Системи за мониторинг и управление на зарядни станции

• Основно предизвикателство пред операторите на инфраструктура за електрическа мобилност е осигуряването на максимална наличност и оптимално качество на зарядните услуги
  
  
• Все по-ключови в сегмента стават специализираните системи за мониторинг и управление на зарядни станции
  
  
• Сред водещите технологични иновации при тези платформи се нареждат изкуственият интелект и IoT свързаността

Изграждането на зарядна инфраструктура за електрически превозни средства само по себе си не е достатъчно условие за гарантиране на надеждна, устойчива и повсеместна електрическа мобилност. Истинско предизвикателство пред сектора, засягащо както операторите на зарядни станции, така и потребителите на такива системи, е осигуряването на максимална наличност, по-широко териториално покритие и оптимално качество на зарядните услуги. Ето защо все по-ключови за развитието на електромобилността стават специализираните системи за мониторинг и управление на зарядни станции, а сред водещите технологични иновации при тези решения се нареждат изкуственият интелект (ИИ) и IoT свързаността.

Зарядните станции – много повече от контакти

Технологичната концепция, на която са базирани съвременните зарядни станции за електромобили, поначало обхваща далеч по-богата функционалност от тази на обикновен електрически контакт за свързване на електрическото превозно средство към мрежово захранване. Тези системи се проектират и оборудват като комплексни интелигентни платформи, чието ядро са софтуерните системи за мониторинг и мениджмънт. Те са ангажирани както с процеса по зареждане на батерията на електромобила, така и с по-ключови задачи, като управление на плащанията, енергиен мениджмънт и т. н.

Специализираните софтуерни продукти в сегмента на технологичните решения за зарядна инфраструктура попадат най-общо в три категории. Първата обхваща софтуера на ниво превозно средство, който отговаря за управление на зарядните и жизнените цикли на батериите. Сред функциите на приложенията от този тип, традиционно разработвани от производителите на електрически автомобили или от специализирани доставчици, са: визуализиране на информация за оставащия заряд и разстоянието, което може да бъде изминато с него, извеждане на местонахожденията на ситуираните в близост зарядни станции и др.

Вторият тип софтуер – на ниво зарядна точка, опосредства превръщането на простия електрически контакт в умна зарядна станция с широки информационни и комуникационни възможности, която разпознава характеристиките на различни батерии и превозни средства, управлява зарядните сесии и обменя данни с т. нар. “back-end” (интегрирани в инфраструктурата) софтуерни платформи, хоствани в облак, които предлагат множество допълнителни възможности. Софтуерът за зарядни станции типично се разработва и интегрира от производителите на зарядни системи.

Третият тип включва споменатите по-горе “бекенд” платформи, които оперират на ниво зарядна инфраструктура и отговарят за управлението на процесите при инсталирането на нови зарядни станции, на зарядните сесии, регулират черпенето на захранване от мрежата, координират различни разплащателни сценарии, обработват плащанията и осигуряват безпроблемно потребителско преживяване за водачите на електромобили, независимо от език, националност или валута.

Предимства на цялостните решения

Една софтуерна платформа за мониторинг и управление на зарядни станции, разработена като цялостно решение, обикновено включва следните възможности и елементи:

• Управление на основните функции – визуализация, координация и оптимизация на всички аспекти на зареждането на електрически превозни средства;
  
  
• Управление на таксуването – обработка на платежна информация, изпълнение на транзакции;
  
  
• Енергиен мениджмънт – осигуряване на оптимално зареждане чрез усъвършенствани алгоритми, решения за достъп до интелигентни мрежи, използване на локални ВЕИ съоръжения, координиране на търсенето и предлагането;
  
  
• Мобилни приложения и уеб клиенти – ориентирани към потребителя технологии за мащабиране и монетизиране на услугата, както и за поддръжка на водачите при разнообразни сценарии;
  
  
• Специфични инструменти за управление на автопаркове от електромобили, както и на решения за предоставяне на услугата в индустриални обекти/на индустриални потребители;
  
  
• Функции за анализ и докладване на ключови данни – важен бизнес актив за доставчиците на зарядни услуги, разкриващ тенденциите при използването им, които спомагат за оптимизиране на съществуващите и бъдещите инвестиции.

Внедряването на цялостна система за мониторинг и мениджмънт на зарядни станции в даден обект или населено място носи на операторите и потребителите множество безспорни ползи. Сред тях са централизирано управление, наблюдение в реално време, бърза и надеждна обработка на плащанията, както и улеснено свързване и взаимодействие с други системи и платформи в сегмента на електромобилността и интелигентната градска инфраструктура.
Гъвкавото управление на заплащането позволява използване на комбинация от разнообразни контактни и безконтактни разплащателни методи, включително в кеш, с кредитни/дебитни/членски карти, смартфон приложения и т. н. Оптимизираната интеграция с други системи, като платформи за енергиен мениджмънт и съоръжения за добив на енергия от възобновяеми източници, добавя значителна бизнес стойност към услугата, като допълнително повишава нейната атрактивност, екологосъобразност и рентабилност. Всичко това улеснява както клиентите, така и доставчиците на зарядни услуги, като същевременно намалява разходите и усилията за експлоатация и поддръжка на мрежи от зарядни станции.

Ролята на IoT технологиите

Повечето зарядни станции за електромобили са децентрализирани, а структурата им е комплексна, което традиционно усложнява управлението и обслужването им. Съществен аспект от тези процеси е статусът на съоръжението в реално време, който носи на потребителите и администраторите на услугата важна информация за наличността/достъпността й, активните резервации, времето за достигане до конкретна зарядна точка и т. н.

От значение за всички ангажирани страни е зарядната станция да е с максимално висока наличност или разполагаемост – онлайн и без прекъсвания на услугата, тъй като все по-голяма част от потребителите използват интернет базирани приложения за зареждане. При преминаването на дадена зарядна колонка офлайн е препоръчително централната платформа да бъде известена незабавно, за да се предприемат своевременни мерки за отстраняване на проблема и ограничаване на загубите и пропуснатите ползи. За максимална надеждност в такива приложения се използват базирани на IoT и облачна свързаност решения, които позволяват събирането, съхранението и анализа на данни във връзка с използването на зарядната станция и останалите точки и елементи в мрежовата инфраструктура, а също и отдалечения достъп до тях от всяка точка. Чрез такива технологии станциите за зареждане на електрически превозни средства стават свързани и интелигентни, като подлежат и на отдалечено обслужване и отстраняване на проблеми, тъй като грешките и неизправностите често са от комуникационен характер.

Популярен и широко възприет стандарт в сегмента е OCPP (Open Charge Point Protocol) – отворен протокол за зарядни точки и инфраструктура, който позволява събиране на данни за зареждането, верифицира и оторизира потребители и валидира зарядните сесии. С негова помощ може лесно да се генерира информация за статуса (онлайн/офлайн) на станцията и ключови променливи, като ток, напрежение, консумация и др. Тя се изпраща и съхранява в облачна платформа, която позволява по-късното й визуализиране и обработка за целите на мониторинга и управлението на зарядното съоръжение. OCPP протоколът обикновено се комбинира с уеб приложение в IoT платформа с отворен код, базирана на WiFi модул, която служи за свързване и комуникация в реално време със зарядните станции на базата на стандартизирана връзка с висока оперативна съвместимост между станции и автомобили от различни производители.

Уеб приложението функционира като потребителски интерфейс за мониторинг и управление на отделните зарядни точки, като визуализира в реално време различни групи параметри – относно статуса, консумацията, наличността, графиците на зареждане и резервиране и историята на използване на зарядните портове.

Потребителите могат да получат достъп до платформата от всяко устройство с интернет свързаност, както и отдалечено да наблюдават и контролират процеса по зареждане. За защита на чувствителните данни във връзка с публичния достъп до услугата на зарядни станции за обществено ползване например, както и за предотвратяване на неоторизиран достъп, се използват усъвършенствани техники за криптиране.

Изкуственият интелект смело навлиза и в този сегмент

Хетерогенната, но все по-безпроблемно свързана екосистема от зарядни станции на различни производители в рамките на непрекъснато разширяващата се инфраструктура, извлича съществени ползи и от друга революционна технология в контекста на дигитализацията и декарбонизацията – изкуствения интелект.

AI базираните платформи изпълняват ключова роля в оптимизирането на функционалността на зарядните системи. Чрез усъвършенствани алгоритми за машинно и дълбоко самообучение те анализират потребителското поведение, историческите данни и информацията за търсенето в реално време, като така оптимално преразпределят наличния ресурс, насочвайки всеки заявил услугата водач на електромобил към най-близката и удобна свободна зарядна точка. Така се гарантира, че всяка станция работи при пикова ефективност и с минимални престои, а шофьорите получават достъп до захранване на превозното средство без излишно чакане на опашки.

Друго важно направление в използването на изкуствен интелект за подобряване на мониторинга и управлението на зарядни станции е прогнозната поддръжка. Чрез непрекъснато наблюдение на състоянието на съоръжението алгоритмите могат да предвиждат и предотвратяват потенциални проблеми и неизправности – дефекти или откази на дадени компоненти, сривове в свързаността, електрически повреди и т. н.

Едно от най-съществените предизвикателства при управлението на зарядна инфраструктура е балансът при търсенето и предлагането на енергия от мрежата. Изкуственият интелект в модерните платформи за мониторинг и мениджмънт позволява динамично управление на енергията чрез корекции в разпределението на мощността въз основа на мрежовите условия в реално време. Посредством прогнозен анализ AI платформите предвиждат пиковите часове на ползване и планират разпределянето на мощността така, че максимално да защитят и оптимизират процеса на зареждане. Това не само предотвратява претоварването, но допринася и за по-висока гъвкавост, устойчивост и стабилност на енергийната мрежа в съответствие с по-широките цели на съвременните общности за чиста енергия и електрификация.

Фундаментална се оказва ролята на изкуствения интелект и в гарантирането на сигурността и неприкосновеността на информацията в дигитализирания свят на големи масиви от данни и повсеместна свързаност. Интегрирането на AI базирани технологии в платформите за мониторинг и управление на зарядни станции прави възможно прецизното сортиране на потребителските и системните данни във основа на тяхната чувствителност, за да се приложат и различни стратегии при съхранението, обработката и споделянето им. Друг начин, по който ИИ повишава ефективността при управлението на зарядни станции, е многоезичната поддръжка. Чрез AI базирани инструменти съоръженията за зареждане могат интуитивно да взаимодействат с ползвателите на зарядни услуги на множество различни езици, което значително подобрява достъпността и потребителското изживяване. Това се оказва особено полезно в райони, в които има повече от един официален език и/или съжителстват общности от различни етнически групи и националности, като по този начин разширява приложението на зарядните услуги.