探讨电动汽车充电桩数据采集终端设计

探讨电动汽车充电桩数据采集终端设计

陈淼，向柏昭，向昌东

浙江华邦物联技术股份有限公司，浙江温州，325105

摘要：新能源汽车逐步成为当前汽车领域的一种主流发展趋势，充电桩作为一种十分关键的配套设施，实际落实的设计工作备受关注。尤其是在开展电动汽车充电桩数据采集终端设计方面的工作时面临严峻挑战，既要保证充电桩始终处于充分发挥作用的状态，也要保证终端模块化设计工作效率和质量达标，有效降低运行维护成本，为用户提供更加优质的电动汽车充电桩服务。本文就是针对如何做好电动汽车充电桩数据采集终端设计工作进行全面探讨，旨在保证数据采集、存储、远传多个环节的工作顺利开展。

关键词：电动汽车；充电桩；数据采集；终端设计；运维效率

当前国家政策为新能源汽车产业发展提供相应支持，最终目的是保证电动汽车领域处于稳定发展的状态。电动汽车基础配套设施中的充电桩发挥重要作用，用户十分关注停车场内充电桩设计和布置工作的开展情况。但是，一般情况下会对离散式安装方法进行应用，并且比较依靠充电用户的反馈、运维人员开展的现场巡检工作，极易发生工作效率低和无法及时响应的问题。对此，着重开展电动汽车充电桩数据采集终端设计工作，具体是指对平台集约化管理方式进行应用，为后续提升故障预防、设备检修、问题响应效果创造条件，这样能够对原有设计方案进行优化。

1电动汽车充电桩数据采集终端概述

细致分析和研究，可知三个组成部分的内容分别是充电桩数据采集、AMR数据处理、后台数据远传模块。

比如：数据采集模块与充电桩控制器进行有效连接时，对CAN通讯或RS485通讯方式进行应用，真正做到不受时间和地点多项因素的束缚，获得真实有效的充电桩数据。AMR数据处理模块，之所以具备较强的处理能力，主要因为基于ARM微控制器，协议解析各个厂家和型号的充电桩数据，之后还会依据规范要求完成数据转发和存储方面的任务。后台数据远传模块，关键功能是向后台主站系统传送实际采集的数据，在此期间需要将现场具体的网络布线环境作为参考依据，结合实际需求合理选用有线或无线方式。

2做好电动汽车充电桩数据采集终端设计工作的重要方式

2.1采集充电桩运行工况数据

为了能够获得诸多精准有效的充电桩运行工况数据，对充电桩数据采集终端系统进行应用，具体采集的数据类型比较多，其中电气信息、故障告警、温度湿度、设备状态数据至关重要。在此基础上分析电动汽车充电桩状态，为后续提升模型构建效果创造条件。

一是电气信息。这方面的数据类型多，具体包括输入的电压和电流、输出的电压和电流、充电导引电压、绝缘状态等内容。二是故障告警。急停按钮动作故障、直流母线输出接触器故障、绝缘检测故障、充电枪过温故障等方面的数据。三是温度湿度。主要指充电机内部的温度和湿度，以及充电枪温度和环境湿度等。四是设备状态。电动汽车充电桩实际运行情况、汽车与充电桩连接的情况、充电接口电子锁状态等。

从“采集终端”这一角度出发，对上述各种类型的数据进行分类，体现在遥测、遥信、模块信息、交易记录多个部分，这样可以更加高效地完成数据采集和传输方面的任务。经统计，发现充电桩处于待机状态时，上传一次数据时间是10分钟，如果处于充电或是发生故障的状态，具体上传数据的时间就会转变为15秒。

2.2合理设计数据采集模块

为了保证后续开展的应用与推广工作顺利开展，前期阶段的各项工作就要有序开展。对此，有效对接采集终端、市售不同厂家的充电设备，但是受到多种类型接口的影响极易发生设计效果差的情况。这就要做好1路RS485、2路CAN通讯接口预留设计工作，并且也要保证这两种类型的接口充分发挥作用，甚至让其成为局域有线组网通讯过程中常用的方式。

深层次研究RS485，能够发现其属于半双工通讯电路的范畴，召唤过程中需要将采集终端作为主要的设备，充电设备与之不同，通常会在作为从设备应答召唤并对实际需要数据进行传送。对于CAN而言，逐步成为一种具有全双工特征的自动优先级检测通讯电路，无论总线上的哪种类型设备，都能够加快快速地完成数据传输方面的任务。为了使这两种类型的通讯接口硬件设计工作符合预期要求，就要对高速光耦进行应用，这样能够保证具体通讯的速率为250kb/s。与此同时，还会与主控电路处于电气隔离的状态，不能出现耐压低于2kV的情况，否则就会发生主控电路外侧受总线感染的问题。

2.3正确选用ARM数据处理模块

研究后发现实际选用的控制器是STM32F105RBT6型微控制器，时钟控制频率存在达到72MHz的可能性，并且具备较强的数据处理能力，对于提升数据实时性具有重要作用。精准确定账单生成、离线缓存方面的需求，着重开展多种重要器件的配置工作，主要是将实时时钟、铁电存储器、TF存储卡设置在微控制器的外围。除此之外，合理优化电动汽车充电桩数据解析、处理方面的流程，并且需要在处理数据过程中充分考虑网络状态。

2.4精准确定通讯接口类型

电动汽车充电桩数据采集终端着重开展RJ45、4G无线通讯两种接口配置工作，最终目标是适应多种应用环境，保证数据远传方面的工作有序开展。不仅如此，做好这一环节的工作，还能结合现场环境的实际情况，做好针对性接口选择工作，对于提升通讯效果具有重要意义。一旦充电站现场接入有线网络，或是现场的具体环境使用无线通讯方式，就要在远传数据过程中应用采集终端的网口。

结束语：

总而言之，人们环境保护意识逐步增强，购买和驾驶新能源汽车的用户数量不断增多，无形中对充电桩数据采集方面的工作提出严格要求，特别是在开展数据采集终端设计工作时需要解决实际存在的问题。一定要在精准掌握该项设计工作相关内容的基础上，从多个角度出发做好细节处理工作，防止发生运维效率低和无法采集和转发数据的情况，进而为人们提供 更加优质的电动汽车充电服务。

参考文献：

[1] 栗凤岭. 新能源电动汽车充电桩运维管理及思路分析 [J]. 智能建筑与智慧城市, 2023, (12): 173-175.

[2] 袁亦凡. 电动汽车智能充电桩控制系统的研究 [J]. 现代工业经济和信息化, 2023, 13 (05): 124-126.

[3] 巨汉基,易忠林,韩迪,等. 电动汽车充电桩数据采集终端设计 [J]. 自动化与仪表, 2020, 35 (04): 66-69.