基于物聯網技術的新能源汽車及充電設施智慧能源管理服務平臺

趙 隆，孫浩然

(內蒙古自治區電子研究所有限責任公司，內蒙古 呼和浩特 010010)

電動汽車作為一種綠色能源交通工具，需求越來越多，未來的市場發展前景非常廣闊。在世界能源危機下，發展新能源汽車將成為主流趨勢。目前現有的充電樁，存在不小的問題，運營管理平臺雜亂無章、充電樁本身就有充電安全等問題、電動汽車充電接口協議等都不同，不便統一管理。這就需要一種能兼容各種充電樁的統一管理平臺。本項目基于物聯網技術所設計的智慧能源管理服務平臺，實現全社會充電樁信息共享和交互，提高充電樁公眾服務效率。管理服務平臺對新能源汽車產業及充電基礎設施建設端的持續助力，還將發揮更重要的作用，在幫助政府監管行業的同時，助力充電企業發展，幫助整個充電基礎領域優化配置，從而進一步優化充電網絡，提高充電設施服務水平。

在國家大力支持和加快發展新能源汽車產業的形勢下，如何更好地解決自治區電動汽車產業發展問題，為新能源汽車提供充電服務和技術支持，是擺在各級政府面前的重要科技難題。電動汽車充電樁技術是一個迫在眉睫的關鍵點，解決得好就可以少走彎路，而且還有助于高鐵設備技術的進步，就可以用新的思路來引領新能源產業。

1 充電設施智慧能源管理服務平臺的主要功能

充電設施智慧能源管理服務平臺以云平臺為基礎，依托物聯網技術、云平臺技術、架構的擴展能力和服務體系，針對新能源汽車及充電設施公共數據服務平臺進行靈活的功能部署，保證各個運營商獨立系統數據源的接入，保證其他充電樁直連設備的數據源接入。盡量兼容舊樁并采集所有運行數據，通過功率控制實驗，驗證系統對樁的管理控制能力。

我們的充電設施智慧能源管理服務平臺，可以實現對充電樁的控制和管理，并將采集的充電樁功率、電壓、電流、充電時間、警告信息等相關數據上傳到充電設施智慧能源管理服務平臺，通過系統平臺處理管控充電樁功率大小，降低當前電網供電壓力，從而進行智能化管理，合理分配資源。通過模塊化搭建服務，將數據處理和管理控制業務根據充電樁的數量，分別提供不同的最優化服務，從而實現“高效、快捷”的智能一體化管理。提供30天充電量、電量分時占比、充電電費趨勢分析，用來實時了解各個充電站的實際運行情況。

2 充電設施智慧能源管理服務平臺的解決方案

我們將建設一個基于物聯網、大數據、云計算、人工智能等技術的新能源充電設施智慧能源管理服務平臺，實現充電樁集中統一管理和監控。充電設施智慧能源管理服務平臺包括場站監控、信息管理、車輛管理、用戶中心、財務管理、操作日志、故障日志、我的報表、系統設置、退款管理、發票管理功能。充電設施智慧能源管理服務平臺通過與充電樁設備通信接入和充電調度管理，同時收集充電樁各個模塊的實時狀態、充電狀態、交易狀態、環境狀態等信息，并將這些信息存儲起來，利用獲取到的信息，完成數據的處理分析，及時合理的分配資源，提高充電樁利用率。

在此平臺基礎上，開始研發適合內蒙古自治區特點的管理措施，如整合舊式充電樁、開放程序接口給區內所有社會實體、開發儲能服務體系，深入開展儲能商業模式和應用場景研究，打造多能互補、多元互助的儲能交互中心。拓展儲能云服務價值鏈，未來對接管理新能源產業。

下一步，自治區將有能力推進充換電設施和服務平臺建設。統籌規劃布局充換電基礎設施、構建智能化充換電設施網絡平臺、推動充換電設施與新能源融合。在多項政策的扶持下，大力推進充換電網絡建設。新能源汽車充換電基礎設施建設迎來重大發展機遇。

在此背景下，我們基于多年技術積累，通過建設新能源汽車及充電設施公共數據服務平臺，對社會各類充電樁運營商的充電系統在線情況、充電系統實時功率、充電中槍數、空閑槍數等進行信息共享，實現全社會充電樁信息共享和交互，提高充電樁公眾服務效率。

如果本項目成功獲得推廣，將充電樁方便融入現有民用電網，就會避免大量的專用充電樁、充電站供電設施重復建設，可以實現全社會主動投資建設充電設施，解決充電樁建設的金融瓶頸。

3 充電設施智慧能源管理服務平臺的意義

本項目通過建設新能源汽車及充電設施公共數據服務平臺，對于現代新能源汽車有著極其重要的意義：①增大智能充電樁建設規模，提高設備利用率，充電基礎建設嚴重滯后于充電汽車的市場推廣，大力推進充電樁建設是當前充電樁行業發展的重要任務。本項目建立的管理平臺能夠初步整合充電設備查找、預約、支付等服務，提升了充電服務的便利性，提高了用戶對于公共充電設施的使用頻次。設備監控、故障報警、及時響應制度，降低了設備空閑率。充電設備管理運維包袱消失，使用效率大大提高，方便了充電樁廠商和充電樁擁有者的運營，很好地促進了社會資本對于充電設施的投資。②改充電環境與現狀，智能充電樁反饋設備狀態數據，用戶在平臺上可直接查看附近充電柱數據或狀態，也可以搜索特定地區或某一設備，方便了用戶出行。此外，平臺提供站點的充電排隊狀態，在高需求站點的充電高峰期，用戶可以查看前面排隊人數，合理選擇出發時間和充電站點，緩解當前用車者的無樁可尋的困擾，改善用車環境。③初步完成對數據的獨立管理掌控，為政府機關隨時介入管理提供手段。能提供經營參考基礎數據，有助于處理充電樁行業出現自由競爭導致的無序失控現象。④新開發的功率管控機制可以增強目前市場流行軟件的管理能力。本項目建立的功率控制只是控制通道的一種實驗，以此通道為基礎，可以進行更進一步的控制功能研發。目前可以提供一種技術方案，解決同一變壓器下充電樁增加導致的過載跳閘的發生。

4 結束語

基于新型充電技術與物聯網技術等技術的新能源汽車及充電設施智慧能源管理服務平臺，實現能源的高效化、合理化管理。通過建設新能源汽車智慧能源管理服務平臺，政府可以通過提供公共服務掌握充電設施業務的結算權，統一充電樁行業金融權和規則制定權。獲得金融收益支撐管理平臺的運營維護和進一步開發，而不是向現在這樣無序競爭，經營規則混亂。政府職能轉向金融引導，就可以避免陷入靠國家政府投資建設充電樁的窘境。而且平臺運營后，可以從經營管理層面實現自治區能源、新能源、電力、交通、電力電子、大數據、公共金融等領域的進一步整合，形成新的科學體系，組建一套企業集群，對加快推進自治區充換電基礎設施建設，促進新能源汽車產業快速發展有著重大的意義。