基于云计算平台的电动汽车充电桩设计探索

李侃

摘 要：云计算技术近年来发展势头迅猛，多样云计算平台迅速蔓延到经济的各个领域，为经济的发展带来了新的方向与契机。本文主要基于云计算平台研究一种电动汽车智能充电桩设计，希望可以为充电桩优化完善提供一定帮助。

关键词：电动;汽车;充电桩;云计算平台

近年来电能的发展越来越全面，风电、光伏电能、水电等不断丰富了电能的获取方式，同时很大程度上带动了与电能相关各种电动车辆的发展。与电动车辆一同发展的还有电动車辆充电服务行业。当前电动车辆充电服务企业提供的电动汽车充电服务主要是通过充电桩实现，因此融合新技术完善充电桩，对于提供相应服务企业的可持续发展具有重要意义。

1.充电桩及基于云计算平台充电桩总体设计

1.1充电桩

充电桩一种类似于加油机可以为电动汽车提供充电服务的设备，其可以固定在墙壁或地面，可以安装在一些停车场、公共建筑停车场等区域。通常充电桩输入端与相应的电网直接连接，输出端装有为电动汽车提供充电服务的插头。通常充电桩可以为电动车辆提供快速充电与直接充电两种充电方式，方便与人们根据自己的需要，适当选择相应的充电方式，提升充电服务质量[1]。

1.2云计算平台充电桩总体设计

云计算平台为一种数据处理与存储的平台，借助其可以实现智能化充电桩设计，进一步提升充电桩服务质量，满足电动汽车用户实际需要。结合当前智能手机发展迅速的背景，设计相应通信模块，用户可以利用4G/5G、WIFI等网络，通过相应手机APP实现对电动汽车充电情况的监测、控制等，全面提升充电桩便利度。在该系统设计中主要囊括了终端层、网络层、平台层3个方面，借助互联网实现充电服务。其中不同层具有不同作用：（1）终端层。该层主要由充电设施、用户设备、智能手机等设备组成。充电设施可以将电动汽车充电过程中产生的多种多样信息通过网络层传送到云计算平台中，同时接收平台传达的相关指令;智能手机可以通过APP软件实现互动，实现用户输入信息接收工作，并对充电桩各种服务进行展示，方便用户通过手机进行相应操作。（2）网络层。该层属于整个系统的连接重点，起着连接系统平台层与终端层的重要职责，该层可提供各类用户、电动汽车充电等信息传输所需要的WIFI、4G/5G、互联网等信息传输通道。（3）平台层。该层的主要目的为对用户相应权限、身份认证等进行管理与控制，属于基础性服务层。该层支持用户使用手机APP对电动汽车充电状态进行设置、查询、导航等，技术人员在该层设计上主要利用云计算、门户等技术对数据挖掘处理，以确保相应服务得以实现。

2.云计算平台充电桩具体设计及实现

2.1 APP软件——智能终端

基于云计算平台设计的该智能化电动汽车充电系统具备相应的智能终端APP，且在设计中充分考虑到Android（安卓）系统与iOS（苹果）系统的不同，设计相对应的两个APP版本，但两个APP版本设计上皆是采用C/S设计结构[2]。C/S设计结构属于一种灵活性、扩展性俱佳的体系结构，一般分为逻辑层（业务）、实体层（业务）、视图层三层。其中逻辑层主要负责完成相应的业务逻辑，对本地数据或者服务器数据进行读取等;实体层主要是业务实体，具有服务器数据解析和请求、维护等功能;视图层主要为交互界面，可以对用户提出的具体请求进行响应，之后利用逻辑层对请求等进行处理，并将数据处理结果通过不同形式展现给用户，其数据处理结果展现内容包括状态展现、地图显示、控制查询、支付结算等。APP软件可以根据用户选择的具体功能，调用逻辑层，并组织相应的业务逻辑，通过云计算平台服务器接口使得相关信息交换得以实现。

2.2充电（智能）装置

该系统在充电桩相关设备选择上，选择使用智能充电装置，充分发挥智能充电装置计量、保护、充电等功能。该系统选择的智能充电装置还具有手持终端控制功能，可以借助APP移动端对其分布式充电装置进行启停控制，在充电装置无问题可以使用的情况下，用户可以利用移动终端实现对装置控制，提升整体充电桩充电服务质量。将该系统中相对应的充电桩设备工作状态设置为多种，以便于根据用户实际情况，判断患者可选择的充电桩工作状态。该系统中充电桩设备工作状态设置为不可用状态、预约状态、空闲状态、工作状态。具体设置如下，先对设备进行添加，通过设备注册接口向系统服务器发出请求，并将设备位置等具体信息上传，方便用户查询;待充电桩信息添加完毕后为设备添加自动上锁功能，只有用户扫描相对应的二维码才可进行解锁，查询余额等，且用户可以通过相应平台进行预约，最终对设备进行控制，若设备所在区域出现用电紧张等情况暂停充电桩使用，使其状态为不可用。

2.3云平台——充电服务

除了终端APP之外，云计算平台属于该智能充电桩主要组成部分之一，利用云平台对充电桩服务过程中产生的数据进行储存、收集、加工、整理、发布、分析、挖掘维护等，进一步完善充电桩具体功能，满足用户各种需求[3]。该系统云平台主要由存储设备、平台软件、计算机、网络设备等组成，分为数据交换、功能支撑、数据挖掘等三个子系统，进一步提升平台拓展性与可靠性。其中数据交换子系统主要负责各类数据有效交换，降低系统耦合度，提供接口规范性（数据交换）;功能支撑子系统主要负责深入研究充电服务系统;数据挖掘子系统主要负责充电桩各类信息数据深度挖掘与计算，全面分析用户行为等。例如，基于距离的非层次K-Means算法，在最小误差函数误差下降数据划分为类数K ，以及n个数据对象，调用相对应的数据库，按照距离进行划分，在距离患者查询地点0.5km范围内充电桩为一聚类，之后在用户端显示相应地图，用户可以通过显示情况就近选择。

结束语

综上所述，基于云计算平台的电动汽车充电桩设计可以充分考虑到智能手机普及情况，设计利用各种网络，实现对电动汽车充电情况的监测、控制等功能的智能化充电桩，全面提升充电桩服务质量。

参考文献：

[1]王海群， 彭川. 电动汽车充电桩充电快速性控制仿真[J]. 计算机仿真， 2018， 35（10）：171-175.

[2]高德欣， 梁珂. 基于Android的电动汽车充电桩监控系统设计[J]. 工业仪表与自动化装置， 2019， （01）：34-37+52.

[3]康貌. 基于云计算平台的电动汽车充电桩设计与实现[J]. 信息周刊， 2018（7）：149-149.