淺談電動汽車充電運維管理及思路

hth下载地址 陳聰

摘要：文章以新能源電動汽車充電樁為(wei) 研究對象，分析了新能源電動汽車充電樁運維管理的現狀以及存在的難點問題，提出了新能源電動汽車充電樁運維一體(ti) 化的管理思路，並指出要用數字化技術、信息化技術對新能源電動汽車充電樁進行三維可視化建模與(yu) 全天時運行狀態監測，輔助支撐新能源電動汽車充電樁運維閉環管理、故障診斷與(yu) 預警等，切實提高新能源電動汽車充電樁運維管理效率。關(guan) 鍵詞：新能源電動汽車；充電樁；運維管理；1 引言 傳(chuan) 統以汽油、柴油等能源為(wei) 驅動力的汽車運行模式具有高能耗、高汙染等弊端，在城市交通通達度日益增加、汽車在出行工具中占比明顯增加的情況下，大量的燃油汽車尾氣會(hui) 加劇城區的空氣汙染，導致能源的枯竭。新能源汽車所使用的電能資源具有良好的清潔性、可再生性，汽車行駛過程中產(chan) 生的能源消耗成本與(yu) 汙染氣體(ti) 量較小，是汽車行業(ye) 轉型升級的重要方向。新能源充電樁是為(wei) 新能源汽車提供電能補充的工作站。隨著新能源電動汽車在汽車總擁有量中占比的增加，新能源充電樁的規劃、建設及後期的運維管理等均直接關(guan) 係到新能源充電樁的運營收益以及其對新能源汽車的貢獻。

2 新能源電動汽車充電樁運維管理現狀

2.1區域分布不均勻

新能源電動汽車的推廣時間不長，電動車充電樁的發展周期也較短，相較於(yu) 傳(chuan) 統燃油汽車的體(ti) 量，新能源電動汽車的總體(ti) 占比不高，但卻呈現逐年遞增的趨勢。在有限的新能源電動汽車數量以及廣闊的區域麵積下，新能源電動汽車充電樁的區域分布呈現出明顯的不均勻特性。不少城市的新能源電動汽車充電樁數量不多，分布較為(wei) 分散且偏遠，尤其是一些車流密集區，充電樁數量明顯不足，一方麵不利於(yu) 新能源電動汽車及時充電，一方麵也不利於(yu) 充電樁巡檢人員的日常巡檢、運維與(yu) 管理。

2.2運維管理不及時

新能源電動汽車充電樁以電子類產(chan) 品為(wei) 主，其長期位於(yu) 外部環境中且使用頻次較高，容易導致充電樁設備設施出現老化或損壞等現象，需要及時對故障問題進行排查與(yu) 檢修，以免運維管理時效不足，影響新能源電動汽車車主的使用。同時，有限的巡檢與(yu) 運維養(yang) 護人力資源難以實現對新能源電動汽車充電樁全天時的監測，應急處理與(yu) 故障維修存在滯後性。此外，不少地區的電動車充電樁運維養(yang) 護工作由製造廠商負責，由廠商安排巡檢人員現場巡檢並發現充電樁運行缺陷與(yu) 故障，在運維人力成本的製約下，廠商的巡檢力量薄弱，運維管理的實時性與(yu) 及時性不夠，新能源電動汽車充電樁的運維管理成本反而有所增加。

3 新能源電動汽車充電樁運維管理思路與(yu) 方法

3.1新能源電動汽車充電樁運維管理思路

針對當前新能源電動汽車充電樁運維管理中存在的問題，提出一種運維一體(ti) 化管理模式，對數字化技術、自動控製技術、傳(chuan) 感器技術、物聯網技術等進行組合優(you) 化與(yu) 使用，有效整合新能源電動汽車充電樁的日常巡檢、缺陷反饋、缺陷維修、日常養(yang) 護，降低新能源電動汽車充電樁巡檢與(yu) 運維管理成本，提高運維管理與(yu) 缺陷處理的工作效率，延長新能源電動汽車充電樁的使用壽命。

3.1.1新能源電動汽車充電樁運維一體(ti) 化管理內(nei) 容

新能源電動汽車充電樁運維管理主要包括充電樁日常運行狀態巡檢、發現缺陷反饋、缺陷維修與(yu) 故障處理等。通過日常運行狀態巡檢、及時掌握新能源電動汽車充電樁的運行狀態與(yu) 異常情況，及時發現充電樁設備設施缺陷以及安全隱患，以便維修人員及時到現場進行缺陷處理與(yu) 隱患消除，提高新能源電動汽車充電樁運行的安全性。充電樁的缺陷維修與(yu) 故障處理需要充電樁廠商安排工作人員到現場進行缺陷確認與(yu) 設備檢修，過程中涉及諸多工程任務單，如缺陷派單表、檢修確認單、過程控製單等，通過規範化與(yu) 流程化的管控，推動新能源電動汽車充電樁運維管理形成一個(ge) 有機整體(ti) 。

3.1.2新能源電動汽車充電樁運維一體(ti) 化管理製度流程

為(wei) 適配新能源電動汽車充電樁運維一體(ti) 化管理這一目標，需根據管理內(nei) 容以及分工職責優(you) 化管理製度與(yu) 流程，進一步規範充電樁巡檢、運維、養(yang) 護、管理等工作。在運維一體(ti) 化管理製度方麵，可著眼於(yu) 新能源電動汽車充電樁運維一體(ti) 化管理的內(nei) 容進行規章製度的梳理與(yu) 完善，圍繞巡檢與(yu) 運維人員管理、新能源電動汽車充電樁日常運行監測、充電樁營銷管理等方麵，利用規章製度詳細列明充電樁設備設施巡檢要求、巡檢內(nei) 容、檢修事項、技術標準、安全操作規程等，為(wei) 新能源電動汽車充電樁運維一體(ti) 化管理提供製度支持。在運維一體(ti) 化管理流程方麵，結合新能源電動汽車充電樁運維管理內(nei) 容，設計與(yu) 優(you) 化運維管理業(ye) 務流程，巡檢人員巡檢發現充電樁設備設施缺陷，將缺陷提交檢修單位，檢修單位受理缺陷並正式派單，安排維修人員至現場進行核實，分析現場環境是否具備檢修條件，以便考慮采取停電作業(ye) 的方式進行檢修，並及時將檢修結果反饋提交給檢修單位。

3.2新能源電動汽車充電樁運維管理方法

3.2.1新能源電動汽車充電樁三維可視化

為(wei) 強化對新能源電動汽車充電樁的集成化管理，可利用GIS 技術、空間數據庫技術等對新能源電動汽車充電樁進行空間數據組織與(yu) 管理，實現對充電樁空間分布的直觀化表達，其中充電樁可以以點狀要素進行表達。同時，可利用三維建模技術對電動車充電樁進行三維可視化建模，通過二三維切換，為(wei) 充電樁管理人員提供不同維度全局漫遊與(yu) 細節瀏覽的工具，以便充電樁管理人員統籌掌握片區內(nei) 的所有新能源電動汽車充電樁（見圖1）。

3.2.2新能源電動汽車充電樁設備監測

在新能源電動汽車充電樁二維表達、三維建模的基礎上，依托物聯網與(yu) 傳(chuan) 感器設備對每一個(ge) 新能源電動汽車充電樁的設備功率、充電情況、安防動態、作業(ye) 信息、實時狀態等參數數據進行24h采集，實現對新能源電動汽車充電樁的全天時監測。新能源電動汽車充電樁設備監測是新能源電動汽車充電樁故障預測預警的重要數據源，通過對充電樁設備24h監測與(yu) 運行狀態參數采集，可以從(cong) 數據中分析與(yu) 挖掘出充電樁設備的相關(guan) 運行狀況。新能源電動汽車充電樁設備監測可作為(wei) 新能源電動汽車充電樁巡檢的輔助構成，以便巡檢人員有針對性地對監測異常情況進行故障缺陷排查。同時，新能源電動汽車充電樁設備長時間監測下所積累的新能源電動汽車充電樁運行數據可以用於(yu) 充電樁管理曆史狀態的追溯，便於(yu) 管理人員通過時間查詢檢索到特定時間內(nei) 的充電樁運行情況。當前，數字孿生技術發展迅速，在工業(ye) 領域應用較為(wei) 深入，可麵向新能源電動汽車充電樁構建數字化孿生，通過對孿生充電樁進行分析，可以提高充電樁設備監測的準確度。如某充電樁生產(chan) 廠商通過百*雲(yun) 新能源雲(yun) 平台下的雲(yun) 端模型訓練機製，對充電樁檢測設備進行大數據模型訓練。同時，再通過百*邊緣計算將算法部署在本地智能邊緣，形成本地充電樁的數字化孿生。基於(yu) 此，檢測人員可先用設備進行充電作業(ye) 過程的數據采集，然後通過檢測設備進行充電作業(ye) 的效果分析算法，並讓設備再進行多維度的函數進行分析，讓充電器檢測裝置將分析好的數據結果傳(chuan) 回至百*雲(yun) 的天工物聯網上，使全部線下檢測設備擁有實時化輸出作業(ye) 的功能，從(cong) 而讓線上的雲(yun) 端檢測平台實現信息同步的能力。

3.2.3新能源電動汽車充電樁運維閉環管理

傳(chuan) 統的新能源電動汽車充電樁運維管理以人工為(wei) 主，自新能源電動汽車充電樁日常巡檢發現故障或缺陷，至故障或缺陷上報、廠商安排維修人員複核與(yu) 維修、維修情況反饋等流程的閉環管理存在一定的時間滯後性。利用信息化技術與(yu) 信息管理係統對新能源電動汽車充電樁運維閉環管理的流程進行業(ye) 務化梳理，並利用線上實時填報巡檢發現故障或缺陷單、缺陷單線上的流轉審批與(yu) 派單、缺陷單受理與(yu) 現場維修、缺陷單維修情況反饋等推動新能源電動汽車充電樁運維流程的閉環式管理。新能源電動汽車充電樁運維閉環管理可以避免日常巡檢發現的設備故障，或缺陷出現遺漏而未能及時維修，也可以較好地提高新能源電動汽車充電樁運維的效率，通過派單、維修、反饋等中間過程的留痕，確保每一個(ge) 流程任務分解清晰、責任分解到人，實現相關(guan) 責任人與(yu) 工作成效的線上追溯。

3.2.4新能源電動汽車充電樁故障診斷

故障診斷與(yu) 預警可以有效降低新能源電動汽車充電樁的實際故障率，延長新能源電動汽車充電樁設備的實際使用壽命。新能源電動汽車充電樁故障診斷是在新能源電動汽車充電樁三維建模與(yu) 設備全天監測的基礎上，依托監測的設備運行參數進行統計分析與(yu) 數據挖掘，引入故障樹、深度學習(xi) 算法等對設備運行參數中的異常情況及時發現，並依據此異常情況進行新能源電動汽車充電樁故障準確診斷，評判出新能源電動汽車充電樁的故障類型、故障原因以及故障發生的大概位置，以便新能源電動汽車充電樁設備監控平台的管理人員及時通過遠程控製模塊調整充電樁的啟閉狀態，減少充電樁繼續使用給充電樁設備以及新能源電動汽車帶來損害。使用高靈敏度的火情數據傳(chuan) 感器，通過布置在充電樁內(nei) 部的數據采集裝置，監測環境溫度、氣體(ti) 成分等信息，智能判斷內(nei) 部火災情況，可早期探測到火災並按各種警報預案進行上報，以便采取一係列幹預動作，如預降溫、傳(chuan) 遞信號至控製係統。

4 hth下载地址充電樁收費運營雲(yun) 平台係統選型方案

4.1概述

AcrelCloud-9000hth下载地址充電柱收費運營雲(yun) 平台係統通過物聯網技術對接入係統的電動電動自行車充電站以及各個(ge) 充電整法行不間斷地數據采集和監控，實時監控充電樁運行狀態，進行充電服務、支付管理，交易結算，資要管理、電能管理，明細查詢等。同時對充電機過溫保護、漏電、充電機輸入/輸出過壓，欠壓，絕緣低各類故障進行預警；充電樁支持以太網、4G或WIFI等方式接入互聯網，用戶通過微信、支付寶，雲(yun) 閃付掃碼充電。

4.2應用場所

適用於(yu) 民用建築、一般工業(ye) 建築、居住小區、實業(ye) 單位、商業(ye) 綜合體(ti) 、學校、園區等充電樁模式的充電基礎設施設計。

4.3係統結構

係統分為(wei) 四層：

1）即數據采集層、網絡傳(chuan) 輸層、數據**層和客戶端層。

2）數據采集層：包括電瓶車智能充電樁通訊協議為(wei) 標準modbus-rtu。電瓶車智能充電樁用於(yu) 采集充電回路的電力參數，並進行電能計量和保護。

3）網絡傳(chuan) 輸層：通過4G網絡將數據上傳(chuan) 至搭建好的數據庫服務器。

4）數據**層：包含應用服務器和數據服務器，應用服務器部署數據采集服務、WEB網站，數據服務器部署實時數據庫、曆史數據庫、基礎數據庫。

5）應客戶端層：係統管理員可在瀏覽器中訪問電瓶車充電樁收費平台。終端充電用戶通過刷卡掃碼的方式啟動充電。

小區充電平台功能主要涵蓋充電設施智能化大屏、實時監控、交易管理、故障管理、統計分析、基礎數據管理等功能，同時為(wei) 運維人員提供運維APP，充電用戶提供充電小程序。

4.4 hth下载地址充電樁雲(yun) 平台係統功能

4.4.1智能化大屏

智能化大屏展示站點分布情況，對設備狀態、設備使用率、充電次數、充電時長、充電金額、充電度數、充電樁故障等進行統計顯示，同時可查看每個(ge) 站點的站點信息、充電樁列表、充電記錄、收益、能耗、故障記錄等。統一管理小區充電樁，查看設備使用率，合理分配資源。

4.4.2實時監控

實時監視充電設施運行狀況，主要包括充電樁運行狀態、回路狀態、充電過程中的充電電量、充電電壓/電流，充電樁告警信息等。

4.4.3交易管理

平台管理人員可管理充電用戶賬戶，對其進行賬戶進行充值、退款、凍結、注銷等操作，可查看小區用戶每日的充電交易詳細信息。

4.4.4故障管理

設備自動上報故障信息，平台管理人員可通過平台查看故障信息並進行派發處理，同時運維人員可通過運維APP收取故障推送，運維人員在運維工作完成後將結果上報。充電用戶也可通過充電小程序反饋現場問題。

4.4.5統計分析

通過係統平台，從(cong) 充電站點、充電設施、、充電時間、充電方式等不同角度，查詢充電交易統計信息、能耗統計信息等。

4.4.6基礎數據管理

在係統平台建立運營商戶，運營商可建立和管理其運營所需站點和充電設施，維護充電設施信息、價(jia) 格策略、折扣、優(you) 惠活動，同時可管理在線卡用戶充值、 凍結和解綁。

4.4.7運維APP

麵向運維人員使用，可以對站點和充電樁進行管理、能夠進行故障閉環處理、查詢流量卡使用情況、查詢充電\充值情況，進行遠程參數設置，同時可接收故障推送

4.4.8充電小程序

麵向充電用戶使用，可查看附近空閑設備，主要包含掃碼充電、賬戶充值，充電卡綁定、交易查詢、故障申訴等功能。

4.5係統硬件配置

5 結語

新能源電動汽車以電能為(wei) 能量源，清潔能源的使用可以減少新能源電動汽車行駛過程中造成的汙染。新能源電動汽車充電樁是為(wei) 新能源電動汽車提供電能補給的設備，在新能源電動汽車飛速發展的現階段，充電樁的運維管理水平直接關(guan) 係到新能源電動汽車的實用性。 當前，新能源電動汽車充電樁存在區域分布不均、運維管理不及時等問題，影響充電樁的實際使用率以及運營管理成本。鑒於(yu) 此，需引入計算機技術、數字化技術、信息化技術對新能源電動汽車充電樁的運維管理模式進行創新，對運維管理流程與(yu) 運維管理內(nei) 容進行梳理與(yu) 數字化，實現新能源電動汽車充電樁設備運行狀態全天時監測、設備巡檢運維流程化管控、故障或缺陷診斷預警等，延長新能源電動汽車充電樁的使用壽命。

參考文獻

[1] 栗鳳嶺. 新能源電動汽車充電樁運維管理及思路分析[J].智能建築與(yu) 智慧城市 12(2023):173-175.

[2] 劉明輝，楊新明，王乾峰.泛在電力物聯網下電動汽車充電樁的運營管理創新[J]. 中國商論， 2019 （19）：126-127.

[3] 張晗. 基於(yu) 大數據的充電樁健康狀態分析係統的研究[D].陝西：西安石油大學，2019.

[4] hth下载地址企業(ye) 微電網設計及應用手冊(ce) 2023.09版.