胡冠楠

安科瑞電氣股份有限公司 上海嘉定

摘要：對于電動汽車來說，主要是借助電力作為能源，有著多方面的優點。但是也存在著一定的問題，尤其在續航能力上相對較差。因此，在實際工作中要正確利用現代科學技術，讓電動汽車實現智能充電。在研究中所涉及到的技術也相對較多，在這一背景的影響下，電動汽車智能充電樁中的軟件設計與硬件結構得到了發展。本文針對電動汽車智能充電樁管理方案進行了簡要闡述，并提出幾點個人看法，僅供參考。

關鍵詞：電動汽車；智能充電樁；管理方案

1. 前言

常規的汽車所采用的動力能源主要以化石燃料為主，且在這種燃料的影響下，不僅會造成環境上的污染，同時受到化石能源稀缺的影響，使得資源的儲備量上也在逐漸減少。因此，越來越多的人開始將目光放在了電動汽車的生產與研宄上。為了實現節能減排的目標，改善地球中的環境，電動汽車的發展己經成為了必然。

二、電動汽車中充電方法與建設充電樁監控系統的重要性

雖然人們對電動汽車投入了較大的關注度，但是受到其續航能力的影響，還是要做好研究與分析工作。加之在不便于充電等因素的影響下，使得電動汽車的使用范圍受到了限制。就目前來說，電動汽車動力的來源上主要是從蓄電池上得到的，如果電壓相對較低，就需要進行充電，否則就會直接影響到汽車的性能以及速度等方面。現如今充電的方法逐漸增多，如交流充電、電池組快速更換以及直流快速充電等。在電動汽車中電池的重量與體積相對較大的，其重要性也不言而喻，因此，電動汽車智能充電樁受到了人們的關注。在智能充電樁的影響下，可以從電池的電量上出發，對電池進行維護，也便于用戶進行操作，從而解決了電動汽車隨時充電的問題。

（一）充電方式

第一，交流充電。對于交流充電來說，常常是采用了220V或是380V的交流電源，且在充電的過程中，還會對電流實現整流與濾波，從而保護了電動汽車中的電源，實現了充電的目標。但是對于這種充電方法來說，需要的時間相對較長，所以主要是適用于小型的電動汽車以及混合式的電力汽車。第二，直流充電。在這種充電方法中就是借助直流電源來對電動汽車中的蓄電池進行充電的，并不需要對車載裝置等進行調節，這樣也就減輕了汽車自身的重量。因此，在采取這一充電方法的過程中就可以運用于大型的電動汽車充電上。主要是因為這種充電方法有著功率大與充電效率高的特點。第三，更換電池組。在這種方法中要準備出兩組電池，一組電池為電動汽車提供動力，另一組進行地面直流充電。當所使用的蓄電池電力出現不足時，就可以將這一蓄電池替換為另一組，以此來縮短充電的時間。但是對于這種方法來說，需要建造出相應的電池更換站，同時也需要更多的人員來參與到電池更換維護中去。所以也就需要投入較大的成本，也降低了智能化的發展。第四，非接觸式充電。對于這種方法來說，在電動汽車充電中并不多見，主要是因為需要特定的電氣元件，同時還要保證與汽車實現即時接觸，這樣才能確保在汽車行駛的過程中也可以進行隨時充電。但是受到技術以及資金等方面的影響，這種充電方法并沒有得到推廣。

（二）必要性

目前電動汽車在充電方式上主要是采用了直流與交流兩種，所以不論是哪一種方法，都需要建設充電樁。所以為了確保實現充電智能化，充電樁的監控系統也要隨之建設。雖然現階段電動汽車上存在著一定的問題，但是在社會與科學技術的快速發展下，電動汽車具備了噪音小污染小等特點，所以也受到了人們的廣泛關注。因此，在實際工作中要做好充電系統的建設工作，雖然這一項工作存在著一定的復雜性，但是也是十分必要的。在電動汽車的快速發展中，所采用的蓄電池往往是鋰離子電池，且這種電池在充電中有著較為嚴格的要求，如果不能做好智能充電樁的管理工作，很容易對鋰電池產生出較大的影響，嚴重的還會威脅到人們的人身安全。

三、電動汽車充電樁監控系統

（一）可行模式

第一，建立交流充電樁，在停車場中就可以進行交流式充電樁的建設工作，且在實際工作中還要保證其電壓在220V或是380V，主要是因為這兩種電壓的適用范圍相對較為廣泛。借助這些交流充電樁可以對小型的電動車或是換位清潔車等進行充電。且這一充電樁的優勢就是可以實現夜間充電。第二，建立直流充電樁。對于這種充電樁來說，往往適用于大型或是公交車聚集相對較多的場合中。在直流充電樁的影響下，可以實現快速充電。主要是因為這種充電樁中具備了較大的功率，但是對電網的運行上卻會產生相應的影響。因此，在直流充電樁建設的過程中，要做好電網的保護工作，以此來提高使用的效果。

（二）主要功能

第一，APP或IC卡識別。在實際工作中就需要借助識別APP或IC卡來激活充電樁，從而實現計費上的功能。第二，在對蓄電池進行充電的過程中，就可以對蓄電池中的電壓以及電流等方面進行保護，同時也可以進行有效的檢測。第三，在充電的過程中也可以對充電時的狀態以及電壓等方面進行實時監控。第四，在充電的過程中也可以對電池實現智能化的保護，從而延長電池的使用壽命。

四、充電樁智能監控系統上的設計

(一)硬件

對于充電樁來說，其電源主要是380V交流網電源，所以通過對進行整流與濾波，也可以將其轉變為直流電源，從而對電動汽車進行充電。想要進行充電，還要借助APP或IC卡進行激活，且這一模塊上的設計可以幫助用戶激活充電樁。在APP云端或讀卡器中也可以對用戶的信息進行識別，從而現實出相應的信息以及余額等。在狀態現實模塊中則可以將充電信息顯示出來。在硬件系統中主要包含了中央主控制板以及顯示屏等設備。所以在建設充電樁時要做好樁體材料上選擇工作，綜合好防潮與防水的性能。同時還要保證材料自身的防水效果，這樣才能在潮濕雨水天氣時也可以正常對電動汽車進行充電。

1. 軟件構成

在對電動汽車進行充電時，只需要對電動汽車上的充電插口進行連接，從而將充電樁與汽車連接在一起，借助APP或讀卡器來對用戶進行識別，從而可以激活充電樁。當充電插口與充電手柄沒有連接在一起，那么就會及時對用戶進行提示與報警。在識別完用戶身份以后，用戶就可以對充電的時間進行選擇，明確充電模式。如果充電模式檢測不正常，也會對用戶進行提醒與報警。在充電樁中也包含了一些會顯示給用戶的充電模式選擇建議，且如果所選擇的充電模式是正確的，那么充電樁就會正常的進行工作。在利用充電樁與電動汽車進行充電的過程中，充電樁也會顯示出用戶在信息以及余額等，幫助用戶明確充電結束的時間。在充電結束后，充電樁也會及時提醒用戶，在APP或℃卡上也會停止計費，并將票據等打印出來，在用戶與車輛離開后，充電樁就會啟動自動鎖定，直到下一個用戶對充電樁進行激活。可以說上述環節都是智能充電樁的正常使用方法，所以用戶要掌握好這一內容，這樣才能更好的對車輛進行充電。

五、安科瑞充電樁收費運營云平臺

5.1概述

AcrelCloud-9000安科瑞充電樁收費運營云平臺系統通過物聯網技術對接入系統的汽車充電站、電動自行車充電站以及各個充電樁進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，資源管理、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、云閃付掃碼充電。

5.2應用場合

適用于住宅小區等物業環境、各類企事業單位、醫院、景區、學校、園區等公建、公共停車場、公路充電站、公交樞紐、購物中心、商業綜合體、商業廣場、地下停車場、高速服務區、公寓寫字樓等場合。

5.3系統結構

現場設備層：連接于網絡中的各類傳感器，包括多功能電力儀表、汽車充電樁、電瓶車充電樁、電能質量分析儀表、電氣火災探測器、限流式保護器、煙霧傳感器、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、網絡交換機等設備。智能網關主動采集現場設備層設備的數據，并可進行規約轉換，數據存儲，并通過網絡把數據上傳至搭建好的數據庫服務器，智能網關可在網絡故障時將數據存儲在本地，待網絡恢復時從中斷的位置繼續上傳數據，保證服務器端數據不丟失。

平臺管理層：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系統運行狀態、充電樁的工作狀態、充電過程及人員行為，并完成微信、支付寶在線支付等應用。

5.4平臺功能描述

5.4.1充電服務

充電設施搜索，充電設施查看，地圖尋址，在線自助支付充電，充電結算，導航等。

5.4.2首頁總覽

總覽當日、當月開戶數、充值金額、充電金額、充電度數、充電次數、充電時長，累計的開戶數、充值金額、充電金額、充電度數、充電次數、充電時長，以及相應的環比增長和同比增長以及樁、站分布地圖導航、本月充電統計。

5.4.3交易結算

充電價格策略管理，預收費管理，賬單管理，營收和財務相關報表。

5.4.4故障管理

故障管理故障記錄查詢、故障處理、故障確認、故障分析等管理項，為用戶管理故障和查詢提供方便。

5.4.5統計分析

統計分析支持運營趨勢分析、收益統計，方便用戶以曲線、能耗分析等分析工具，瀏覽樁的充電運營態勢。

5.4.6運營報告

按用戶周期分析汽車、電瓶車充電站、樁運行、交易、充值、充電及報警、故障情況，形成分析報告。

5.4.7APP、小程序移動端支持

通過模糊搜索和地圖搜索的功能，可查詢可用的電樁和電站等詳細信息。掃碼充電，在線支付:掃描充電樁二維碼，完成支付，微信支付完成后，即可進行充電

5.4.8資源管理

充電站檔案管理，充電樁檔案管理，用戶檔案管理，充電樁運行監測，充電樁異常交易監測。

5.5選型配置

六、結語

綜上所述可以看出，電動汽車中智能充電樁主要包含了直流充電樁以及交流充電樁。尤其是對于交流充電樁來說，要在整流與濾波的基礎上來轉變為直流電源，從而被相應的用戶采用，但是這種充電方法的充電效率還是相對較高的。因此，為了保證蓄電池的充電時間充足，較大限度的延長使用的壽命，要及時做好電動汽車智能充電樁的管理工作，從開始到后面的結束，都要實現智能化的管理，盡可能的減少人員上的投入，積極推廣電動汽車，保護好生態環境。

參考文獻

[1]王旭,齊向東.電動汽車智能充電樁的設計與研究引.機電工程，2014,（03）:393-396.

[2]孟樣軍,梁濤,王興光等.電動汽車智能充電樁的設計與實現信息技術與信息化，2011,（06）:58-61．

[3]劉朝輝.電動汽車智能充電樁的設計與應用，電子技術與軟件工程2017,（03）：248-24.

[4]安科瑞企業微電網設計與應用手冊.2020.06.