淺談電動汽車充電樁絕緣智能化自檢裝置的設計與應用

hth下载地址 陳聰

摘要：純電動汽車的能量來源於(yu) 動力電池，而作為(wei) 二次電池其充電環節*不可少。新能源汽車產(chan) 業(ye) 近幾年正在曆經大變革、高速度發展，本該隨之興(xing) 起的充電基礎設施建設一直遲遲未跟隨產(chan) 業(ye) 鏈的進展而加快提速。其中比較重要一項就是充電樁的漏電問題，目前，雖然我國在電動汽車充電樁上均有絕緣檢測功能，但是針對其安全問題還未完善，就平衡電橋法、不平衡電橋法及直流法三種絕緣檢測方式的優(you) 劣勢進行了簡單對比。從(cong) 檢測原理、注意事項等多個(ge) 方麵對絕緣監測裝置進行了簡單分析，並通過實踐表明該裝置可有效提升充電樁的安全性。

關(guan) 鍵詞：電動汽車；充電樁；絕緣檢測

為(wei) 了減少對環境的破壞，促進經濟發展與(yu) 環境安全，電動汽車作為(wei) 我國未來汽車工業(ye) 發展的目標，加強充電樁自我孤立的設計，可以有效提高我國資源的可持續發展，另一方麵提高經濟效率，實現我國“環境保護”這一基本國策。

電動汽車技術的發展使我國越來越多的專(zhuan) 業(ye) 人員對這一領域感興(xing) 趣。充電電池是電動汽車技術應用的一個(ge) 重要和不可*少的組成部分，它已經被認為(wei) 是其發展水平的一個(ge) 重要和具有代表性的組成部分。我國的充電標準較低，特別是充電功率較低和速度較慢。電線杆是現代社會(hui) 促進姿勢的主要方向，因此它們(men) 在安全方麵要求更高。在這方麵，我國明確規定了直流電充電的規格，並建議進行必要的隔離試驗，從(cong) 而提高充電的安全性。

1充電樁係統的理解

通俗來說，所謂的充電係統包含了四個(ge) 部分：電動汽車充電樁、網絡集中器、電池管理模塊、管理服務平台。鑒於(yu) 四部分的要求，可依據以下四點分析：

安全性：充電安全性可以確保汽車本身以及工作人員的生命安全，這是主要的要素，借助安全性這一點，提高管理的便利性。

便捷性：此裝置采用新智能管理係統，在充電時，用戶和工作人員不需要過多地參與(yu) 操作，即可完成汽車充電，具有很好的便捷性。

*回報：充電係統在給蓄電池充電時，一方麵降低蓄電池充電的成本，其次提高電動汽車的運行效力，兩(liang) 者結合，是雙贏的局麵。

效率：此特征主要是通過高科技手段使得充電效率大大提高，通過這個(ge) 環節，達到充電係統工作的征途效能，然後達到降低能源消耗的目的。

2絕緣檢測方法

通常，直流係統並不會(hui) 受接地點的影響而出現運行障礙的。但是，如果未及時發現故障點，則可能會(hui) 在另一個(ge) 接地故障點出現問題時引發重大事故。為(wei) 確保直流係統運行的安全可靠性，在線檢測直流係統的絕緣狀況。一旦檢測到接地故障或者發生此類故障時，要及時發出報警信息，向維修人員明確標示發生故障的分支點，減少因查找故障點所造成的維修延誤，引發故障現象的發生。因此在對正負直流母線電壓接地這一項工作檢查時，用電壓表來測量，並將其絕緣電阻計算出來，以便能夠在電阻值低於(yu) 設定標準時，能夠及時

地向操作人員發出警報信息，同時可以自動化啟動分支，用於(yu) 對其故障地點進行檢測。在本次研究中，主要以兩(liang) 種常見的母線絕緣電阻檢測方式來進行分析，即平衡電橋法與(yu) 不平衡電橋法，而在對去路絕緣電阻進行檢測時，多會(hui) 借助交流法與(yu) 直流法。

3電動汽車充電樁絕緣檢測的實現方案

本研究包括雲(yun) 端服務器、電動汽車充電樁漏電檢測在線監控係統和客戶端；雲(yun) 端服務器工作時，通過HTTP確保瀏覽器與(yu) 客戶端的聯通，通過TCP確保充電樁漏電檢測在線監控係統處於(yu) 正常聯通狀態；電動汽車充電樁漏電檢測在線監控係統包括充電樁漏電檢測傳(chuan) 感器、基於(yu) NB-IoT通信控製模塊、協調器節點、嵌入式網關(guan) ，充電樁漏電檢測傳(chuan) 感器上帶有紅外感應傳(chuan) 感器，充電樁漏電檢測傳(chuan) 感器之間采用NB-IoT無線通信技術，將充電樁漏電檢測傳(chuan) 感器看作網絡中的網絡可用協調器節點，借助此節點實時收集網絡報警節點信息，同時信息共享到網關(guan) ，進而傳(chuan) 輸到遠端的服務後台。

漏電檢測的實現過程：

在本研究中，確保雲(yun) 端服務器上線是基於(yu) NB-IoT的通信控製模塊完成，一旦確認成功連接狀態，雙方通過握手協議建立數據連接。

更進一步地，在本研究中，雲(yun) 端服務器為(wei) 不同類型的連接提供不同的數據通信端口。

更進一步地，在本研究中，雲(yun) 端服務器構建為(wei) 多用戶接入模式，客戶端登錄係統時，需要確認身份，用戶名和密碼驗證正確的情況下，允許進入係統，且需要一定登錄權限，手機app登錄時，也做了相應的設置，在用戶名、密碼核對無誤的情況下，才允許進入係統，且需要相應權限。

更進一步地，在本研究中，設計了雲(yun) 端服務器的組群權限管理，此功能的增加，可以使得雲(yun) 端服務器在提升業(ye) 務管理方麵更加完善，使得業(ye) 務信息、流程管理更清楚、更具有針對性。

在本研究中，漏電檢測裝置通過NB-IoT無線通信技術進行監測，每個(ge) 報警器作為(wei) NB-IoT網絡節點，WSN組網方式組合成一張實時連接的無線網絡。方式將數據傳(chuan) 輸到DATA網絡，該網絡中包含了所有現場節點的報警信息。在此傳(chuan) 輸過程中，在完成協調器與(yu) 嵌入式網關(guan) 之間的數據信息共享時，首先由報警器節點信息匯聚到網關(guan) ，後台用戶查詢和設置命令下發給係統網絡以進行信息校驗。嵌入式網關(guan) 在實時報警和上傳(chuan) 數據的作用也凸顯重要層級，充電樁漏電檢測裝置產(chan) 生的異常信息首先由NB-IoT模塊監測並通過係統中的模塊電路主板借助固定IP傳(chuan) 輸，數據傳(chuan) 輸到服務器後，按照服務器預先設定的報警閾值進行數據複核判斷，完成報警信息的外發與(yu) 推送。

電力公司運檢部門的檢修工作也因此得心應手，不需要現場巡視，借助網絡聯通服務器，查詢本公司的資產(chan) 設備編號即可確認監測裝置目前所處的狀態，如果發現有需要處理的警情，可通過短信方式通知相關(guan) 運維人員，方能及時處理故障等。

本研究的工作原理：充電樁漏電檢測傳(chuan) 感器檢測到漏電後，充電樁漏電檢測裝置加裝的傳(chuan) 感器感漏電流觸發報警，這份報警信息將會(hui) 由NB-IoT網絡傳(chuan) 輸到內(nei) 嵌網關(guan) 終端，網關(guan) 具有智能化功能，處理數據後，會(hui) 顯示報警設備的位置信息，位置信息也會(hui) 通過NB-IoT發送至平台預設的該特定IP上，相關(guan) 使用方可以借助服務器查詢設備是否漏電。

該係統還設置了係統推送信息，NB-IoT模塊通過互聯網將消息發送給相應的維修單位，確保監管工作到位到人，使得設備穩定工作。

與(yu) 當前技術相比，本設計具有如下有益效果：借助當前技術背景與(yu) 現狀，完成四個(ge) 確保設計：確保充電樁漏電裝置非法開啟行為(wei) 可追溯、報警信息可查詢。確保報警依據後台能夠查閱告警設備的位置信息。確保軟件根據充電樁漏電檢測裝置編號和地圖呈現對應狀態。確保警情可以立即通知相關(guan) 維護處理、補救等。

4hth下载地址充電樁收費運營雲(yun) 平台係統選型方案

4.1概述

AcrelCloud-9000hth下载地址充電柱收費運營雲(yun) 平台係統通過物聯網技術對接入係統的電動電動自行車充電站以及各個(ge) 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，雲(yun) 閃付掃碼充電。

4.2應用場所

適用於(yu) 民用建築、一般工業(ye) 建築、居住小區、實業(ye) 單位、商業(ye) 綜合體(ti) 、學校、園區等充電樁模式的充電基礎設施設計。

4.3係統結構

係統分為(wei) 四層：

1）即數據采集層、網絡傳(chuan) 輸層、數據層和客戶端層。

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

3）網絡傳(chuan) 輸層：通過4G網絡將數據上傳(chuan) 至搭建好的數據庫服務器。

4）數據層：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、曆史數據庫、基礎數據庫。

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

小區充電平台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(wei) 運維人員提供運維APP，充電用戶提供充電小程序。

4.4hth下载地址充電樁雲(yun) 平台係統功能

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(ge) 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

平台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，平台管理人員可通過平台查看故障信息並進行派發處理，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後將結果上報。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

通過係統平台，從(cong) 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

在係統平台建立運營商戶，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(jia) 格策略、折扣、優(you) 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

麵向運維人員使用，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

麵向充電用戶使用，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係統硬件配置

5結束語

由上述內(nei) 容可以得知，在對電動汽車的充電樁進行使用時，需要提前進行絕緣檢測，以保證其應用的安全性。這便要求將絕緣檢測裝置控製模塊融入到充電樁內(nei) ，然後再進行充電操作，隻有切實保證絕緣性能後，方可進入充電階段，這樣能夠有效降低因充電樁質量問題而導致的電動汽車受損，或對操作人員人身安全所造成的威脅。

參考文獻：

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[2] 劉芳.企業(ye) 檔案管理中信息技術應用搞研究

[3] hth下载地址企業(ye) 微電網設計與(yu) 應用手冊(ce) .2022.05版