產(chǎn)品中心
淺談解決新能源汽車充電樁充電技術(shù)難題的方法
任運業(yè)
安科瑞電氣股份有限公司 上海嘉定 201801
摘要:近些年來,綠色環(huán)保理念被運用到汽車領(lǐng)域當(dāng)中,電動汽車的飛速發(fā)展,使其在汽車市場中的占有率不斷提升。在的扶持之下,電動汽車獲得了很大的關(guān)注,所以,加大針對電動汽車充電樁充電技術(shù)的研究和應(yīng)用力度可謂十分關(guān)鍵。本文通過分析現(xiàn)階段電動汽車充電樁、充電技術(shù)的發(fā)展?fàn)顩r,同時編制出攻克電動汽車充電樁充電技術(shù)難題的策略,進而對有關(guān)電動汽車充電樁技術(shù)人員形成有效的借鑒與啟發(fā)。
關(guān)鍵詞:電動汽車;充電樁;充電技術(shù);難題
0.引言
受到quan世界環(huán)境污染嚴(yán)重、石油資源逐漸匱乏的影響,加快了電動汽車的發(fā)展速度。在此過程當(dāng)中,不同汽車廠商為了落實我國的相關(guān)政策,開始新能源電動汽車,以便在市場中迅速占據(jù)有利的位置。面對此種情況,電動汽車必將成為未來的發(fā)展趨勢?;讷@得消費者支持的目的,應(yīng)該注重研究充電樁充電技術(shù)方面的難題,以便擴大電動汽車的市場規(guī)模。
1.現(xiàn)階段電動汽車充電樁、充電技術(shù)的發(fā)展?fàn)顩r分析
從目前的情況來看,國內(nèi)電動汽車充電樁、充電技術(shù)在具體發(fā)展的過程當(dāng)中,充電樁主要運用了電氣管控、交易服務(wù)一體化的方式得以設(shè)計出來,在硬件結(jié)構(gòu)方面,則采用了一塊板卡集成設(shè)計的方法。因為相關(guān)電氣控制、服務(wù)交易部門之間緊密關(guān)聯(lián),使充電樁的充電服務(wù)和電氣管控密切融合,嚴(yán)重影響到充電樁的拓展性能,無法達到系統(tǒng)集成處理的效果,妨礙到電動汽車的長遠發(fā)展。所以,現(xiàn)階段,電動汽車充電樁、充電技術(shù)在發(fā)展的過程當(dāng)中碰到了很多的阻礙與困難,具體涵蓋了下述幾個不同的方面:一方面,在擴展性方面的難題。對于如今的電動車充電樁當(dāng)中,相應(yīng)的產(chǎn)品自身的擴展性不佳,無法定期進行更新,沒有達到集成系統(tǒng)功能的效果,由此造成后續(xù)相關(guān)充電服務(wù)、技術(shù)等無法發(fā)揮出其良好的作用,嚴(yán)重影響到電動車充電樁的定期更新、技術(shù)優(yōu)化。另一方面,欠缺一定的規(guī)范性與合理性。如今大部分使用的電動車充電樁進行操控的時候十分復(fù)雜,缺少規(guī)范性。比如,從日前的狀況而言,建立電動汽車充電樁的過程當(dāng)中,其運用到的設(shè)備和操作界面無法達到一定的統(tǒng)一性,造成操控步驟也存在著很大的差異性,沒有嚴(yán)格依據(jù)相關(guān)服務(wù)充電技術(shù)的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定,具體的操控步驟也顯現(xiàn)出不夠科學(xué)、合理的情況。實際上,當(dāng)電動車充電樁充電技術(shù)在發(fā)展過程當(dāng)中面臨著各種困難的時候,由于欠缺規(guī)范化的設(shè)計方式,產(chǎn)生了不良的影響。鑒于此,在電動汽車充電技術(shù)發(fā)展的過程當(dāng)中,需要科學(xué)利用模塊,實現(xiàn)組件化的效果,使針對電動車充電樁的管控和交易處于彼此獨立的狀態(tài),達到建設(shè)網(wǎng)絡(luò)管理平臺的目的,以便體現(xiàn)出電動車充電樁充電技術(shù)的科學(xué)性優(yōu)勢。由此可見,經(jīng)過前文的論述與分析之后,從中可以獲悉,科學(xué)分析現(xiàn)階段電動汽車充電樁、充電技術(shù)的發(fā)展?fàn)顩r可謂十分關(guān)鍵。
2.攻克電動汽車充電樁充電技術(shù)難題的有效策略
為了攻克電動汽車充電樁充電技術(shù)的難題,應(yīng)該確保布局的合理性,形成科學(xué)化經(jīng)營管理的模式。一直以來,因為當(dāng)前的相關(guān)充電設(shè)施構(gòu)建大部分借助從前的停車場、電力系統(tǒng)加以改造和優(yōu)化實現(xiàn),所以,不僅應(yīng)該合理設(shè)計出充電車位,對充電容量配備加以準(zhǔn)確計算,而且需要保證所選用相關(guān)充電設(shè)備的科學(xué)性,借助技術(shù),能夠進一步減小充電樁構(gòu)建的難度,達到增強充電管理系統(tǒng)服務(wù)質(zhì)量的目的。有關(guān)電動汽車充電樁企業(yè)編制充電難題處理策略的過程當(dāng)中,需要依據(jù)相關(guān)不同類型的運用場地,針對相關(guān)設(shè)施與構(gòu)建的難度等因素加以參考,以便提出科學(xué)的運營模式,帶給有關(guān)部門充電樁建設(shè)工作更大的便利。從未來發(fā)展的勢態(tài)來說,能源互聯(lián)網(wǎng)必將成為電力發(fā)展過程當(dāng)中的主要內(nèi)容。當(dāng)前采用的充電樁+互聯(lián)網(wǎng)模式,開始逐步和光伏發(fā)電技術(shù)、電池儲能技術(shù)等緊密融合到一起,然后與智能電網(wǎng)相連。而相關(guān)充電運營管控系統(tǒng)和三方系統(tǒng)之間的融合,則使運營商的經(jīng)營模式也發(fā)生了很大的變化。例如,對于一些非常老舊的城區(qū)來說,進行電動汽車充電樁建設(shè)的過程當(dāng)中,面臨著電力容量不夠的難題,應(yīng)該進行電動汽車充電難題處理策略的設(shè)計時,考慮到充電車位的規(guī)劃問題,然后對相應(yīng)電力設(shè)施的容量加以準(zhǔn)確計算,使得所選取的各類充電樁組合能夠滿足相關(guān)規(guī)定,達到安裝的要求,通過應(yīng)用科學(xué)的能源管理系統(tǒng),完成對用電的改進和完善任務(wù),達到削峰填谷的目的,然后依靠電動汽車充電樁智慧化控制云平臺,可以科學(xué)分配與利用相關(guān)電力能源,減小用電方面的壓力。對于居民區(qū)、停車場中充電樁、公共建筑物建立的停車場、社會中的公共停車場來說,在公共充電樁的電氣設(shè)計方面存在著很大的差異性,具體情況如下表1所示。
表1各種類別建筑的充電樁設(shè)計差異表
居民區(qū)充電樁 | 企業(yè)充電樁 | 公共的充電樁 | |
計量規(guī)定 | 一樁一表 | 與其他用電進行單獨計量 | |
峰谷錯開 | 是 | 否 | 否 |
充電形式 | 主要是慢充 | 快慢融合 | 主要是快充 |
諧波干擾 | 能夠被忽視 | 需要對諧波的影響進行參考 | 需要增添濾波設(shè)備 |
對于不同的地區(qū)來說,如果當(dāng)?shù)乜梢岳霉夥l(fā)電、電池儲能技術(shù),則能夠與相關(guān)配電系統(tǒng)相連,然后實現(xiàn)和充電系統(tǒng)之間的對接,達到了增加電力來源的效果。從經(jīng)營管控的角度而言,現(xiàn)階段已經(jīng)設(shè)計出電動汽車充電樁智慧化管控云平臺,其主要運用了B/S架構(gòu)體系,使得眾多的運作系統(tǒng)能夠存在于同一個充電站管控系統(tǒng)當(dāng)中,能夠達到對相關(guān)數(shù)據(jù)信息的互聯(lián)目的。借助此平管控平臺,可以接入很多的各類品牌充電樁,同時和三方系統(tǒng)實現(xiàn)無縫對接的效果,有關(guān)經(jīng)營管理人員則依靠WEB頁面,完成瀏覽的任務(wù),達到了多層級與站點的集中化管控效果。而電動汽車的充電樁則能夠進行實時聯(lián)網(wǎng),相關(guān)運營商可以監(jiān)測到相關(guān)設(shè)備運作的狀況,廣大用戶則借助APP查看到充電樁的運行情況,完成預(yù)約充電和支付的任務(wù)。
安科瑞充電樁收費運營云平臺
3.1概述
AcrelCloud-9000安科瑞充電柱收費運營云平臺系統(tǒng)通過物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)對接入系統(tǒng)的電動電動自行車充電站以及各個充電整法行不間斷地數(shù)據(jù)采集和監(jiān)控,實時監(jiān)控充電樁運行狀態(tài),進行充電服務(wù)、支付管理,交易結(jié)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(yù)警;充電樁支持以太網(wǎng)、4G或WIFI等方式接入互聯(lián)網(wǎng),用戶通過微信、支付寶,云閃付掃碼充電。
3.2應(yīng)用場所
適用于民用建筑、一般工業(yè)建筑、居住小區(qū)、實業(yè)單位、商業(yè)綜合體、學(xué)校、園區(qū)等充電樁模式的充電基礎(chǔ)設(shè)施設(shè)計。
3.3系統(tǒng)結(jié)構(gòu)
3.3.1系統(tǒng)分為四層:
1)即數(shù)據(jù)采集層、網(wǎng)絡(luò)傳輸層、數(shù)據(jù)層和客戶端層。
2)數(shù)據(jù)采集層:包括電瓶車智能充電樁通訊協(xié)議為標(biāo)準(zhǔn)modbus-rtu。電瓶車智能充電樁用于采集充電回路的電力參數(shù),并進行電能計量和保護。
3)網(wǎng)絡(luò)傳輸層:通過4G網(wǎng)絡(luò)將數(shù)據(jù)上傳至搭建好的數(shù)據(jù)庫服務(wù)器。
4)數(shù)據(jù)層:包含應(yīng)用服務(wù)器和數(shù)據(jù)服務(wù)器,應(yīng)用服務(wù)器部署數(shù)據(jù)采集服務(wù)、WEB網(wǎng)站,數(shù)據(jù)服務(wù)器部署實時數(shù)據(jù)庫、歷史數(shù)據(jù)庫、基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫。
5)應(yīng)客戶端層:系統(tǒng)管理員可在瀏覽器中訪問電瓶車充電樁收費平臺。終端充電用戶通過刷卡掃碼的方式啟動充電。
小區(qū)充電平臺功能主要涵蓋充電設(shè)施智能化大屏、實時監(jiān)控、交易管理、故障管理、統(tǒng)計分析、基礎(chǔ)數(shù)據(jù)管理等功能,同時為運維人員提供運維APP,充電用戶提供充電小程序。
3.4安科瑞充電樁云平臺系統(tǒng)功能
3.4.1智能化大屏
智能化大屏展示站點分布情況,對設(shè)備狀態(tài)、設(shè)備使用率、充電次數(shù)、充電時長、充電金額、充電度數(shù)、充電樁故障等進行統(tǒng)計顯示,同時可查看每個站點的站點信息、充電樁列表、充電記錄、收益、能耗、故障記錄等。統(tǒng)一管理小區(qū)充電樁,查看設(shè)備使用率,合理分配資源。
3.4.2實時監(jiān)控
實時監(jiān)視充電設(shè)施運行狀況,主要包括充電樁運行狀態(tài)、回路狀態(tài)、充電過程中的充電電量、充電電壓/電流,充電樁告警信息等。
3.4.3交易管理
平臺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(jié)、注銷等操作,可查看小區(qū)用戶每日的充電交易詳細信息。
3.4.4故障管理
設(shè)備自動上報故障信息,平臺管理人員可通過平臺查看故障信息并進行派發(fā)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后將結(jié)果上報。充電用戶也可通過充電小程序反饋現(xiàn)場問題。
3.4.5統(tǒng)計分析
通過系統(tǒng)平臺,從充電站點、充電設(shè)施、充電時間、充電方式等不同角度,查詢充電交易統(tǒng)計信息、能耗統(tǒng)計信息等。
3.4.6基礎(chǔ)數(shù)據(jù)管理
在系統(tǒng)平臺建立運營商戶,運營商可建立和管理其運營所需站點和充電設(shè)施,維護充電設(shè)施信息、價格策略、折扣、優(yōu)惠活動,同時可管理在線卡用戶充值、凍結(jié)和解綁。
3.4.7運維APP
面向運維人員使用,可以對站點和充電樁進行管理、能夠進行故障閉環(huán)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(shù)設(shè)置,同時可接收故障推送。
3.4.8充電小程序
面向充電用戶使用,可查看附近空閑設(shè)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。
3.5系統(tǒng)硬件配置
類型 | 型號 | 圖片 | 功能 |
安科瑞充電樁收費運營云平臺 | AcrelCloud-9000 | 安科瑞響應(yīng)節(jié)能環(huán)保、綠色出行的號召,為廣大用戶提供慢充和快充兩種充電方式壁掛式、落地式等多種類型的充電樁,包含智能7kW交流充電樁,30kW壁掛式直流充電樁,智能60kW/120kW直流一體式充電樁等來滿足新能源汽車行業(yè)快速、經(jīng)濟、智能運營管理的市場需求,提供電動汽車充電軟件解決方案,可以隨時隨地享受便捷安全的充電服務(wù),微信掃一掃、微信公眾號、支付寶掃一掃、支付寶服務(wù)窗,充電方式多樣化,為車主用戶提供便捷、安全的充電服務(wù)。實現(xiàn)對動力電池快速、安全、合理的電量補給,能計時,計電度、計金額作為市民購電終端,同時為提高公共充電樁的效率和實用性。 | |
互聯(lián)網(wǎng)版智能交流樁 | AEV-AC007D | 額定功率7kW,單相三線制,防護等級IP65,具備防雷保護、過載保護、短路保護、漏電保護、智能監(jiān)測、智能計量、遠程升級,支持刷卡、掃碼、即插即用。通訊方:4G/wifi/藍牙支持刷卡,掃碼、免費充電可選配顯示屏 | |
互聯(lián)網(wǎng)版智能直流樁 | AEV-DC030D | 額定功率30kW,三相五線制,防護等級IP54,具備防雷保護、過載保護、短路保護、漏電保護、智能監(jiān)測、智能計量、恒流恒壓、電池保護、遠程升級,支持刷卡、掃碼、即插即用通訊方式:4G/以太網(wǎng) 支持刷卡,掃碼、免費充電 | |
互聯(lián)網(wǎng)版智能直流樁 | AEV-DC060S | 額定功率60kW,三相五線制,防護等級IP54,具備防雷保護、過載保護、短路保護、漏電保護、智能監(jiān)測、智能計量、恒流恒壓、電池保護、遠程升級,支持刷卡、掃碼、即插即用通訊方式:4G/以太網(wǎng) 支持刷卡,掃碼、免費充電 | |
互聯(lián)網(wǎng)版智能直流樁 | AEV-DC120S | 額定功率120kW,三相五線制,防護等級IP54,具備防雷保護、過載保護、短路保護、漏電保護、智能監(jiān)測、智能計量、恒流恒壓、電池保護、遠程升級,支持刷卡、掃碼、即插即用通訊方式:4G/以太網(wǎng) 支持刷卡,掃碼、免費充電 | |
10路電瓶車智能充電樁 | ACX10A系列 | 10路承載電流25A,單路輸出電流3A,單回路功率1000W,總功率5500W。充滿自停、斷電記憶、短路保護、過載保護、空載保護、故障回路識別、遠程升級、功率識別、獨立計量、告警上報。 ACX10A-TYHN:防護等級IP21,支持投幣、刷卡,掃碼、免費充電 ACX10A-TYN:防護等級IP21,支持投幣、刷卡,免費充電 ACX10A-YHW:防護等級IP65,支持刷卡,掃碼,免費充電 ACX10A-YHN:防護等級IP21,支持刷卡,掃碼,免費充電 ACX10A-YW:防護等級IP65,支持刷卡、免費充電 ACX10A-MW:防護等級IP65,僅支持免費充電 | |
2路智能插座 | ACX2A系列 | 2路承載電流20A,單路輸出電流10A,單回路功率2200W,總功率4400W。充滿自停、斷電記憶、短路保護、過載保護、空載保護、故障回路識別、遠程升級、功率識別,報警上報。 ACX2A-YHN:防護等級IP21,支持刷卡、掃碼充電 ACX2A-HN:防護等級IP21,支持掃碼充電 ACX2A-YN:防護等級IP21,支持刷卡充電 | |
20路電瓶車智能充電樁 | ACX20A系列 | 20路承載電流50A,單路輸出電流3A,單回路功率1000W,總功率11kW。充滿自停、斷電記憶、短路保護、過載保護、空載保護、故障回路識別、遠程升級、功率識別,報警上報。 ACX20A-YHN:防護等級IP21,支持刷卡,掃碼,免費充電 ACX20A-YN:防護等級IP21,支持刷卡,免費充電 | |
落地式電瓶車智能充電樁 | ACX10B系列 | 10路承載電流25A,單路輸出電流3A,單回路功率1000W,總功率5500W。充滿自停、斷電記憶、短路保護、過載保護、空載保護、故障回路識別、遠程升級、功率識別、獨立計量、告警上報。 ACX10B-YHW:戶外使用,落地式安裝,包含1臺主機及5根立柱,支持刷卡、掃碼充電,不帶廣告屏 ACX10B-YHW-LL:戶外使用,落地式安裝,包含1臺主機及5根立柱,支持刷卡、掃碼充電。液晶屏支持U盤本地投放圖片及視頻廣告 | |
智能邊緣計算網(wǎng)關(guān) | ANet-2E4SM | 4路RS485串口,光耦隔離,2路以太網(wǎng)接口,支持ModbusRtu、ModbusTCP、DL/T645-1997、DL/T645-2007、CJT188-2004、OPCUA、ModbusTCP(主、從)、104(主、從)、建筑能耗、SNMP、MQTT;(主模塊)輸入電源:DC12V~36V。支持4G擴展模塊,485擴展模塊。 | |
擴展模塊ANet-485 | M485模塊:4路光耦隔離RS485 | ||
擴展模塊ANet-M4G | M4G模塊:支持4G全網(wǎng)通 | ||
導(dǎo)軌式單相電表 | ADL200 | 單相電參量U、I、P、Q、S、PF、F測量,輸入電流:10(80)A; 電能精度:1級 支持Modbus和645協(xié)議 證書:MID/CE認(rèn)證 | |
導(dǎo)軌式電能計量表 | ADL400 | 三相電參量U、I、P、Q、S、PF、F測量,分相總有功電能,總正反向有功電能統(tǒng)計,總正反向無功電能統(tǒng)計;紅外通訊;電流規(guī)格:經(jīng)互感器接入3×1(6)A,直接接入3×10(80)A,有功電能精度0.5S級,無功電能精度2級 證書:MID/CE認(rèn)證 | |
無線計量儀表 | ADW300 | 三相電參量U、I、P、Q、S、PF、F測量,有功電能計量(正、反向)、四象限無功電能、總諧波含量、分次諧波含量(2~31次);A、B、C、N四路測溫;1路剩余電流測量;支持RS485/LoRa/2G/4G/NB;LCD顯示;有功電能精度:0.5S級(改造項目) 證書:CPA/CE認(rèn)證 | |
導(dǎo)軌式直流電表 | DJSF1352-RN | 直流電壓、電流、功率測量,正反向電能計量,復(fù)費率電能統(tǒng)計,SOE事件記錄:8位LCD顯示:紅外通訊:電壓輸入較大1000V,電流外接分流器接入(75mV)或霍爾元件接入(0-5V);電能精度1級,1路485通訊,1路直流電能計量AC/DC85-265V供電 證書:MID/CE認(rèn)證 | |
面板直流電表 | PZ72L-DE | 直流電壓、電流、功率測量,正反向電能計量:紅外通訊:電壓輸入較大1000V,電流外接分流器接入·(75mV)或霍爾元件接入(0-20mA0-5V);電能精度1級 證書:CE認(rèn)證 | |
電氣防火限流式保護器 | ASCP200-63D | 導(dǎo)軌式安裝,可實現(xiàn)短路限流滅弧保護、過載限流保護、內(nèi)部超溫限流保護、過欠壓保護、漏電監(jiān)測、線纜溫度監(jiān)測等功能;1路RS485通訊,1路NB或4G無線通訊(選配);額定電流為0~63A,額定電流菜單可設(shè)。 |
結(jié)束語
綜上所述,對于電動汽車的發(fā)展來說,需要面臨著充電樁充電技術(shù)方面的難題與挑戰(zhàn),因而,應(yīng)該做好對電動汽車充電樁的設(shè)計工作,使電動車充電樁交易服務(wù)系統(tǒng)與充電系統(tǒng)彼此能夠處于獨立的狀態(tài),借助高效的互聯(lián)網(wǎng)平臺,加快電動車充電樁充電技術(shù)發(fā)展的速度,實現(xiàn)電動車充電樁系統(tǒng)的集成,便于安裝充電樁。與此同時,在此過程當(dāng)中,形成電動車充電樁和用戶間全新的充電交易方式。在提高充電樁的標(biāo)準(zhǔn)化程度,確保電動車充電樁充電技術(shù)發(fā)展的穩(wěn)定性。并且,通過構(gòu)建統(tǒng)一化的結(jié)算形式,讓電動車充電樁的操控變得更加便利、安全,還進一步降低了電動汽車充電樁運作的經(jīng)濟成本。
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何煥耀.淺析如何解決電動汽車充電樁充電技術(shù)難題
安科瑞企業(yè)微電網(wǎng)設(shè)計與應(yīng)用手冊.2022.05版.
作者簡介
任運業(yè),男,安科瑞電氣股份有限公司。