電動汽車充電樁係統方案設計

hth下载地址 陳聰

摘要：近年來電動汽車作為(wei) 新能源汽車中技術為(wei) 成熟的受到了人們(men) 的大力追捧。但是當前充電問題依然是困擾電動汽車產(chan) 業(ye) 將來快速發展的重要因素之一。因此，本文對電動汽車充電樁控製係統進行了研究與(yu) 開發，旨在推出更加便捷的電動汽車充電係統，促進電動汽車產(chan) 業(ye) 的發展。

關(guan) 鍵詞：電動汽車；充電樁；控製係統

0引言

隨著人們(men) 環保意識的逐漸提升，電動汽車愈來愈受到人們(men) 的追捧和喜愛。我國國內(nei) 很多機構也對電動汽車提出了不同的充電模式，包括：電池組更換、快速充電、常規充電等。然而從(cong) 實際應用層麵來分析，汽車電池組不但擁有較為(wei) 龐大的體(ti) 積，而且其重量也比較重，經常性的更換不方便；而運用直流充電櫃為(wei) 電動汽車電池組充電，雖然達到了續航的目的，但也對電池的使用壽命造成很大損害。

所以，交流充電樁能夠非常有效解決(jue) 電動汽車電池組的能量補給以及續航問題，運用交流充電樁進行充電不需要對電池進行裝卸，而是直接運用電纜線連接汽車電池組和充電樁就能夠完成充電作業(ye) ，而且交流電對電池組進行充電不會(hui) 對電池的使用壽命和性能造成影響，是一種非常優(you) 秀的充電方式。另外，交流充電樁重量輕、體(ti) 積小，和我國電力係統了解較為(wei) 便捷，容易在居民小區、辦公場所、超市以及電動汽車充電站內(nei) 部進行布設。

1 電動汽車充電樁控製係統開發

1.1電動汽車充電樁控製係統的基本單元

本文中設計的電動汽車交流充電樁控製係統基本單元為(wei) ：主充電電路係統、主控製電路係統、人機交互界麵、收費係統、刷卡係統，其結構如圖 1所示：

1.2控製係統的硬件組成元件

優(you) 秀的電動汽車智能充電係統不但能夠滿足電動汽車用戶對充電的需求，而且還具備電力計量、結算等功能。

因此，本文設計的係統選擇使用 At—mel企業(ye) 生產(chan) 的 ARM9處理器當成係統重要的組成部分。該處理器具備以下特性：擁有5個(ge) 串口，2個(ge) USB接口，1個(ge) 主USB接口，另外一個(ge) 為(wei) 以太網接口，動態SDRAM 控製器，NAND控製器，以及多路IO 口，並且這些元件都可以滿足工業(ye) 級的溫度範圍，能夠滿足本係統實際使用環境的需求。

係統中的電量計量裝置為(wei) 多功能單相表計量，采用 RS485實現數據傳(chuan) 送，電路圖結構示意圖如圖2：

2 電動汽車充電樁控製係統的開發

為(wei) 了確保用戶使用的便捷性，本係統設計了如下應用模塊：用戶信息交互模塊、電能

計量控製模塊。係統軟件功能模塊示意圖如圖3所示：

3hth下载地址AcrelCloud-9000充電站運營平台

3.1平台概述

hth下载地址充電站運營平台依托物聯網、雲(yun) 計算、互聯網、大數據、AI等技術，對充電站配電係統的運行、電能消耗、電能質量、充電安全和行為(wei) 安全進行實時監控和預警，為(wei) 充電站的可靠、安全、經濟運行提供保障，並及時切除安全隱患、避免電氣火災發生，從(cong) 而保障人員的生命財產(chan) 安全，打造“安全、高效、舒適、綠色”的“人—車—樁—電網—互聯網—多種增值業(ye) 務”的智慧充電站，提升充電站的社會(hui) 和經濟價(jia) 值。

3.2適用場合

可廣泛應用於(yu) 醫院、學校、酒店、體(ti) 育場等公共建築；商業(ye) 廣場、產(chan) 業(ye) 園等綜合園區；企業(ye) 、住宅小區等場所。

3.3係統結構

平台采用分層分布式結構，主要由感知層、網絡層和平台層三個(ge) 部分組成，詳細拓撲結構如下：

現場設備層：連接於(yu) 網絡中的各類傳(chuan) 感器，包括多功能電力儀(yi) 表、汽車充電樁、電瓶車充電樁、電能質量分析儀(yi) 表、電氣火災探測器、限流式保護器、煙霧傳(chuan) 感器、測溫裝置、智能插座、攝像頭等。

網絡通訊層：包含現場智能網關(guan) 、網絡交換機等設備。智能網關(guan) 主動采集現場設備層設備的數據，並可進行規約轉換，數據存儲(chu) ，並通過網絡把數據上傳(chuan) 至搭建好的數據庫服務器，智能網關(guan) 可在網絡故障時將數據存儲(chu) 在本地，待網絡恢複時從(cong) 中斷的位置繼續上傳(chuan) 數據，保證服務器端數據不丟(diu) 失。

平台管理層：包含應用服務器和數據服務器，完成對現場所有智能設備的數據交換，可在PC端或移動端實現實時監測充電站配電係統運行狀態、充電樁的工作狀態、充電過程及人員行為(wei) ，並完成微信、支付寶在線支付等應用。

多功能電力儀(yi) 表、汽車充電樁、電瓶車充電樁、電氣火災探測器、限流式保護器、智能插座可通過全網通4G通訊模組與(yu) 平台直接通訊。

電能質量分析儀(yi) 表、煙霧傳(chuan) 感器和測溫裝置通過RS485，攝像頭通過RJ45與(yu) 智能網關(guan) 通訊，再由智能網關(guan) 通訊通過4G統一與(yu) 平台通訊。

限流式保護器既可以通過4G連接平台，也可以通過RS485連接網關(guan) 。

平台搭建在客戶自己配置的服務器上。搭建完成之後，客戶可以在任意能聯網的地方，通過有權限的賬號登陸網頁以及手機APP查看各處的運行情況。

3.4相關(guan) 產(chan) 品介紹

3.4.1 7KW交流充電樁AEV-AC007D

產(chan) 品功能

1）智能監測：充電樁智能控製器對充電樁具備測量、控製與(yu) 保護的功能，如運行狀態監測、故障狀態監測、充電計量與(yu) 計費以及充電過程的聯動控製等。

2）智能計量：輸出配置智能電能表，進行充電計量，具備完善的通信功能，可將計量信息通過RS485分別上傳(chuan) 給充電樁智能控製器和網絡運營平台。

3）雲(yun) 平台：具備連接雲(yun) 平台的功能，可以實現實時監控，財務報表分析等等。

4）保護功能：具備防雷保護、過載保護、短路保護，漏電保護和接地保護等功能。

5）材質可靠：保證長期使用並抵禦複雜天氣環境。

6）適配車型：滿足國標充電接口，適配所有符合GB/T20234.2-2015國標的電動汽車，適應不同車型的不同功率。

7）資產(chan) 安全：產(chan) 品全部由中國平安保險承保，充分保障設備、車輛、人員的安全。

3.4.2直流充電樁係列

3.4.3電氣火災探測器ARCM300-Z

3.4.4限流式保護器ASCP200

產(chan) 品功能：

1）短路保護：保護器實時監測用電線路電流，當線路發生短路故障時，能在150微秒內(nei) 實現快速限流保護，並發出聲光報警信號；

2）過載保護：當線路電流過載且持續時間超過動作時間（3~60秒可設）時，保護器啟動限流保護，並發出聲光報警信號；

3）表內(nei) 超溫保護：當保護器內(nei) 部器件工作溫度過高時，保護器實施超溫限流保護，並發出聲光報警信號；

4）組網通訊：保護器具有1路RS485接口，可以將數據發送到後台監控係統，實現遠程監控。

3.5平台功能

3.5.1首頁

平台首頁顯示充電站的位置及在線情況，統計充電站的充電數據。

3.5.2實時監控

1）充電站監控

可以按站點名稱進行篩選，顯示站點詳情、充電槍列表、統計訂單信息、故障記錄，點擊某個(ge) 充電槍編號後在進入充電槍監控頁麵實時監測變壓器負荷（搭配ACM300T、ADW300），當負荷超過50%時，係統會(hui) 限製新增開始充電的充電樁的功率，降為(wei) 50%，當變壓器負荷超過80%時，係統將不允許新增充電樁開始充電，直到負荷下降為(wei) 止。如圖所示：

統計當前充電站各充電樁回路的數據；通過卡片的形式展現充電樁的數據；顯示故障列表；如圖所示：

2）充電樁監控

顯示充電樁充電數據；顯示各回路的充電狀態；可以對充電中的回路進行手動終止；顯示訂單信息、故障信息；如圖所示：

3）設備監控

顯示限流式保護器的狀態，包括線路中的剩餘(yu) 電流、溫度及異常報警，如圖所示：

3.5.3故障管理

1）故障查詢

故障查詢中記錄了登錄用戶相關(guan) 聯的所有故障信息。如圖所示：

2）故障派發

故障派發中記錄了當前待派發的故障信息。如圖所示：

3）故障處理

故障處理中記錄了當前待處理的故障信息。如圖所示：

3.5.4能耗分析

在能耗分析中，可查看規定時段關(guan) 聯站點和關(guan) 聯樁的能耗信息並顯示對應的能耗趨勢圖。如圖所示：

3.5.5故障分析

在故障分析中，可查看相關(guan) 時間內(nei) 的故障數、故障狀態、故障類型、趨勢分析以及故障列表。如圖所示：

3.5.6財務報表

在財務報表中，可根據時間查看關(guan) 聯站點的財務數據。如圖所示：

3.5.7收益查詢

在收益查詢中，可查看總的收益統計、收益變化曲線圖、支付占比餅圖以及實際收益報表。如圖所示：

4結語

現在隨著電動汽車產(chan) 業(ye) 的發展和應用，安全、便捷的汽車充電方式顯得愈來愈重要。本文中設計的電動汽車充電樁控製係統擁有三大優(you) 點，主要表現在：

(1)電動汽車用戶使用非常便捷；

(2)該係統的集成化程度非常高；

(3)係統非常簡單，用戶非常容易進行操作。

其實際應用後必將能夠有力的促進我國電動汽車產(chan) 業(ye) 的發展。該係統在設計中不但考慮到了充電的便捷性，而且還對與(yu) 充電樁的實際應用環境進行了結合，盡大程度的提升對電能的利用效率以及用戶的實際使用滿意度。我們(men) 相信，在未來隨著我國電動汽車行業(ye) 的進一步發展，電動汽車充電樁控製係統必將發揮出更大的作用。

參考文獻:

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