劉細鳳

安科瑞電氣股份有限公司 上海嘉定201801

摘要：通過對新能源通用充電樁的介紹，詳細分析了充電樁開發技術的三個階段，并通過技術路線解釋了技術原理，充分論證了本研究的可行性。

關鍵詞：新能源 ；智能化 ；光伏

、引言

隨著蓄電池性能的不斷提升，電動車輛得到了廣泛的應用， 在今后段時間里，車輛發展的主流將會以電動車輛的保有量逐年增加，并部分取代內燃機車的趨勢。同時，由于電動車的技術越來越成熟，電動汽車的管理與服務也更加規范 ；電動汽車的標準也將以系列化、標準化的現代化模式出現，電動車將會開啟個車輛時代的變革。

我“十三五”期間要實現全新能源汽車累計產銷量達到500 萬輛，到2020 年，新能源汽車實現產業化。新能源汽車的發展， 需要新能源汽車充電樁的建設配合。隨著社會對新能源汽車的需求日益增加以及家政策的推動，新能源汽車的快速發展將生產值達到1200 億的汽車充電樁市場。

目前內在充電樁行業中，絕大部分的充電樁產品均依靠家電網供電網絡作為充電電能來源，均屬于單電能來源類型。目前還沒有專門為市電供電、光伏發電以及蓄電池供電三種供應源同時為汽車充電產品，也缺少不同電源之間自動切換的新型光伏充電樁。因此，本項目將在以解決上述問題基礎上，開發出通用充電樁，并能夠緊隨光伏能源行業的發展步伐，使其得到更廣圍的應用

二、研究內容

代充電樁分為直流充電樁與交流充電樁兩種類型， 以市電作為輸入電源。直流充電樁需要將交流電進行整流成直流電源，用直流電源直接給電動汽車進行充電。交流充電樁是直接將交流電源提供給電動汽車內部充電系統進行充電，項目選用交流充電樁投入使用，提高通用性。交流充電樁直接從市電電網中汲取電能作為汽車充電電量來源。交流充電樁輸入電壓為220V 交流電，輸出電壓為220V 交流電。交流充電樁作為汽車充電接口， 將市電交流電通過汽車自帶的交流充電端口提供給電動汽車，作為汽車充電所需要的交流電。

二代充電樁采用直流充電樁的形式，以光伏發電作為能量供應來源，并配備儲能系統。白天陽光充足的情況下，光伏板將太陽能轉換為直流電源，通過直流充電樁，以 DC-DC 的形式對電氣汽車進行充電，富余電量儲存在儲能系統中。在晚上或者光線不足的情況下，直流充電樁對光伏發電量和儲能系統中蓄電池的電量進行管理和調用，為汽車充電。二代充電樁將太陽能發電作為僅有的電量來源，在充電樁中加入了 MPPT 技術，提高光伏發電效率，同時具備了傳統充電樁充電管理、蓄電池管理、售電管理等功能。以直流充電的形式，和光伏發電的直流電這種電能性質相吻合，大大提供了發電和能量轉移的效率。

三代充電樁在二代充電樁的基礎上，實現充電電源來源為市電交流電源與光伏發電電源，并配置蓄電池儲能系統作為備選功能。

三、實施方案

電動汽車體化充電機由380V 交流供電，正常情況下體化充電機處于關機狀態，當正確連接電纜后，啟動充電過程 ；當進入充電過程后，觸摸屏會提示啟動充電，只有有效地 IC 卡方可啟動充電。

充電樁是電動力車的電站，其功能類似于加油站里面的加油機。每個充電樁都裝有充電插頭，充電樁可以根據不同的電壓等級，為各種型號的電動車充電。電動汽車充電樁采用的是交、直流供電方式，需要特制的充電卡刷卡使用，充電樁顯示屏能顯示充電量、費用、充電時間等數據。

交流充電樁采用人機交互界面采用大屏幕 LCD 彩色觸摸屏， 充電可選擇定電量、定時間、定金額、自動（充滿為止）四種模式。充電樁的交流工作電壓220V 或者380V，普通純電動轎車用充電樁充滿電需要4-5 個小時，由于充電樁造價低廉、主要安裝在停車場，充電樁適用于慢充動力電池。電動車的快速充電主要由充電站中的充電機來實現。

• 技術路線

GBT 20234.1-2015 電動汽車交流充電樁是開發的效率高、高可靠性的充電設備。它界面美觀大方，控制方式安穩便捷，為電動汽車提供安穩可靠的交流電源。

本產品采用模塊化設計，主控模塊采用 ARM 芯片全數字控制，智能化程度高，數據處理速度高，響應迅速，提高在大功率應用中的穩定性和安穩性。界面人性化、觸摸屏操作方便快捷， 擁有多重保護功能、自動化的充電控制 ；產品提供以太網、3G 等多種通信接口與監控平臺或運營管理平臺實時通信，并接受監控平臺的指令操作，實時檢測充電過程，確保充電過程中人身和車輛的安穩。

五、安科瑞充電樁運營管理平臺

1、系統架構

安科瑞Acrelcloud-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充電樁站點和各個充電樁進行不間斷地數據采集和監控，同時對各類故障如充電機過溫保護、充電機輸入輸出過壓、欠壓、絕緣檢測故障等系列故障進行預警；用戶通過VX小程序掃描二維碼，進行支付后，系統發起充電請求，控制二維碼對應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模塊接入互聯網，配合加密技術和秘鑰分發技術，基于TCP/IP的數據交互協議，與云端進行直連。云平臺包含了充電收費和充電樁運營的所有功能，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，充電樁運行監測，充電樁異常交易監測

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

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：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

VX小程序：掃碼充電，賬單支付等功能

數據服務：數據采集，短信提醒，數據存儲和解析

變壓器監控：監控充電站變壓器負荷，每個充電站配備塊ARCM300T無線表，超負荷時系統自動對充電樁的進行調度管理，即當負荷超過百分之五十時，系統會限制新增開始充電的充電樁的功率，降為百分之五十，當變壓器負荷超過百分之八十時，系統將不允許新增充電樁開始充電，直到負荷下降為止。

2、平臺功能

2.1平臺登錄

在瀏覽器打開云平臺鏈接、輸入賬戶名和權限密碼，進行登錄，防止未授權人員瀏覽有關信息。

2.2平臺頁

平臺頁總覽每天的開HU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hu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。

2.3實時監控

l 充電站監控

充電站監控頁面監視用戶充電槍總數、正在充電的槍數、空閑槍數、插槍數量、故障槍數量等，匯總了用戶擁有各樁的當日充電總次數、總電量、總時長，進行負荷限制、故障查詢。

• 充電槍監控

充電樁監控頁面充電槍的基本信息、今日充電電量、今日充電次數、今日充電時長和累計充電電量、累計充電次數、累計充電時長等、充電電壓電流等參數。

2.4VX小程序

• 搜索與使用

VX小程序可以通過掃描二維碼和VX文字搜索找到，點擊后可以加入到小程序列表，如下圖所示

• 授權登錄界面

用戶通過搜索或者掃碼等途徑初次打開小程序時，會進入這個頁面，需要用戶授權登錄才可以進入小程序主功能頁面，如圖所示

• 主功能頁

初次進入主功能頁時需要授權定位才可以使用地圖相關功能，在地圖上查看到當前所在區域的充電站，查看充電站信息，可以進行掃碼充電操作，地圖導航等

• 充電

掃描充電槍上的二維碼，如果當前充電樁可用即可進入充電選擇頁面，可以查看到當前的充電站名稱、充電槍名稱，以及當前的賬戶余額，電價和預計可充電量等數據，還可以查看當前賬戶的歷史充電記錄。充電方式分為按時間充電、按金額充電、按電量充電這三種方式。充電結束可以進進行評價。

• 個人信息

個人信息可以顯示當前登錄賬號的昵稱和余額，同時包括、充值、充值記錄查詢、賬單查詢、充電記錄查詢、設置支付密碼等功能

3、硬件配置

3.1平臺服務器：建議按照我方配置購買，或者客戶自己租用阿里云資源。

硬件配置清單：（如申請阿里云可忽略）

若客戶自己租用阿里云服務器，服務器配置根據充電槍點數的不同，分別如下：

3.2現場硬件配置清單：

六、結束語

為了響應家政策，實現便利生活、環保出行以及節能減排目的，在市區間設置充電樁，開發城市卡通用的共享充電樁， 是綠色出行的必然趨勢。未來，當綠色環保自助充電樁取代現有加油站、加氣站時，不但節約了人力成本，也大大減輕了資源壓力。

目前內在充電樁行業中，絕大部分的充電樁產品均依靠家電網供電網絡作為充電電能來源，均屬于單電能來源類型。目前還沒有專門為市電供電、光伏發電以及蓄電池供電三種供應源同時為汽車充電產品，也缺少不同電源之間自動切換的新型光伏充電樁。因此，本研究將在解決上述問題基礎上，開發研究通用充電樁，并能夠緊隨光伏能源行業的發展步伐，使其得到更廣圍的應用。

參考文獻

[1]分布式能源平臺 . 充電樁及充電站系統研發建議書 [M]，2016.3.

[2]袁 園，新能源電動汽車通用充電樁的開發與研究

[3]安科瑞企業微電網設計與應用手冊.2020.06版

作者簡介：劉細鳳，女，現任于安科瑞電氣股份有限公司，主要從事電瓶車充電樁的研發和應用