电动汽车充电站实时互联网电能计量系统的设计与实现

时间：2024-09-03

梧州市计量测试所郭志民

梧州市计量测试所郭志民

本篇研究目的就是在于分析设计实现电动汽车充电站实时互联网电能计量系统方面的问题。在当前电动汽车电能计量系统的设计中，分析人们对系统的设计需求，从而优化设计实时互联网电能计量系统。结果通过实际分析证实，设计电动汽车充电站实时互联网电能计量系统，便于对电能充放电过程采取充电桩实时计量，并可记录精确的信息、数据，将数据上传至后台服务器，有利于相关部门对充电设备进行监督管理，发挥积极影响。

充电站；电动汽车；实时互联网电能计量系统；设计

引言

在当前电动汽车充电站中，优化设计实现电动汽车充电站实时互联网电能计量系统，有效提高电动汽车充电站实时电能计量的准确性与可靠性，发挥积极设计实现效益。以下本篇对此做具体分析。

1.电动汽车充电站发展现状

电动汽车充电站中，由于当前应用的电能计量终端中，还存在则一些问题，主要体现在以下几个方面：首先，就是在电动汽车充电站的电能计量中，若是以电池的电压来计算剩余电量的方法，则不能够真实的实时反映出电动车剩余电量；并且，当电动车的电池容量减少之时，电能计量终端也不能及时的发出一些告警信息，提醒电动车用户及时更换电池［1］。其次，就是在电动汽车充电站中，缺乏对电动车的电池进行维护，当电动车的电池长时间不工之作时，不能对其电池进行激活维护，从而造成电池的实际容量降低；还有就是在频繁充电后，也会缩短电动车电池的使用寿命［2-3］。最后，就是在电动汽车充电站中，大多数的充电电能计量终端是采用的恒压充电，由于不同的充电电池之间的特性存在着差异，因而终端管理系统无法满足所有电池的互换性需求。然而，在实际中，要想构建好电动汽车的充电站，就应该提升其电能计量终端系统的智能化水平，可以实时监测电动车电量变化，因而亟待能够优化设计一个电动汽车充电站实时互联网电能计量系统，提升计量终端备用电源系统的稳定安全性，发挥积极影响。

2.系统需求分析

在当前电动汽车充电站的电能计量系统设计中，需要能够充电站中优化设计可以实时互联网的电能计量系统，从而可以确保电动汽车充电安全。在本次系统设计中，确保能够设计出功能完善、安全可靠的电动汽车充电站电能计量系统，这样必将会推动电动汽车产业的发展，满足实际设计需求［4］。同时，在设计电动汽车充电站的实时互联网电能计量系统中，可以采取先进的电能计量方法，统一规划电动汽车能源供给网络，实现对电动汽车充电站的合理调配管理。因此，优化设计电动汽车充电站实时互联网电能计量系统，能够建立具备高准确度、实时性以及互联网网络化管理的电能计量系统，从而能够保证公平准确的结算电动汽车电能贸易［5］，使设计的系统满足实际应用需求。

3.优化设计电动汽车充电站实时互联网电能计量系统

3.1系统总体结构设计

对于本次设计的电动汽车充电站实时互联网电能计量系统中，系统的结构设计之中，确保本次设计的系统，主要采取分层、分布式的网络架构与互联网进行连接，系统结构主要包括后台监控中心部分、现场智能采集设备部分以及数据传送设备部分。具体参见图1中所示。

图1　系统的总体设计结构

在本次电动汽车充电站的实时互联网电能计量系统中，对于其后台监控中心内，主要就是由后台服务器以及后台数据库量部分组成；现场智能采集设备主要指电动汽车充电桩；数据传送设备主要包括无线模块和集中器。

3.2系统的功能设计

（1）后台监控中心的功能：对于系统的后台服务器，主要可以监控充电站现场智能采集设备的相关状态，并能够通过互联网与之进行实时数据通信；同时，还可以对用户的电动汽车充电数据进行统计存储，为充电站的电能计量管理人员提供查询实时电能数据的服务。

（2）系统中现场智能采集设备功能：完成对用户充电卡验证和扣费功能；还可以精确完成对用户电动汽车所使用电量的计量工作。

（3）数据的传送功能：主要可以基于互联网，并联合通过无线模块的串口通信技术，与电动汽车充电站内的充电桩进行数据的交换，并可以及时上传充电记录信息、电动汽车的充电状态信息，实时传输电能计量数据，将其发送到系统后台的电能计量监控中心。

3.3系统的硬件设计

在本次设计的电动汽车充电站实时互联网电能计量系统中，系统的硬件部分名主要通过应用ARM嵌入式芯片，将其嵌入到电动汽车充电站的充电桩中，从而可以完成对电动汽车充电过程的控制。同时，在系统设计中，还将会应用触摸屏，以此体系系统的人机交互能力，确保用户可以根据自身的需求，选择合适的充电电量，并能够将最终的电能计量交易结算信息，在触摸屏中显示出来。

3.4系统软件设计实现

针对电动汽车充电站实时互联网电能计量系统的软件设计部分，在本次系统设计中，将应用dsPIC系列的硬件环境，将会采用C语言来编写系统的程序。系统软件程序设计步骤为：

首先，当电动汽车用户需要在充电站为电动汽车充电时，可以通过点击实时互联网电能计量系统的触摸屏，从而选择充电操作。

其次，当系统在接到到充电的请求之后，需要验证用户IC卡信息，只有验证完成后，才能进行实时充电服务。

最后，在具体充电过程中，可以实时对电能进行计量，发挥设计应用该系统的作用。

3.5系统的应用验证

针对本次设计的电动汽车充电站实时互联网电能计量系统，将其应用到实践中，不仅能够达到该系统设计的目的，也有助于推动我国建立电动汽车行业的电能计量新标准。对电动汽车充电站做了一些充足的验证，将本次设计的充电站实时互联网电能计量系统安置在一些小区内，并根据实际情况对电动汽车充电站进行一些硬件结构优化，完善充电站实时互联网电能计量系统的电源滤波装置，确保充电动汽车充电站无线电骚扰限值可以符合A类限值的要求，不仅保证系统正常工作，也可以保证用户安全。针对本次设计的充电站实时互联网电能计量系统，将其应用到实际电动车充电站中，不仅能够合理精确计量电动汽车充电站电能，也可以能完善电动汽车充电站功能、使充电站的工作寿命长。同时，由于该系统的人性化操作界面很好，并且系统的后台监控中心也能够保证系统可以稳定高效的运行，因此将设计的系统应用到实践中，将会发挥积极的应用价值。

4.系统设计实现效益

通过对本次设计的系统进行应用调查分析，可知设计的电动汽车充电站实时互联网电能计量系统，将其投入使用后，便于对电动汽车充电站进行实现互联网管理，对电能充放电过程采取充电桩实时计量，并可记录精确的信息、数据，然后通过互联网实时的将数据上传至后台服务器。这样就有利于相关部门通过互联网登陆该系统管理后台，对充电设备进行监督管理，发挥积极实现效益，可以在实际中推广应用该系统设计方法。