Ankeri Liu Qiuxia

Resumen: con el desarrollo continuo de los vehículos de Nueva energía, la mejora de la cadena de la industria automotriz de nueva energía se ha convertido en la clave. Como dispositivo para complementar la electricidad de los vehículos de Nueva energía, las pilas de carga están interconectadas con los vehículos de Nueva energía, por lo que lograr la inteligencia de las pilas de carga es una tendencia de desarrollo importante. Sobre la base del análisis de la situación actual de funcionamiento y mantenimiento de las pilas de carga de vehículos de nueva energía y las ventajas de aplicación de la tecnología de Internet de las cosas, este artículo construye un sistema de gestión inteligente de las pilas de carga de vehículos de nueva energía basado en la tecnología de Internet de las cosas, proporcionando nuevas ideas y direcciones para la gestión inteligente de las instalaciones de pilas de carga de vehículos de Nueva energía.

Palabras clave: tecnología de Internet de las cosas; Vehículos de Nueva energía; Pilas de carga; Sistema de gestión inteligente

0 Introducción

Las pilas de carga son dispositivos que proporcionan energía eléctrica a los vehículos de Nueva energía, y la demanda actual del mercado está aumentando. Con el fin de satisfacer las necesidades de carga de los usuarios y mejorar la seguridad y estabilidad del funcionamiento de las pilas de carga, la construcción de una plataforma de gestión inteligente que pueda utilizarse para gestionar y monitorear el funcionamiento de las pilas de carga es la tendencia de desarrollo de la industria. La tecnología de Internet de las cosas utiliza instalaciones finales como sensores para recopilar datos. la transmisión y el procesamiento de datos a través de tecnologías específicas pueden establecer una estrecha conexión entre las cosas y las cosas, las personas y las cosas. sus tecnologías clave pueden realizar el monitoreo en tiempo real de los datos operativos durante el funcionamiento y mantenimiento de las instalaciones de carga y proporcionar decisiones de operación y mantenimiento auxiliares efectivas. La aplicación de la tecnología de Internet de las cosas al sistema de gestión inteligente de pilas de carga de vehículos de nueva energía es una forma eficaz de lograr la inteligencia de las pilas de carga.

1 Situación actual de operación y mantenimiento de pilas de carga para vehículos de nueva energía

En la actualidad, debido a la colocación limitada total de pilas de carga de vehículos de Nueva energía, los propietarios de vehículos de nueva energía generalmente tienen el problema de la "ansiedad de carga". lograr el funcionamiento y mantenimiento de pilas de carga sobre la base de instalaciones de carga limitadas es una medida clave para promover el desarrollo coordinado de la industria automotriz de nueva energía y el sistema de infraestructura.

Hay problemas de retraso de la información y operación y mantenimiento inoportunos en el proceso de operación y mantenimiento de pilas de carga de vehículos de Nueva energía. El retraso de la información se refiere a que durante el uso de la pila de carga, sus datos de funcionamiento no se pueden actualizar a tiempo, lo que hace que el uso de la pila de carga no se pueda actualizar al lado del usuario, lo que resulta en una baja utilización de los recursos de la pila de carga y una baja conveniencia para los propietarios de automóviles para cargar. La operación y mantenimiento inoportunos significa que cuando hay un problema con la pila de carga, no se pueden determinar diferentes niveles de acuerdo con la categoría del problema, así como tomar decisiones flexibles. Además, el entorno en el que se encuentran las pilas de carga es en su mayoría al aire libre, muy afectado por el clima, cuando hay lluvias torrenciales, fuertes vientos y otro clima * final, la transmisión de datos de las pilas de carga es propensa a problemas, y algunas pilas de carga se construyen en lugares más remotos, con problemas de comunicación deficiente. Se puede ver que para lograr el funcionamiento y mantenimiento de las pilas de carga, debemos mejorar el nivel de informatización de las pilas de carga, ampliar la función de toma de decisiones de operación y mantenimiento asistida por Big data y mejorar la fiabilidad y seguridad en el proceso de transmisión y uso de datos.

Ventajas de aplicación de la tecnología de Internet de las cosas en el sistema inteligente de gestión 2 de pilas de carga de vehículos de nueva energía

El sistema de gestión inteligente de pilas de carga de vehículos de nueva energía puede utilizar la tecnología de sensores, la tecnología de Big data y la tecnología de comunicación en las tecnologías clave de Internet de las cosas para lograr una gestión inteligente. La tecnología de Internet de las cosas tiene tres ventajas en el proceso de promover la inteligencia del sistema.

* primero, la tecnología de comunicación bidireccional en la tecnología de Internet de las cosas puede lograr una estrecha conexión entre las cosas, las personas y las cosas, y aplicarla al sistema de gestión inteligente de pilas de carga de vehículos de nueva energía puede mejorar la capacidad de transmisión de información entre equipos e instalaciones de carga, la capacidad de interacción entre usuarios y personal de operación y mantenimiento y pilas de carga, la eficiencia de la adquisición y transmisión de datos. Cuando hay un problema con la pila de carga en la estación de carga, el sistema de gestión inteligente de la pila de carga puede rastrear los cambios en los datos de funcionamiento de la pila de carga, encontrar el problema a tiempo para juzgar la ubicación y el tipo del problema, y luego el sistema juzga y presenta el problema específico. Después de recibir la información de alarma, el personal de operación y mantenimiento puede procesarla en tiempo real de acuerdo con las circunstancias específicas.

* En segundo lugar, la tecnología de Big data en la tecnología de Internet de las cosas tiene una fuerte capacidad de procesamiento y análisis de datos, que puede analizar y presentar las fallas de las pilas de carga de acuerdo con la situación real, y proporcionar decisiones auxiliares de operación y mantenimiento para lograr una gestión inteligente de las pilas de carga. Por ejemplo, recopilar los datos detectados cuando las pilas de carga funcionan normalmente, compararlos regularmente con los datos de varias bases de datos problemáticas en el sistema, predecir posibles fallas y mejorar la función de previsión del sistema.

En tercer lugar, la tecnología de cifrado de datos en la tecnología de Internet de las cosas puede cifrar y proteger la información transmitida para interceptar los intentos de obtener información personal del usuario y presentar la situación cuando se detecta un malware que intenta atacar el sistema de gestión inteligente de pilas de carga. Además, en el proceso de transmisión de datos, la tecnología de Seguridad de la información puede cifrar los datos del sistema, evitar incidentes de filtración de información y mejorar aún más la seguridad del sistema.

La aplicación de la tecnología de Internet de las cosas al sistema de gestión inteligente de pilas de carga de vehículos de nueva energía puede mejorar efectivamente los problemas actuales de retraso de la información y operación y mantenimiento inoportunos en el proceso de operación y mantenimiento de pilas de carga de vehículos de Nueva energía, lo que es propicio para mejorar la tasa de utilización de pilas de carga y aumentar los beneficios económicos, y es una medida efectiva para promover el desarrollo inteligente de las instalaciones de pilas de carga. "

3 diseño general del sistema de gestión inteligente de pilas de carga de vehículos de nueva energía basado en la tecnología de Internet de las cosas

3.1 Marco General del sistema

Teniendo en cuenta las necesidades de desarrollo del sistema de gestión inteligente de pilas de carga de vehículos de nueva energía en términos de fiabilidad, tiempo real, seguridad y economía, la tecnología de Internet de las cosas se aplica al sistema de gestión inteligente de pilas de carga para establecer un "sistema de gestión inteligente de pilas de carga de tres capas en la nube, borde y extremo" basado en la tecnología de Internet de las cosas. el marco general del sistema se muestra en la figura 1.

Figura 1 sistema general de gestión inteligente de pilas de carga

"La nube" es la plataforma en la nube de la estación principal, un procesamiento remoto de datos *, que puede almacenar grandes cantidades de datos y procesar datos complejos a través de la tecnología de Internet de las cosas para proporcionar información más eficiente y retroalimentar los resultados a los dispositivos terminales y servidores de borde para mejorar el nivel de inteligencia de todo el sistema. el 'borde' es la computación de borde, que se refiere a los servidores de borde cercanos a los dispositivos terminales, que pueden procesar y analizar rápidamente los datos de los dispositivos terminales y enviar los resultados del procesamiento a los dispositivos terminales. el 'extremo' es el dispositivo terminal, en el sistema de gestión inteligente de pilas de carga, el dispositivo terminal tiene cabezales de carga, sensores de corriente hall, sensores ultrasónicos, cámaras: dispositivos de medición, etc. Estos dispositivos recopilan y procesan datos, al tiempo que envían datos válidos al servidor de borde, sentando las bases para completar la interacción entre el usuario y el personal de operación y mantenimiento.

3.2 adquisición de datos de equipos terminales

La adquisición de datos por equipos terminales es una parte importante de todo el sistema de gestión inteligente de pilas de carga. * primero, desde el punto de vista de garantizar el suministro normal de energía de la pila de carga, el equipo terminal puede monitorear el Estado de funcionamiento de la pila de carga para recoger la situación de carga de la pila de carga, lo que facilita la detección oportuna de anomalías de la pila de carga. * En segundo lugar, desde la perspectiva de mejorar la fiabilidad del sistema de gestión inteligente, se recopilan datos de carga de pilas de carga, incluyendo el número total de electricidad cargada, el monto de la tarifa cobrada por la carga, las estadísticas de la duración de la carga, etc., para proporcionar una base importante para la asignación racional de recursos. * En tercer lugar, desde la optimización de la experiencia del usuario, se considera acoplar la información del usuario del propietario, y el registro de carga del propietario incluye el modelo del automóvil cargado, el lugar de carga, el período de carga, las necesidades de duración de la carga, etc., para comprender los hábitos de consumo del usuario del propietario y mejorar la calidad del servicio al usuario.

3.3 modelo arquitectónico del servidor de borde

En la actualidad, el sistema de gestión inteligente adopta principalmente el modelo de arquitectura de plataforma en la nube centralizada. como se muestra en la figura 2, cada equipo terminal transmite los datos de operación medidos a la plataforma en la nube. después de que la plataforma en la nube realiza el análisis de datos, puede devolverlos al equipo terminal y realizar las acciones correspondientes. es adecuado para situaciones en las que la velocidad de transmisión de los datos de operación es baja y los datos de operación son menores.

Figura 2 Modelo de arquitectura de plataforma en la nube centralizada

Con el fin de satisfacer las necesidades de carga de los propietarios de vehículos de Nueva energía, el número de pilas de carga y los grandes datos de funcionamiento, el modelo tradicional de arquitectura de plataforma en la nube centralizada ya no puede satisfacer las necesidades de monitoreo en tiempo real de los datos de funcionamiento, a través del estudio y la selección del Modelo de arquitectura de servidor de borde distribuido, como se muestra en la figura 3. El equipo terminal transmite los datos de operación medidos al servidor de borde, que analiza los datos y devuelve los resultados del procesamiento al equipo terminal, mientras que el servidor de borde también asume la tarea de enviar los datos y resultados procesados a la plataforma en la nube de la estación principal para que la plataforma en la nube pueda analizar y almacenar más los datos relevantes. El modelo de arquitectura de servidor de borde distribuido se adapta a la situación real de las pilas de carga de vehículos de Nueva energía, lo que puede mejorar la eficiencia de procesamiento del sistema de gestión inteligente de las pilas de carga y proporcionar servicios de carga más convenientes.

3.4 aplicación de Big data de la plataforma en la nube de la estación principal

Para gestionar de manera inteligente las pilas de carga, es necesario procesar eficazmente una gran cantidad de datos ricos y diversos generados por las pilas de carga durante el funcionamiento. la tecnología ordinaria de procesamiento de datos no puede cumplir con este requisito, pero la tecnología de Big data se adapta a esta situación: la tecnología de gestión integrada de datos puede realizar eficazmente El repositorio de datos masivos, la tecnología de minería de datos puede analizar la relación de los datos operativos masivos y proporcionar decisiones efectivas de operación y mantenimiento, y la tecnología de procesamiento de datos puede realizar el análisis y procesamiento en tiempo real de una gran cantidad de datos. La aplicación de la tecnología de Big data a la plataforma en la nube de la estación principal del sistema de gestión inteligente de pilas de carga puede realizar el monitoreo del Estado de funcionamiento de todo tipo de pilas de carga y analizar y juzgar los datos monitoreados, y realizar la alerta temprana oportuna de fallas, alarmas y notificaciones de alarma, mejorando así La eficiencia de operación y mantenimiento de las pilas de carga.

Figura 3 Modelo de arquitectura de servidor de borde distribuido

4 principio de funcionamiento del sistema de gestión inteligente de pilas de carga de vehículos de nueva energía basado en la tecnología de Internet de las cosas

El sistema de gestión inteligente de la pila de carga utiliza equipos terminales para monitorear la información de funcionamiento, la información ambiental y la información de datos de carga de la pila de carga en tiempo real, y cargar los datos al servidor de borde a través de la comunicación Ethernet y 5g. Como se muestra en la figura 4, cuando la pila de carga necesita ser actualizada, iniciada y parada o falla, el servidor de borde retroalimentará el método de procesamiento al dispositivo terminal más cercano para el procesamiento de acuerdo con la información de datos recibida y subirá la información relevante a la plataforma en la nube, que identifica los datos recopilados y los clasifica y almacena en la base de datos para facilitar el análisis posterior de Big data. Cuando el servidor de borde problemático no se puede reparar, * En la gestión de datos de la plataforma en la nube evaluará más a fondo la situación actual y presentará los resultados de la evaluación y los datos correspondientes a la aplicación, y luego al personal de operación y mantenimiento para realizar la interacción hombre - computadora. La tecnología de Big data aplicada por la plataforma en la nube de la estación principal hace que el sistema de gestión inteligente de la pila de carga tenga funciones de protección perfectas, como protección de sobretensión, protección de sobrecorriente de protección de baja tensión, protección de cortocircuitos, protección de sobretemperatura, función de parada de emergencia de protección de reconexión de salida, etc., y realiza protección activa a través de datos dinámicos de la pila de carga detectados en tiempo real, protege la seguridad de la batería y mejora plenamente la seguridad y fiabilidad de todo el sistema.

Figura 4 Estructura topológica del sistema de gestión inteligente de pilas de carga

5 Plan de selección del sistema de plataforma en la nube de operación de peaje de pilas de carga ankeri

5.1 Resumen

A través de la tecnología de Internet de las cosas, el sistema de plataforma en la nube de operación de peaje de columnas de carga acerclcloud - 9000 ankeri recoge y monitorea datos ininterrumpidos de las estaciones de carga de bicicletas eléctricas conectadas al sistema y de cada método de carga, monitorea el Estado de funcionamiento de las pilas de carga en tiempo real, realiza servicios de carga, gestión de pagos, liquidación de transacciones, gestión de activos, gestión de energía eléctrica, consulta detallada, etc. Al mismo tiempo, se alerta temprana de todo tipo de fallas en la protección contra la sobretemperatura del cargador, fugas de electricidad, Sobretensión de entrada / salida del cargador, Sobretensión y bajo aislamiento; La pila de carga admite el acceso a Internet a través de ethernet, 4G o wifi, y los usuarios cargan a través de wechat, alipay, pago flash en la nube y escaneo de Código.

5.2 lugares de aplicación

Diseño de infraestructura de carga adecuado para edificios civiles, edificios industriales generales, barrios residenciales, unidades industriales, complejos comerciales, escuelas, parques y otros modos de pilas de carga.

5.3 estructura del sistema

El sistema se divide en cuatro capas:

1) es decir, la capa de adquisición de datos, la capa de transmisión de red, la capa * En los datos y la capa cliente.

2) capa de adquisición de datos: el Protocolo de comunicación de la pila de carga inteligente del vehículo de batería es modbus - rtu estándar. La pila de carga inteligente del vehículo de batería se utiliza para recoger los parámetros eléctricos del Circuito de carga y medir y proteger la energía eléctrica.

3) capa de transmisión de la red: cargar datos al servidor de base de datos construido a través de la red 4g.

4) capa en datos: * Incluye servidores de aplicaciones y servidores de datos, servidores de aplicaciones despliegan servicios de adquisición de datos, sitios web, servidores de datos despliegan bases de datos en tiempo real, bases de datos históricas, bases de datos básicas.

5) capa cliente: el Administrador del sistema puede acceder a la Plataforma de cobro de pilas de carga de vehículos de batería en el navegador. El usuario de carga terminal inicia la carga deslizando la tarjeta y escaneando el Código.

Las funciones de la Plataforma de carga de la comunidad cubren principalmente las funciones de pantalla grande inteligente de las instalaciones de carga, monitoreo en tiempo real, gestión de transacciones, gestión de fallas, análisis estadístico, gestión de datos básicos, etc. al mismo tiempo, proporciona aplicaciones de operación y mantenimiento para el personal de operación y mantenimiento, y proporciona pequeños programas de carga para los usuarios de carga.

5.4 función del sistema de plataforma en la nube de pilas de carga ankeri

5.4.1 pantalla grande inteligente

La pantalla grande inteligente muestra la distribución de las estaciones, realiza estadísticas sobre el Estado del equipo, la tasa de uso del equipo, el número de cargas, la duración de la carga, la cantidad de carga, el grado de carga, las fallas de las pilas de carga, etc., y puede ver la información de la estación, la lista de pilas de carga, los registros de carga, los ingresos, el consumo de energía, los registros de fallas, etc. de cada estación. Gestionar uniformemente las pilas de carga de la comunidad, comprobar la tasa de uso del equipo y asignar recursos razonablemente.

5.4.2 monitoreo en tiempo real

Monitorear el Estado de funcionamiento de las instalaciones de carga en tiempo real, incluyendo principalmente el Estado de funcionamiento de la pila de carga, el Estado del circuito, la electricidad de carga durante el proceso de carga, el voltaje / corriente de carga, la información de alarma de la pila de carga, etc.

5.4.3 gestión de transacciones

Los gerentes de la plataforma pueden gestionar las cuentas de los usuarios de carga, recargarlas, reembolsarlas, congelarlas, cancelarlas, etc., y pueden ver los detalles de las transacciones diarias de carga de los usuarios de la comunidad.

5.4.4 gestión de averías

El equipo informa automáticamente de la información de falla, el personal de gestión de la Plataforma puede ver la información de falla a través de la Plataforma y distribuirla, mientras que el personal de operación y mantenimiento puede recoger el empuje de falla a través de la aplicación de operación y mantenimiento, y el personal de operación y mantenimiento puede informar los resultados después de la finalización del trabajo de operación y mantenimiento. Los usuarios de carga también pueden retroalimentar los problemas en el lugar a través del applet de carga.

5.4.5 análisis estadístico

A través de la plataforma del sistema, desde diferentes ángulos, como la estación de carga, las instalaciones de carga, el tiempo de carga y el método de carga, se consultan las estadísticas de transacciones de carga y las estadísticas de consumo de energía.

5.4.6 gestión de datos básicos

Establecer operadores en la plataforma del sistema, los operadores pueden establecer y gestionar las estaciones e instalaciones de carga necesarias para su funcionamiento, mantener la información de las instalaciones de carga, estrategias de precios, descuentos, actividades preferenciales, y al mismo tiempo gestionar la recarga, congelación y desconexión de los usuarios de tarjetas en línea.

5.4.7 app de operación y mantenimiento

Para el personal de operación y mantenimiento, se puede gestionar la estación y la pila de carga, se puede realizar el procesamiento de circuito cerrado de fallas, se puede consultar el uso de la tarjeta de flujo, se puede consultar el uso de la tarjeta de flujo, se pueden configurar los parámetros remotos y se puede recibir el empuje de fallas.

5.4.8 applet de carga

Para los usuarios de carga, se pueden ver los equipos ociosos cercanos, que incluyen principalmente la carga de escaneo de código, la recarga de cuentas, la vinculación de tarjetas de carga, la consulta de transacciones, la queja de fallas y otras funciones.

5.5 configuración del hardware del sistema

6 observaciones finales

Partiendo de la situación actual de operación y mantenimiento de pilas de carga para vehículos de Nueva energía, se analizan las ventajas de aplicar la tecnología de Internet de las cosas al sistema de gestión inteligente de pilas de carga. combinado con las necesidades de desarrollo de la gestión inteligente de pilas de carga, se establece un sistema de gestión inteligente de pilas de carga de tres capas "en la nube, borde y extremo" basado en la tecnología de Internet de las cosas para lograr un diseño de sistema de operación y mantenimiento de gestión inteligente de pilas de carga con fuerte fiabilidad, buen tiempo real, alta seguridad y buena economía. Sin embargo, al construir el sistema de gestión inteligente de pilas de carga, todavía es posible que no se tengan en cuenta los factores de interferencia en el sitio que afectan la adquisición de datos. posteriormente, todo el sistema de gestión inteligente de pilas de carga debe optimizarse en cierta medida de acuerdo con los casos individuales de un entorno especial, y se deben recopilar los casos reales típicos que aparecen en el sitio. después de analizar los datos, se deben procesar sus datos de transmisión *, mejorar la base de datos y mejorar la aplicación práctica de todo el sistema de gestión inteligente.

Referencias:

[1] Fu ruoqi, Xue jingyi, Guo yuqi, etc. Situación actual y sugerencias para el desarrollo de instalaciones de pilas de carga de vehículos de nueva energía en China [j].times automobile, 2024 (8): 130 - 132.

[2] Zhang xiaoli, he yan. Plataforma de servicios de datos energéticos basada en la tecnología de Internet de las cosas [j] automatización de transmisión eléctrica, 2023 (2): 59 - 63.

[3] edición 2020.06 del Manual de aplicación de la microred empresarial de ankeri.

[4] Zhang yang, Zhang qingxiao. Investigación sobre el sistema de gestión inteligente de pilas de carga de vehículos de nueva energía basado en la tecnología de Internet de las cosas [j].