽車技術發(fā)展成熟時，充電樁遍布各個停車位時，人們的生活將會有很大的改變，開車去加油站加油的場景將會轉變?yōu)橥５酵＼囄恢谐潆姷倪^程。也許未來的電池技術可以實現(xiàn)幾分鐘即可實現(xiàn)充滿電，但就目前的形勢來看，使用交流電源進行充電完全充滿需要6～8小時，使用快充充電時間需要2～3小時，如果需要等待充滿后駕車外出，那么就需要隔段時間去查看一下充電電量的多少，這大大地約束了車主的自由，猶如一根無形的線將車主束縛在那里。

但如果有了本文中的設計，可以給車主帶來極大的方便。只需要簡單的在手機上觀察充電電壓、充電功率、充電剩余時間等，甚至可以根據車主的需求遠程調整充電模式等，與現(xiàn)代化智能生活接軌。大大減少所需投入的人力成本。

2 實現(xiàn)方法

2.1 整體系統(tǒng)結構

整個系統(tǒng)主要分為隔離開關電源充電樁系統(tǒng)、主控制系統(tǒng)、遠程服務器通信系統(tǒng)、同步整流輸出系統(tǒng)等結構。相較于傳統(tǒng)的充電樁系統(tǒng)，增加了智能DSP控制器和WIFI通信系統(tǒng)，用于實現(xiàn)各電路節(jié)點以及整體運行情況的遠程監(jiān)控與管理。

2.2 開關電源充電樁系統(tǒng)

在各類開關電源的拓撲結構中，較為常見的有正激、反激、半橋、全橋、LLC諧振等。本設計中采用了LLC結構，原因有如下幾點：LLC可以做到更高的功率密度;LLC結構能夠實現(xiàn)MOS管零電壓的開通與關斷;占空比固定，采用頻率控制方式;輸入電壓范圍較寬;無需輸出電感，可以較小體積，降低系統(tǒng)成本等。

因此經過綜合對比，整體系統(tǒng)中的隔離開關電源拓撲采用了LLC諧振的結構。

2.3 軟件設計

軟件部分包含了兩大部分，其一為充電樁硬件結構中的軟件控制，另一部分為遠程服務器的搭建與手機客戶端APP的設計，利用開源的MQTT服務程序Mosquitto搭建一個輕量級的MQTT服務器，實現(xiàn)遠程消息的訂閱和發(fā)布;使用開源的MQTT SDK開發(fā)包編寫簡單的APP實現(xiàn)遠程監(jiān)控與管理的目的。

3 結束語

借助于移動互聯(lián)網的飛速發(fā)展，遠程電源管理系統(tǒng)提出了一種更便捷的終端監(jiān)管模式，不用再隨時隨地到現(xiàn)場觀察，只需要一部能夠聯(lián)網的手機，即可實現(xiàn)遠程的監(jiān)控與管理工作，不僅限于此充電樁系統(tǒng)，在多種電力電子及自動化的場合均可加入此類遠程系統(tǒng)。受限與目前現(xiàn)有條件的限制，本遠程電源管理系統(tǒng)還存在一些需要進一步完善的地方，接下來將不斷進行技術上的探索，來迎合這個智能化時代的發(fā)展。

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