淺析電動汽車智能充電樁的設(shè)計(jì)要求及相關(guān)技術(shù)探索

時(shí)間：2022-06-27作者：安科瑞電氣股份有限公司瀏覽：129

摘要：完善電動汽車充電設(shè)施，常見的是充電樁。設(shè)計(jì)效率高、可靠的電動汽車智能充電樁，對保證電動汽車的安全運(yùn)行有著非常重要的意義。因此，詳細(xì)探討了電動汽車智能充電樁的設(shè)計(jì)要求和相關(guān)技術(shù)。

關(guān)鍵詞：電動汽車；智能充電樁；設(shè)計(jì)要求；技術(shù)

引言

汽車事業(yè)的發(fā)展體現(xiàn)了現(xiàn)代化社會發(fā)展的趨勢，隨著汽車數(shù)量的快速增長和石化材料的大量應(yīng)用，我國能源事業(yè)和環(huán)境發(fā)展面臨著嚴(yán)峻挑戰(zhàn)。新型電動汽車的出現(xiàn)正好解決了這一問題，在一定意義上實(shí)現(xiàn)了零排放。我國電動汽車起步較晚，但是其發(fā)展速度較快。尤其在研發(fā)方面，一些小型電動車已**了較好的成果，發(fā)展前景較好。在電動汽車的充電樁設(shè)計(jì)上，還要對其進(jìn)行較加深入的研究，提高電動汽車智能充電樁的環(huán)境適應(yīng)性，保證其供電穩(wěn)定性。

一、電動汽車智能充電樁的設(shè)計(jì)要求

我國土地遼闊，各個(gè)區(qū)域的自然環(huán)境也存在著較大差異，并且電動汽車智能充電樁經(jīng)常工作在電磁較高的環(huán)境下，這些也都對電動汽車智能充電樁的設(shè)計(jì)提出了較高要求。要求電動汽車智能充電樁不但要經(jīng)受較端天氣的考驗(yàn)，還要具備較強(qiáng)的抗電磁干擾能力。

1、合天氣變化的考驗(yàn)

隨著**氣候不斷的變暖，我國自然環(huán)境受到了較大的威脅，惡劣天氣事件出現(xiàn)的頻率越來越高。不但影響了工業(yè)行業(yè)的發(fā)展，而且對地區(qū)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展造成了一定影響。對于電動汽車智能充電樁來說，外部結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性和封閉性對電動汽車使用的安全性均具有非常重要的作用。例如，電動汽車智能充電樁的封閉性不佳，會導(dǎo)致水珠、雨雪等進(jìn)入到充電樁內(nèi)，造成電動汽車智能充電樁內(nèi)部電路出現(xiàn)短路、系統(tǒng)故障等。因此，設(shè)計(jì)電動汽車智能充電樁時(shí)，要充分保證其外部結(jié)構(gòu)的封閉性和穩(wěn)定性。另外，為了使電動汽車智能充電樁結(jié)構(gòu)內(nèi)部元器件產(chǎn)生的熱量及時(shí)散發(fā)出去，還要保證其內(nèi)部空氣的流動性。

2、具備抗電磁干擾能力

電動汽車智能充電樁所處的電磁環(huán)境，是由外界一些電磁感應(yīng)信號對自身充電樁信號接收和輸出情況造成干擾的環(huán)境。隨著通信技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的不斷發(fā)展，電磁干擾的情況也越來越頻繁。對于一些電磁干擾較強(qiáng)的環(huán)境中，為了保證電動汽車智能充電樁的正常運(yùn)行，在設(shè)計(jì)上要考慮到電氣線路的布局，將外界電磁信號對自身的干擾降到較低，進(jìn)而將電磁干擾所造成的不良影響降到較低。

二、電動汽車智能充電樁 APP 客戶端設(shè)計(jì)

近年來，隨著智能手機(jī)的普及，APP 客戶端軟件在人們?nèi)粘Ｉ钪械玫搅藦V泛應(yīng)用。在對電動汽車智能充電樁 APP 客戶端的設(shè)計(jì)中，根據(jù)用戶手機(jī)操作系統(tǒng)的不同分別設(shè)計(jì)了 iOSV7.0.0 版本和 Android V2.3.3版本的 APP 客戶端軟件，均為 C/S 體系結(jié)構(gòu)，具有強(qiáng)大的擴(kuò)展能力和靈活性。

1、視圖層

視圖層是 APP 客戶端與用戶交互的界面，在了解用戶需求的情況下，可通過調(diào)用業(yè)務(wù)邏輯層的接口對用戶需求進(jìn)行邏輯處理，并將處理結(jié)果展現(xiàn)給客戶。包括地圖顯示、支付結(jié)算、車輛狀態(tài)顯示、電池電量狀態(tài)顯示、控制界面以及查詢界面等。

2、業(yè)務(wù)邏輯層

需要及時(shí)完成用戶在業(yè)務(wù)上的邏輯需求，包括對服務(wù)器數(shù)據(jù)的請求、對本地?cái)?shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)讀取等。

3、業(yè)務(wù)實(shí)體層

業(yè)務(wù)實(shí)體層包括各個(gè)不同的業(yè)物實(shí)體、對網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器的數(shù)據(jù)請求、對本地?cái)?shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)解析、對網(wǎng)絡(luò)平臺服務(wù)器數(shù)據(jù)請求和數(shù)據(jù)解析以及對網(wǎng)絡(luò)平臺數(shù)據(jù)庫的維護(hù)等。APP 客戶端軟件在設(shè)計(jì)思維上，是根

據(jù)用戶選擇的功能對相應(yīng)業(yè)務(wù)邏輯層對應(yīng)的模塊進(jìn)行調(diào)用。而在此過程中，業(yè)務(wù)流程的組織工作全部由業(yè)務(wù)邏輯層完成，還調(diào)用了業(yè)務(wù)實(shí)體層模塊。通過網(wǎng)關(guān)服務(wù)器的接口，可完成與網(wǎng)關(guān)服務(wù)器之間的信息交換。

三、安科瑞充電樁運(yùn)營管理平臺

1、系統(tǒng)架構(gòu)

安科瑞Acrelcloud-充電樁收費(fèi)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)的充電樁站點(diǎn)和各個(gè)充電樁進(jìn)行不間斷地?cái)?shù)據(jù)采集和監(jiān)控，同時(shí)對各類故障如充電機(jī)過溫保護(hù)、充電機(jī)輸入輸出過壓、欠壓、絕緣檢測故障等一系列故障進(jìn)行預(yù)警；用戶通過微信小程序掃描二維碼，進(jìn)行支付后，系統(tǒng)發(fā)起充電請求，控制二維碼對應(yīng)的充電樁完成電動汽車的充電過程。

充電樁可選配WIFI模塊或GPRS模塊接入互聯(lián)網(wǎng)，配合加密技術(shù)和秘鑰分發(fā)技術(shù)，基于TCP/IP的數(shù)據(jù)交互協(xié)議，與云端進(jìn)行直連。云平臺包含了充電收費(fèi)和充電樁運(yùn)營的所有功能，具體功能如下：

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(yùn)行監(jiān)測，充電樁異常交易監(jiān)測。

交易結(jié)算：充電價(jià)格策略管理，預(yù)收費(fèi)管理，賬單管理，營收和財(cái)務(wù)相關(guān)報(bào)表

用戶管理：用戶注冊，用戶登錄，用戶帳戶管理，消息管理

充電服務(wù)：充電設(shè)施搜索，充電設(shè)施查看，地圖尋址，在線自助支付充電，充電結(jié)算，導(dǎo)航等

微信小程序：掃碼充電，賬單支付等功能

數(shù)據(jù)服務(wù)：數(shù)據(jù)采集，短信提醒，數(shù)據(jù)存儲和解析

變壓器監(jiān)控：監(jiān)控充電站變壓器負(fù)荷，每個(gè)充電站配備一塊ARCM300T無線表，**負(fù)荷時(shí)系統(tǒng)自動對充電樁的進(jìn)行調(diào)度管理，即當(dāng)負(fù)荷**過百分之五十時(shí)，系統(tǒng)會限制新增開始充電的充電樁的功率，降為百分之五十，當(dāng)變壓器負(fù)荷**過百分之八十時(shí)，系統(tǒng)將不允許新增充電樁開始充電，直到負(fù)荷下降為止。

四、安科瑞限流式保護(hù)器的介紹與選型

1、限流式保護(hù)器的設(shè)計(jì)

電氣*限流式保護(hù)器可有效克服傳統(tǒng)斷路器、空氣開關(guān)和監(jiān)控設(shè)備存在的短路電流大、切斷短路電流時(shí)間長、短路時(shí)產(chǎn)生的電弧火花大，以及使用壽命短等當(dāng)弊端，發(fā)生短路故障時(shí)，能以微秒級速度快速限制短路電流以實(shí)現(xiàn)滅弧保護(hù)，從而能顯著減少電氣火災(zāi)事故，**使用場所人員和財(cái)產(chǎn)的安全。

安科瑞ASCP200-1電氣*限流式保護(hù)器的主要元件是固態(tài)開關(guān)，不同于傳統(tǒng)家用的空氣開關(guān)（微斷）。我們知道，傳統(tǒng)空氣開關(guān)的斷開是一種機(jī)械運(yùn)動過程，分?jǐn)鄷r(shí)間需要幾十毫秒(一般30～50ms)，帶負(fù)載斷開時(shí)通常伴隨有電弧的產(chǎn)生。而固態(tài)開關(guān)的斷開則是依靠半導(dǎo)體內(nèi)部的載流子運(yùn)動實(shí)現(xiàn)，分?jǐn)鄷r(shí)間微秒級，速度快，無電弧產(chǎn)生。

如圖1所示，當(dāng)發(fā)生短路故障時(shí)，傳統(tǒng)空氣開關(guān)在電流升至C點(diǎn)時(shí)才能動作，且無法瞬時(shí)切斷電流，而固態(tài)開關(guān)則可以在電流升至B點(diǎn)時(shí)即瞬間切斷短路電流。

圖1短路故障前后電流與時(shí)間關(guān)系圖

從流過電阻的電流熱量公式Q=I2Rt，可以很*看出，傳統(tǒng)空氣開關(guān)與固態(tài)開關(guān)在短路時(shí)所釋放的能量差別可以達(dá)到數(shù)千倍之多。因此當(dāng)裝配限流式保護(hù)器的回路發(fā)生短路故障時(shí)，就可以避免電弧的產(chǎn)生，從而有效降低了電氣火災(zāi)。




2、ASCP200-1功能特點(diǎn)

ASCP200-1型電氣*限流式保護(hù)器是單相限流式保護(hù)器，較大額定電流為63A。主要功能如下：

A）短路保護(hù)功能，線路發(fā)生短路故障時(shí)，能在150微秒內(nèi)實(shí)現(xiàn)快速限流保護(hù)；

B）過載保護(hù)功能，線路持續(xù)過載時(shí)，保護(hù)器限流保護(hù)；

C）表內(nèi)**溫保護(hù)功能，保護(hù)器內(nèi)部器件工作溫度過高時(shí)，保護(hù)器限流保護(hù)；

D）過/欠壓保護(hù)功能，線路欠壓或過壓時(shí)，保護(hù)器告警或限流保護(hù)（可設(shè)）；

E）電纜溫度監(jiān)測功能，被測線纜溫度**過報(bào)警設(shè)定值時(shí)，保護(hù)器告警或限流保護(hù)（可設(shè)）；

F）漏電流監(jiān)測功能，線路漏電**過報(bào)警設(shè)定值時(shí)，保護(hù)器告警或限流保護(hù)（可設(shè)）；

G）通訊功能，保護(hù)器配置1路RS485接口，1路2G無線通訊，可以將數(shù)據(jù)發(fā)送到安科瑞Acrel-6000安全云平臺，或第三方監(jiān)控軟件或平臺，從而實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)控。

3、ASCP200-1技術(shù)參數(shù)

4、應(yīng)用方案圖示

ASCP200-1型電氣*限流式保護(hù)器建議安裝在入戶開關(guān)下端，額定電流值根據(jù)入戶開關(guān)的具體規(guī)格進(jìn)行設(shè)置，典型應(yīng)用示意圖如圖2所示：

圖2ASCP200-1家用*解決方案安裝示意圖

5、使用注意事項(xiàng)

在選用限流式保護(hù)器時(shí)，限流式保護(hù)器的設(shè)定的額定電流應(yīng)該與其前上級的斷路器的額定電流保持一致。例如，當(dāng)限流式保護(hù)器輸入端斷路器的額定電流為32A時(shí)，應(yīng)將限流式保護(hù)器的額定電流設(shè)置為32A。為**限流式保護(hù)器的正常使用，嚴(yán)禁將其使用于與其**斷路器的額定電流不匹配的配電線路中。

ASCP200系列采用限流式保護(hù)器采用壁掛式安裝，可以掛墻安裝，也可以安裝在箱體內(nèi)，應(yīng)確保安裝場所無滴水、腐蝕性化學(xué)氣體和沉淀物質(zhì)，并注意環(huán)境溫度和通風(fēng)散熱。

為確保可靠連接，接線時(shí)應(yīng)按接線圖進(jìn)行，同時(shí)為了防止接頭處接觸電阻過大而導(dǎo)致局部過熱，也避免因接觸不良而導(dǎo)致保護(hù)器工作不正常，線頭應(yīng)采用合適大小的U形冷壓頭壓接后，再插入保護(hù)器相應(yīng)端子上并將螺釘擰緊壓實(shí)。

保護(hù)器內(nèi)部帶有交流電，嚴(yán)禁非專業(yè)人士擅自打開產(chǎn)品外殼。保護(hù)器在使用期間，若被保護(hù)線路發(fā)生短路或過載故障而被限流保護(hù)時(shí)，保護(hù)器仍處于帶電狀態(tài)，不允許隨意碰觸用電線路的金屬部分。待檢查線路，并排除故障后，長按保護(hù)器的復(fù)位按鍵約2秒鐘，使保護(hù)器恢復(fù)正常運(yùn)行時(shí)。

當(dāng)保護(hù)器因**溫而發(fā)生限流保護(hù)時(shí)，則可能是因?yàn)樨?fù)載電流過大，環(huán)境溫度過高或通風(fēng)散熱不良等原因?qū)е?，可通過加強(qiáng)通風(fēng)等措施，等保護(hù)器溫度降下來后，再長按復(fù)位鍵，使保護(hù)器復(fù)位，恢復(fù)正常運(yùn)行。

五、結(jié)束語




電動汽車智能充電樁的設(shè)計(jì)與技術(shù)應(yīng)用是促進(jìn)國家電動汽車發(fā)展的重要因素。隨著我國電動汽車智能充電樁設(shè)備設(shè)施的不斷建設(shè)和完善，我國在電動汽車智能充電樁方面的設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)有了一定積累，水平也有了很大提升。但是，在對電動汽車智能充電樁設(shè)計(jì)的發(fā)展和完善方面還有很長的路程要走。因此，設(shè)計(jì)人員要進(jìn)一步加強(qiáng)對電動汽車智能充電樁的研究和創(chuàng)新工作，提高電動汽車智能充電樁的設(shè)計(jì)技術(shù)水平，促進(jìn)我國電動汽車智能充電樁設(shè)計(jì)技術(shù)的快速發(fā)展。

參考文獻(xiàn)

[1] 杜婕.電動汽車智能充電樁的設(shè)計(jì)要求及相關(guān)技術(shù)探索.

[2] 郝常秀.基于云平臺的電動汽車智能充電系統(tǒng)設(shè)計(jì)與應(yīng)用 [J]. 科技經(jīng)濟(jì)導(dǎo)刊

[3] 安科瑞企業(yè)微電網(wǎng)設(shè)計(jì)與應(yīng)用手冊.2020.06版





安科瑞電氣股份有限公司專注于智能斷路器,智慧空開,5G基站電能數(shù)據(jù)采集,5G基站智慧用電,銀行智慧用電等

• 詞條

  詞條說明

• 無線測溫產(chǎn)品在軋鋼廠項(xiàng)目中的應(yīng)用

  摘要：隨著工業(yè)的迅猛發(fā)展，鋼在我們生活中隨處可見，需求量也隨之日益增加。通過軋鋼等工藝，在旋轉(zhuǎn)的軋輥間改變鋼錠，鋼坯形狀，可滿足不同應(yīng)用場景中所需要的鋼材。在長時(shí)間的高速運(yùn)作中，軋鋼機(jī)生產(chǎn)主電機(jī)往往因**載或外界溫度太高而發(fā)熱。從而影響軋鋼機(jī)電機(jī)壽命，甚至直接造成電機(jī)“化瓦”等損壞，不少軋鋼廠采用手持式紅外測溫，來監(jiān)測軋鋼機(jī)的運(yùn)行溫度，這需要耗費(fèi)大量的人力成本，出于安全以及企業(yè)效益的考慮，我司無線測

• 【無功諧波混合補(bǔ)償裝置】無功諧波混合補(bǔ)償裝置的工作原理

  混合型無功補(bǔ)償裝置是一種可靠性較高、基本無諧波污染、體積較小、對環(huán)境適應(yīng)能力較強(qiáng)的動態(tài)無功補(bǔ)償裝置。將傳統(tǒng)的電容補(bǔ)償與現(xiàn)代的靜止無功發(fā)生器結(jié)合起來具有動態(tài)響應(yīng)快、補(bǔ)償精度高、補(bǔ)償容量大、防止投切震蕩的優(yōu)點(diǎn)。二、工作原理S VG C系統(tǒng)=S VG+功率因數(shù)控制器+一體式抗諧智能電容S VG的基本原理是通過外部電流互感器，實(shí)時(shí)檢測負(fù)載電流，并通過內(nèi)部D SP計(jì)算，提取出負(fù)載電流的無功成分，然后通過PW

• 安科瑞助力企業(yè)節(jié)能降耗，跳出限電包圍圈

  ?一、引言? ? ?2021年8月17日，國家**印發(fā)了《2021年上半年各地區(qū)能耗雙控目標(biāo)完成情況晴雨表》，從能耗強(qiáng)度降低情況看，今年上半年，青海、寧夏、廣西、廣東、福建、新疆、云南、陜西、江蘇9個(gè)?。▍^(qū)）能耗強(qiáng)度同比不降反升，10個(gè)省份能耗強(qiáng)度降低率未達(dá)到進(jìn)度要求，全國節(jié)能形勢十分嚴(yán)峻。各地針對能耗管控的力度也在不斷加大，陸續(xù)出臺限電、有序用電政策。&

• 安科瑞電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)在新加坡杭州科技園的應(yīng)用

  摘要：本文簡述了電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)的組成原理，分析了電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)在應(yīng)用中的設(shè)計(jì)依據(jù)和相關(guān)規(guī)范。最后通過安科瑞剩余電流式電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)在新加坡杭州科技園數(shù)據(jù)處理廠房A、B區(qū)項(xiàng)目的實(shí)例介紹，闡述了電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)功能的實(shí)現(xiàn)及其重要意義。關(guān)鍵詞：?電氣火災(zāi)；監(jiān)控系統(tǒng)；Acrel-6000/B；產(chǎn)業(yè)園0 概述? ?新加坡杭州科技園數(shù)據(jù)處理廠房A、B區(qū)該項(xiàng)目共計(jì)10棟單體，