智能化運維技術在電動汽車充電設施管理中的應用

摘　要：在全球能源結構轉型與新能源汽車產業發展的時代背景下，作為電動汽車的“能量加油站"，充電設施的建設與管理不僅是支撐電動汽車普及的基石，還是衡量新能源汽車產業成熟度與可持續性的重要標尺。面對充電需求日益增長的挑戰，智能化運維技術的崛起為充電設施的高效、安全、穩定運行注入了新的活力與可能。該技術通過深度融合物聯網、大數據、云計算、人工智能等前沿科技，為充電設施管理帶來了革命性的變化。它不僅能實現充電設施的遠程監控、智能調度與故障預警，還能通過數據分析與挖掘，為管理者提供精準的運維決策支持，從而顯著提升運維效率，降低運營成本，并為用戶提供更加便捷、個性化的充電服務體驗。

關鍵詞：充電樁；有序充電策略；電動汽車；S2V；直流系統

0引言

智能化運維技術在電動汽車充電設施管理中的應用主要體現在實時監測與故障預警、智能調度與負載均衡、數據分析與決策支持、用戶體驗優化。隨著技術的不斷進步與應用場景的持續拓展，智能化運維技術在電動汽車充電設施管理中的發展前景將更加廣闊，不斷推動充電設施的智能化、網絡化、服務化升級，為電動汽車用戶提供更加高效、便捷、安全的充電服務體驗。同時，促進新能源汽車產業與智慧城市、智能交通等領域的深度融合與協同發展，構建綠色、低碳、可持續的未來出行生態。

1智能化運維在充電設施管理中的應用

1.1故障檢測與預測性維護

在電動汽車充電設施管理中，智能化運維技術的應用顯著提升了故障檢測與預測性維護的能力。通過集成先進的傳感器和物聯網技術，系統能實時監控充電站的關鍵運行參數，如電流、電壓、溫度等，快速識別異常模式。國際能源機構報告顯示，實施智能化監控的充電站，其故障檢測速度提高了約40%。預測性維護利用機器學習算法分析歷史數據，預測設備潛在的故障，從而提前進行維護，減少意外停機時間。例如，一項由電動汽車充電協會進行的案例分析顯示，采用預測性維護的充電設施，平均維修成本降低了約25%，同時維護效率提升了30%。這種主動式的維護策略不僅提高了充電設施的可靠性和安全性，還優化了運維資源的分配，降低了長期運營成本。

1.2遠程監控與實時數據分析

智能化運維技術在電動汽車充電設施管理中的應用，特別是在遠程監控與實時數據分析方面，發揮著至關重要的作用。通過部署智能監控系統，運維團隊能跨越地理限制，實時跟蹤充電站的運行狀態。該系統通常配備高清攝像頭和各類傳感器，可以及時捕捉和傳輸設備操作畫面和關鍵性能指標。例如，一項行業分析報告指出，使用遠程監控技術可以減少現場檢查次數約50%，同時提高故障響應速度約35%。實時數據分析則處理和分析通過大數據技術收集的海量數據，為運維決策提供科學依據。這種分析能揭示充電模式、使用頻率和用戶行為等重要信息，幫助優化充電設施的運營策略。市場研究公司的數據顯示，應用實時數據分析的充電站能提升能源使用效率約20%，并且通過精準的需求預測，減少電力浪費。綜合運用遠程監控和實時數據分析技術，充電設施管理變得更加智能化和高效化，為電動汽車用戶提供了更加穩定可靠的服務。

1.3智能調度與優化充電過程

智能化運維技術在電動汽車充電設施管理中的應用，特別是在智能調度與優化充電過程中扮演著關鍵角色。利用人工智能算法和優化模型，智能調度系統能根據實時數據和歷史使用模式，動態調整充電站的運行策略，實現資源的*優分配。例如，通過智能調度，充電站能預測高峰時段的充電需求，自動調整充電功率，滿足更多用戶的需求，同時避免電網過載。

智能調度系統還能根據用戶的充電習慣和偏好，提供個性化的充電建議，提升用戶體驗。根據電動汽車充電技術聯盟的報告，實施智能調度的充電站能提升充電效率約15%，減少用戶等待時間約20%。優化充電過程不僅提高了充電設施的運營效率，還有助于降低能源消耗和運營成本，實現綠色、可持續的運營管理。通過智能化的運維管理，充電設施能更好適應不斷變化的市場需求，滿足電動汽車用戶對高效、便捷充電服務的期待。

2智能化運維技術的實現策略

2.1技術架構設計

智能化運維技術的實現策略在電動汽車充電設施管理中主要體現在技術架構設計上，高效、可靠的技術架構是智能化運維成功的基礎。根據國際智能電網技術聯盟的報告，一個良好的技術架構能提升充電設施的運營效率達30%以上。設計時，需要考慮集成云計算、物聯網（IoT）、大數據分析和人工智能（AI）等關鍵技術，構建一個可擴展、安全且響應迅速的系統。技術架構通常以云平臺為核心，實現數據的集中管理和服務的遠程交付。邊緣計算的應用則確保了數據的及時處理和快速響應。物聯網技術負責連接充電設施中的各種設備和傳感器，實現狀態監測和控制指令的下發。大數據分析和人工智能算法對收集的數據進行深入分析，提供決策支持，如預測性維護、能源管理等。通過這種技術架構設計，充電設施能實現智能化的運維管理，提高服務質量，降低運營成本，提高系統的可靠性，優化用戶體驗。

2.2數據采集與處理

數據采集是智能化運維的前提，涉及對充電站內各類設備和環境參數的實時監測。根據全球能源管理協會的報告，通過全面的數據采集，提升故障檢測的準確性達50%以上。數據采集點包括電流、電壓、溫度、使用頻率和能耗等關鍵指標。采集后的數據需要通過高效的數據處理系統進行整理和分析。利用云計算和邊緣計算技術，可以實現數據的快速存儲、清洗和轉換，為后續的分析和決策提供高質量的數據輸入。大數據分析技術在此過程中發揮關鍵作用，能處理大規模數據集，并從中提取有價值的信息和模式。例如，通過分析充電模式，優化充電站的運營計劃，減少能源浪費，提高充電效率。正確的數據采集與處理不僅提高了充電設施的智能化水平，還為運維決策提供了科學依據，提高了系統的預測能力和響應速度。

3案例分析

在電動汽車充電設施管理領域，國內外已有多個智能化運維技術的成功應用案例。這些案例展示了智能化技術如何顯著提升充電設施的運營效率和用戶體驗。智能化運維技術應用案例如表2所示。由表2可知，一項針對歐洲某大城市充電網絡的智能化升級項目顯示，通過引入智能調度系統，充電站的平均利用率提高了35%、用戶滿意度提升了40%；在美國，某家主要的充電設施運營商通過部署預測性維護算法，減少了25%的維修成本，并將設備故障率降低了30%。這些案例證明了智能化運維技術在不同地區和不同規模的充電設施中的適用性和有效性，為全球電動汽車充電設施的智能化管理提供了寶貴的經驗和數據支持。通過這些實踐，可以看到智能化技術在提高充電設施管理效率、降低運營成本、增強用戶體驗方面的巨大潛力。

4安科瑞充電樁收費運營云平臺系統選型方案

4.1概述

AcrelCloud-9000安科瑞充電柱收費運營云平臺系統通過物聯網技術對接入系統的電動電動自行車充電站以及各個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，云閃付掃碼充電。

4.2應用場所

適用于民用建筑、一般工業建筑、居住小區、實業單位、商業綜合體、學校、園區等充電樁模式的充電基礎設施設計。

4.3系統結構

系統分為四層：

1）即數據采集層、網絡傳輸層、數據中心層和客戶端層。

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

3）網絡傳輸層：通過4G網絡將數據上傳至搭建好的數據庫服務器。

4）數據中心層：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、歷史數據庫、基礎數據庫。

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

小區充電平臺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，同時為運維人員提供運維APP，充電用戶提供充電小程序。

4.4安科瑞充電樁云平臺系統功能

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

平臺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，平臺管理人員可通過平臺查看故障信息并進行派發處理，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后將結果上報。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

通過系統平臺，從充電站點、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

在系統平臺建立運營商戶，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、價格策略、折扣、優惠活動，同時可管理在線卡用戶充值、凍結和解綁。

4.4.7運維APP

面向運維人員使用，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

面向充電用戶使用，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系統硬件配置

參考文獻

.       周超.智能化運維技術在電動汽車充電設施管理中的應用

.       安科瑞企業微電網應用手冊2024.07版.