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充换电系统设计方案报告
北京航天光华电子技术有限公司20160330
1概述
纯电动汽车要推向社会,走进寻常百姓家,除价格适中外,还必须建设完善的配套设
施,首当其冲的便是充换电站。
充换电设施是新能源汽车示范推广的重要配套设施,在很
大程度上决定示范推广成效。
因此,为有序推进纯电动汽车充换电设施的建设,政府各级
部门多次召开专题会议研究,讨论确定布点方案及实施要求。
本方案主要是以“车电分离、换电为主;裸车销售、电池租赁;集中充电、分散配送”
的电动汽车换电商业模式为基础提出的一系统解决方案。
用户只需购买裸车,电池由运营
商统一经管,换电过程如同去加油站加油。
2设计原则
本系统设计需遵循以下设计原则。
(1)可靠性原则:
采集和传输系统的可靠性是具有实用性的前提。
(2)实用性原则:
充分考虑各业务层次、各管理环节数据处理的实用性,把满足用户生产和管理业务作为第一要素进行考虑。
用户接口和操作界面应尽可能考虑人体结构特征及视觉特征,界面力求美观大方,操作力求简便实用;建立统一的数据平台,满足未来数据利用以及原有数据的继承,为数据的再利用提供保障。
(3)先进性原则:
在技术上采用业界先进、成熟的软件开发技术,面向对象的设计
方法,可视化的、面向对象的开发工具;支持Internet/Intranet网络环境下的分布式应用;客户层/服务器组件/资源管理器三层体系结构与浏览器/服务器体系结构相结合的先进的网络计算模式。
(4)灵活性和可维护性原则:
具有良好的灵活性和可维护性。
软件设计尽可能模块化、组件化,并提供配置模块和客户化工具,使应用系统可灵活配置,适应不同的情况。
数据库的设计尽可能考虑到将来的需要。
系统可灵活地扩充业务功能,无缝互连其它业务
系统,提供必要的系统外联接口和丰富的设备接口,能方便地进行软件客户化定制与维护。
(4)安全、可靠性原则:
安全性一直是网络及系统管理的薄弱环节之一,而用户对网络安全的要求又相当高,因此安全性原则非常重要。
应用系统做统一的身份认证和权限管理。
实现单点登陆,多项访问;有限操作,保存痕迹;应用层与基础数据层均有访问限
充换电系统设计方案报告
制,做到安全可靠,防止非法用户的入侵。
(5)标准化原则:
采用XML、HL7、ICD10、SNOMED、IHE等工业标准,软件的
数据字典遵循国际和国家数据字典的规范和准则。
(6)可配置性与可移植性:
共性功能的平台化、模块化的结构、内置的模块配置规
范,实现系统的自由组合,适应不同系统平台和数据库环境,更便于系统升级换代。
(7)可扩展性与可集成性:
独立的应用服务器处理系统间的集成问题,建立功能关
联关系,将不同既往和未来系统集成到一致的工作平台,适应业务变化和流程动态调整的
需要。
3系统建设方案
3.1系统架构
本方案以自动化设备、电气自动化控制理论、计算机控制、网络化信息管理为基础,
依托相对成熟的电池仓库系统、全自动智能视觉换电系统,建设集电池采购、物流配送、
电池自动更换、电池充电、电池维护、电池回收为一体的运营管理平台。
系统架构如图1
所示。
总部(管理中心)
规则中心:
各种基本资料的编码和
信息处理规则
数据中心:
数据的集中与交换
决策中心:
信息分析并辅助决策
地区运营公司(地区调度中心)
运营中心:
电池充换、维修、回收等调
度、营销策略制定、统计分析
数据中心:
地区数据的集中与交换
结算中心:
资金安排、内部结算、电池
供应商结算
核算中心:
财务核算、业绩考核
区域物流
电池调配中心:
根据各
地区运营公司需求完成
电池板区域运输配送
换电站
完成车
辆电池
板自动
更换
电动汽车
充电中心
对亏电电
池板进行
充电
采购中心
根据各地区
运营公司需
求采购电池
维护中心
回收中心
对不良电
对到寿命
池板进行
的电池板
维护保养
进行销毁
物流中心
完成地区
内电池板
运输配送
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充换电系统设计方案报告
系统架构图1
图中,软件架构为:
总部数据服务器负责所有信息和数据存储处理与分析,地区数据
服务器负责本地区的所有信息和数据存储处理与分析,运营管理平台软件采用B/S架构,
换电站、充电中心控制软件采用C/S架构。
电动汽车用户可以通过移动终端专用APP链接
数据服务器实时查看附件充电站情况,如果需要,数据服务器也可对网络上的移动终端推
送消息(如服务或促销等消息)。
3.2运营模式
总部
总部公司为规则制定中心、数据中心、决策中心,另外,电池的采购、区域配送和区
域运营公司的管理也为归总部公司统一管理和调配。
运营公司
运营公司可通过加盟的方式进行经营,需在总部协助下,自建换电站、充电中心、维
护中心、回收中心、物流中心,并对其进行运营管理。
在总部公司指导价原则上,享有一
定的自主定价权。
3.3系统各模块功能
3.3.1总部
总部公司主要的功能如下:
(1)负责电池统一采购;
(2)负责各运营公司之间的电池配送;
(3)对运营公司进行管理,包括批准新运营公司成立,响应运营公司电池采购和配
送、电价调整等计划;
(4)协助运营公司建设换电站、充电中心、维护中心、回收中心、物流中心等;
(5)可查看所有地区的电池和电动汽车实时信息;
(6)发布通知公告,更新公司新闻动态等。
3.3.2运营公司
运营公司主要的功能如下:
(1)在总部公司协助下,建设换电站、充电中心、维护中心、回收中心、物流中心;
(2)制定电池采购计划,并完成新电池入库编码;
(3)及时响应各站点与中心的申请计划,如各站点与中心电池出入库申请,缺货登
记等;
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充换电系统设计方案报告
(4)制定营销策略,申请电价变更等;
(5)实时对本地区的电动汽车车况信息采集、通过无线传输技术接口方式反馈给运
营管理平台;
(6)可查看本地区地区的电池和电动汽车实时信息;
(7)人员管理,对各站点和中心的人员进行配置和管理。
3.3.3换电站
(1)完成车辆电池自动更换(换电流程控制与监控);
(2)电池仓管理,包括电池出库入库管理,电池信息管理,换电策略控制(如电池
采用先进先出模式);
(3)车辆信息录入,为新车办卡;
(4)物流配送申请,电池缺货登记;
(5)销售统计分析。
3.3.4充电中心
(1)电池仓管理,包括电池充电管理,电池出库入库管理,电池信息更新;
(2)电池维护申请;
(3)充电量统计分析;
3.3.5维护中心
(1)电池仓管理,包括电池维修流程管理,电池出库入库管理,电池信息更新;
(2)电池回收申请;
3.3.6回收中心
(1)电池出库入库管理;
(2)电池报废处理;
3.3.7物流中心
根据各站点及中心的物流申请单,完成电池在各站点与中心的流转配送。
3.3.8移动端app
(1)链接地区服务器,实时查看全区或附近换电站电池信息;
(2)预约换电服务;
(3)提前锁定换电站电池仓中需要更换电池的型号。
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充换电系统设计方案报告
4数据服务器软件子功能及业务流程
4.1软件子功能
功能子系统
说明
1、用户管理(添加、修改、删除用户);
系统管理
2、权限及访问管理;
3、使用日志记录等。
1、总公司发布通知公告;
首页
2、运营商申请建立运营公司;
3、发布相关新闻;
4、企业简介。
运营公司管理
1、营业情况统计分析;
2、人员配置与管理。
1、电池信息监控;
2、换电预约处理;
换电站
3、电池仓库电池更换申请;
4、出入库单处理;
5、车辆信息录入;
6、销售情况统计分析。
1、电池信息监控;
2、电池信息更新;
充电中心
3、出入库单处理;
4、电池维护申请;
5、充电量统计分析。
1、电池信息更新;
维护中心
2、出入库单处理;
3、电池回收申请。
回收中心
1、电池入库单处理;
2、电池销毁申请。
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充换电系统设计方案报告
物流中心1、物流单处理。
1、总部公司处理运营公司的申请单,如采购申请单、运营公司新
建申请单等;
申请单处理2、运营公司处理各站点和中心申请单,如换电站换电池申请单、
充电中心电池维护申请单、维护中心电池回收申请单、回收中心电
池报废申请单等。
4.2业务流程
(1)运营公司成立申请流程
运营商提出
新建申请
提交详细建设计划
总公司审核计划
否
计划是否通
驳回修改并重新申请
过
是
批准申请
(2)运营商电池采购流程
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充换电系统设计方案报告
运营商根据各换电
站缺货登记情况制
定电池采购计划
根据缺货登记情况,
根据分配情况生成
向各个充电中心分配
向总公司提出配送单
电池并完成编号
采购申请
物流中心完成配送
运营商接收电池
总公司审核计划
物流配送充电站接收电池
否计划是否通
驳回修改并重新申请
过
生成物流配送单充电站更新电池信息
是
批准申请总公司完成采购
(3)换电站物流配送流程
查看历史配
送单
换电站根据出库单完换电站根据入库单接
成亏电电池的出库收物流配送电池
换电站自动更新电池物流公司进行满电电
信息池配送
物流公司进行亏电电各充电中心根据出库
池配送单对满电电池出库
各充电中心根据入库单
对亏电电池进行入库各充电中心根据换电站出入库单生成本中
心出入库单
充电中心自动更新电
池信息
换电站物流
配送
新建换电池
查看充电中
物流查询
配送单
心库存信息
生成出库单
生成入库单
提交申请单
运营公司审核申请
申请是否通
否
驳回修改并重新申请
过
是
物流公司接收配送单
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充换电系统设计方案报告
(4)电池维护与回收流程
充电中心根据
电池状态新建
电池申请
申请是否通
运营公司审核申请
过
运营公司审核申请
否
是
电池报废申请
电池报废
申请是否通
过
回收中心接收电池
是
生成维护出库单
维护中心生成回收
维护中心接收
此出库单
出库单
是
物流配送
申请是否通
维护中心接收维护
过
电池
维护中心进行电池
否
维护评测
运营公司审核申请
维护中心提交电池
否
电池是否可
回收申请
维护
否
驳回修改并重新申请
充电中心自动更新电
池信息
充电中心生成入库单
并对电池进行入库
物流配送
维护中心维护后生
成出库单
是维护中心进行电池
维护
(5)新建换电站流程
换电站新建
申请
提交详细建设计划
运营公司进行人
运营公司审核申请
员配置
完善换电站信息,
申请是否通
否
并完成换电站入网
过
驳回修改并重新申请
是
完成换电站新建
新建换电站
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充换电系统设计方案报告
(6)新建充电中心流程
充电中心新
建申请
提交详细建设计划
运营公司进行人
运营公司审核申请
员配置
完善充电中心信
申请是否通
否
息,并完成入网
过
驳回修改并重新申请
是
完成充电中心新建
新建充电中心
5数据安全与可靠性设计
本系统为保障数据安全与可靠性,同时为兼顾灵活性,数据存储采用三级存储方式,总部数据服务器存储所有数据,运营公司数据服务器存储本地区相关数据,各站点与中心存储各站点与中心的数据,为保障数据安全性,三级之间相关数据可双向同步。
为保障换
电站在网络出现故障时也能工作,其控制客户端可在网络出现故障时,连接本站点服务器,进行读取相关信息,完成电池更换,同时更新数据库数据,当网络恢复时,第一时间把更
改的数据同步到运营商和总部数据服务器中。
另外,本系统软件安全可靠性还采用如下方法进行保障:
(1)采用MD5加密对用户密码进行处理,以暗文比对方式进行验证;
(2)简单加密对部分敏感信息进行处理,以解析成明文的方式读取加密信息;
(3)其他敏感信息采用自定义的加密算法进行加密,为明文加密;
(4)数据处理过程中,以文本流进行传输,各类功能实时响应;
(5)流程异常中断时有信息冗余处理,可多页面浏览系统;
(6)采用相应的网络安全技术保证数据传输的安全性,例如采用防火墙技术、病毒防护技术、入侵检测技术、安全扫描技术、认证和数字签名技术等来保证网络数据传输安
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充换电系统设计方案报告
全;
(7)软件采取用户/角色/权限三级管理;
(8)系统设置系统管理员、安全审计员角色对系统实施管理。
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