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新能源電動汽車充電樁系統(tǒng)研究

發(fā)布時間: 2024-07-18  點擊次數(shù): 233次

摘要:控制系統(tǒng)的設(shè)計在新能源汽車充電樁結(jié)構(gòu)的優(yōu)化中扮演著關(guān)鍵角色。因此,本文綜合控制系統(tǒng)設(shè)計原理,著重研究充電樁控制系統(tǒng)的開發(fā)與應(yīng)用要點,涵蓋了線路結(jié)構(gòu)、安全管理等多個方面。通過明確系統(tǒng)的優(yōu)勢,旨在推動國內(nèi)汽車充電樁技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展。

關(guān)鍵詞:新能源汽車;充電樁系統(tǒng);探索

0引言

電力開發(fā)在當(dāng)代新能源行業(yè)應(yīng)用中具有重要地位,它滿足了社會對低成本資源和廣泛應(yīng)用的需求。特別是隨著國內(nèi)新能源汽車等技術(shù)的不斷推廣,持續(xù)性電力供應(yīng)系統(tǒng)的研究成為綜合資源利用的重要方向。

1 新能源汽車充電樁控制系統(tǒng)設(shè)計原理

1.1 充電管理與調(diào)度原理

充電樁的控制系統(tǒng)具備管理多個充電樁的能力,以根據(jù)不同車輛的需求合理分配充電資源。這涉及到一系列重要功能,包括實時監(jiān)測電池狀態(tài),識別連接的車輛,以及智能管理充電功率等。通過這些功能的協(xié)同作用,可以大程度地提高充電效率,確保車輛能夠在短的時間內(nèi)獲得所需的電能,同時避免過度負(fù)載和資源浪費。這種智能化的控制系統(tǒng)為新能源汽車的普及和可持續(xù)發(fā)展提供了堅實的支持[1]。

1.2 通信與數(shù)據(jù)交換原理

控制系統(tǒng)通過通信網(wǎng)絡(luò)與充電樁和車輛進(jìn)行實時數(shù)據(jù)交換。通常采用互聯(lián)網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)技術(shù),以及標(biāo)準(zhǔn)通信協(xié)議來實現(xiàn)充電樁與控制系統(tǒng)之間的高效通信。這種通信架構(gòu)支持遠(yuǎn)程監(jiān)控,實時數(shù)據(jù)采集和快速故障診斷。通過遠(yuǎn)程監(jiān)控,運(yùn)營商能夠?qū)崟r監(jiān)測充電樁狀態(tài)、電池充電情況等信息,為運(yùn)維提供及時反饋和決策支持。同時,數(shù)據(jù)采集還有助于分析充電行為和需求趨勢,為優(yōu)化充電服務(wù)提供寶貴數(shù)據(jù)支持。這種通信技術(shù)的應(yīng)用,提高了充電樁的管理效率和可靠性。

1.3 電能管理原理

電能管理在充電樁的運(yùn)行中扮演著至關(guān)重要的角色,旨在確保充電過程的安全性和高效性??刂葡到y(tǒng)具備智能調(diào)節(jié)電流和電壓的能力,以滿足各種不同車型和電池類型的充電需求。通過實時監(jiān)測電池狀態(tài)和溫度,系統(tǒng)可以動態(tài)調(diào)整電能輸出,防止過載、電池過熱或其他潛在問題的發(fā)生。這種的電能管理不僅有助于延長電池壽命,還提高了充電效率,減少了能源浪費,推動了新能源汽車的普及和發(fā)展。因此,電能管理在充電樁控制系統(tǒng)中的作用不可忽視。

1.4 安全管理原理

安全管理原理在充電樁控制系統(tǒng)中具有極其重要的地位。系統(tǒng)不斷監(jiān)測電池和設(shè)備的狀態(tài),以確保充電過程中不會出現(xiàn)電池泄漏、過壓、過流或其他異常情況,從而保障用戶和設(shè)備的安全。此外,為了杜絕潛在風(fēng)險,實施嚴(yán)格的用戶身份驗證和訪問控制,以防止未經(jīng)授權(quán)的人員或設(shè)備對充電樁進(jìn)行操作。這種全面的安全管理原則不僅有助于防范潛在危險,還增強(qiáng)了用戶的信任感,促進(jìn)了新能源汽車的廣泛應(yīng)用。因此,安全管理在充電樁控制系統(tǒng)設(shè)計中扮演著的角色

1.5 用戶界面原理

用戶界面原理在充電樁控制系統(tǒng)中發(fā)揮著關(guān)鍵作用。為了確保用戶操作的便捷性,系統(tǒng)通常配備了直觀的用戶界面,如觸摸屏、手機(jī)應(yīng)用或網(wǎng)頁。通過這些界面,用戶可以輕松選擇不同的充電模式,實時查看充電進(jìn)度,以及便捷地進(jìn)行付款等操作。這種用戶友好的設(shè)計不僅提升了充電服務(wù)的便捷性,還增強(qiáng)了用戶體驗,促進(jìn)了新能源汽車的普及和使用。因此,用戶界面原理是為了滿足用戶需求和提高充電服務(wù)的可用性的組成部分。

1.6 智能調(diào)度原理

智能調(diào)度原理在充電樁控制系統(tǒng)中扮演著重要角色,旨在優(yōu)化充電樁的使用率,從而降低充電站的擁堵和高峰期的充電需求。智能調(diào)度的實現(xiàn)需要考慮多種因素,包括電價、充電站的容量、用戶需求等。通過綜合考慮這些因素,系統(tǒng)可以自動調(diào)整充電樁的使用計劃,以大程度地提高充電資源的利用效率,同時降低電力成本。這不僅有助于平衡電網(wǎng)負(fù)荷,還改善了用戶充電體驗,促進(jìn)了新能源汽車的可持續(xù)發(fā)展。因此,智能調(diào)度原理在充電樁控制系統(tǒng)中的應(yīng)用具有重要意義。

2 新能源汽車充電樁控制系統(tǒng)設(shè)計與應(yīng)用

2.1 汽車充電樁線路控制

首先,汽車充電樁線路控制是充電樁系統(tǒng)中的核心要素之一。它直接涉及到電能傳輸?shù)陌踩院托省>€路控制的首要任務(wù)是電能管理,確保充電過程中電流和電壓的穩(wěn)定和可控。這包括實時監(jiān)測電池的狀態(tài),根據(jù)不同車型和電池類型的需求調(diào)整充電功率,以大程度地提高充電效率。其次,線路控制需要選用合適的線纜和連接器,以減小電阻和能量損失,從而確保電能的高效傳輸。后,線路控制系統(tǒng)還需要具備故障檢測功能,及時發(fā)現(xiàn)并報警任何可能影響充電安全的線路或連接問題??傊嚦潆姌毒€路控制是為了提供高效、可靠和安全的充電體驗的關(guān)鍵要素。

2.2 汽車充電樁檢測控制

首先,汽車充電樁檢測控制是保障充電過程的安全性和有效性的重要環(huán)節(jié)。其首要任務(wù)是對電池狀態(tài)進(jìn)行實時監(jiān)測和診斷。通過監(jiān)測電池的電壓、電流、溫度等參數(shù),檢測控制系統(tǒng)可以判斷電池的健康狀況,確保充電過程中不會出現(xiàn)過充、過放等問題,從而延長電池壽命。其次,檢測控制系統(tǒng)需要實現(xiàn)對車輛和電池的身份識別,以確保只有授權(quán)車輛可以使用充電樁,提高充電站的安全性。后,該系統(tǒng)還應(yīng)具備故障診斷和報警功能,及時發(fā)現(xiàn)并通知維護(hù)人員處理任何可能的設(shè)備故障或異常情況,確保充電過程的穩(wěn)定性和可靠性。綜合而言,汽車充電樁檢測控制是為了提供安全、高效和可靠的充電服務(wù)而至關(guān)重要的組成部分。

2.3 汽車充電樁程序控制

首先,汽車充電樁的程序控制是確保充電過程順利進(jìn)行的核心要素。該控制系統(tǒng)首要任務(wù)是管理充電流程的啟動和結(jié)束,以確保充電會在正確的時間開始,并在達(dá)到設(shè)定目標(biāo)后自動停止。這涉及到充電樁與車輛之間的通信和協(xié)調(diào),確保電流和電壓的適當(dāng)調(diào)整,以滿足電池的充電需求。其次,程序控制系統(tǒng)需要支持多種充電接口和標(biāo)準(zhǔn),以適應(yīng)不同類型的新能源汽車。后,該系統(tǒng)還應(yīng)具備遠(yuǎn)程監(jiān)控和追蹤功能,允許運(yùn)營商遠(yuǎn)程管理充電樁的狀態(tài),進(jìn)行故障診斷和維護(hù),以提高充電服務(wù)的可用性和便捷性。綜合而言,汽車充電樁的程序控制是為了實現(xiàn)充電的智能化、標(biāo)準(zhǔn)化和便捷化的部分[3]。

2.4 汽車充電樁安全控制

充電樁的程序控制在新能源汽車充電系統(tǒng)中發(fā)揮著關(guān)鍵作用。首先,它確保了充電過程的安全和可控。通過程序控制,充電樁可以實現(xiàn)對電流和電壓的準(zhǔn)確調(diào)節(jié),以滿足不同電池類型和充電需求。充電過程的啟動和停止也可以控制,確保充電的順利進(jìn)行,同時避免了過充或過放等危險情況。其次,程序控制系統(tǒng)需要支持多種充電接口和標(biāo)準(zhǔn)。隨著不同類型的新能源汽車興起,充電接口和充電標(biāo)準(zhǔn)也各異。因此,控制系統(tǒng)具備兼容性,能夠適應(yīng)各種充電需求,無論是快充、慢充還是超級充電站。后,遠(yuǎn)程監(jiān)控和追蹤功能是程序控制系統(tǒng)的重要組成部分。這些功能允許運(yùn)營商遠(yuǎn)程監(jiān)控充電樁的狀態(tài),包括是否正常運(yùn)行、是否發(fā)生故障等。遠(yuǎn)程診斷和維護(hù)也可以通過程序控制實現(xiàn),以提高充電服務(wù)的可用性和便捷性,減少了故障維修的停機(jī)時間。

3安科瑞充電樁收費運(yùn)營云平臺

3.1概述

AcrelCloud-9000安科瑞充電柱收費運(yùn)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(yùn)行狀態(tài),進(jìn)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(xì)查詢等。同時對充電機(jī)過溫保護(hù)、漏電、充電機(jī)輸入/輸出過壓,欠壓,絕緣低各類故障進(jìn)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)

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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(jìn)行電能計量和保護(hù)。

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(yùn)維人員提供運(yùn)維APP,充電用戶提供充電小程序。

4安科瑞充電樁云平臺系統(tǒng)功能

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(jìn)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。

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4.2實時監(jiān)控

實時監(jiān)視充電設(shè)施運(yùn)行狀況,主要包括充電樁運(yùn)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。31fbf12fadabfb4c214a4868890ecc3

4.3交易管理

平臺管理人員可管理充電用戶賬戶,對其進(jìn)行賬戶進(jìn)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(xì)信息。

bcd62a559c3eb5a5c417ce929f0d9d04.4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(jìn)行派發(fā)處理,同時運(yùn)維人員可通過運(yùn)維APP收取故障推送,運(yùn)維人員在運(yùn)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。

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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。

ee6c7c8e4fff9015f6d0b127522b8a24.6基礎(chǔ)數(shù)據(jù)管理

在系統(tǒng)平臺建立運(yùn)營商戶,運(yùn)營商可建立和管理其運(yùn)營所需站點和充電設(shè)施,維護(hù)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。31e1269de39889ce8e4ef7d3a9c1e2c

4.7運(yùn)維APP

面向運(yùn)維人員使用,可以對站點和充電樁進(jìn)行管理、能夠進(jìn)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(jìn)行遠(yuǎn)程參數(shù)設(shè)置,同時可接收故障推送。

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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。

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結(jié)語

綜合以上論述,新能源汽車充電樁控制系統(tǒng)的設(shè)計是優(yōu)化和調(diào)節(jié)社會能源供應(yīng)體系的理論總結(jié)。在此基礎(chǔ)上,本文通過探討汽車充電樁的線路控制、檢測控制、程序控制以及安全控制等方面,分析了新能源汽車充電樁控制系統(tǒng)的實施方式。因此,本研究成果有望為推廣綠色發(fā)展理念提供新的思路和方法。

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[5]安科瑞企業(yè)微電網(wǎng)設(shè)計與應(yīng)用手冊.2023.13版.

作者簡介

陳德信,男,安科瑞電氣股份有限公司,從事電氣相關(guān)物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)研發(fā)工作;:2881454557@qq.com;手機(jī):13611994373;QQ:2881454557


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