胡冠楠

安科瑞電氣股份有限公司 上海嘉定 201801

摘要：直流和交流充電樁是我國當前電動(dòng)汽車(chē)充電樁中投運數量多的種類(lèi)，為了維持正常運行和使用，更要對檢測與運行維護工作引起高度重視。因此，相關(guān)部門(mén)要做好對充電樁的檢測工作，對監測技術(shù)進(jìn)行分析、使用、優(yōu)化，用以確保充電樁的整體性能，為充電樁的后期維護工作提供便利。

關(guān)鍵詞：電動(dòng)汽車(chē);充電樁;檢測技術(shù);應用

0引言

隨著(zhù)經(jīng)濟的發(fā)展，全球環(huán)境問(wèn)題日益加劇，石油等化石型能源日趨枯竭，因此開(kāi)發(fā) 的新能源汽車(chē)是大勢所趨。電動(dòng)汽車(chē)的出現，會(huì )緩解環(huán)境污染問(wèn)題，但是如果要實(shí)現電動(dòng)汽車(chē)的規?；?、產(chǎn)業(yè)化發(fā)展，充電樁等配套產(chǎn)業(yè)也 隨之同步發(fā)展。電動(dòng)汽車(chē)的充電方式包括：直流充電方式、交流充電方式、更換電池方式三種，其中直流充電方式的充電速度 快，能夠滿(mǎn)足人們對于電動(dòng)汽車(chē)充電快速性的需求，因此設計一款充電速度快、安全性高的電動(dòng)汽車(chē)智能充電樁具有重大的環(huán)保意義和科學(xué)價(jià)值。

1.電動(dòng)汽車(chē)充電樁的特點(diǎn)

交流充電樁與直流充電樁是充電樁當中 重要的兩個(gè)組成部分。交流充電樁可以為電動(dòng)車(chē)內部的車(chē)載充電機提供 的電源；直流充電樁可以為電動(dòng)汽車(chē)內部的電池運行系統充電變動(dòng)需求輸出功率。隨著(zhù)時(shí)間的不斷推移，我們國家的充電行業(yè)呈現出高速的發(fā)展態(tài)勢，充電樁不斷建設與完善現場(chǎng)檢測標準的制定、建設、布局等等，但是因為受到建設環(huán)境問(wèn)題、安裝調試問(wèn)題等各方面因素所帶來(lái)的影響，增加各種問(wèn)題發(fā)生的可能和概率，主要表現在多個(gè)方面，（1）充電樁發(fā)生問(wèn)題的可能性非常大?，F如今許多充電樁在充電過(guò)程當中會(huì )出現線(xiàn)路中斷問(wèn)題，對于用戶(hù)的正常使用帶來(lái)較大影響。（2）并未形成具有統一性特點(diǎn)的充電樁標準。所以無(wú)法匹配全部車(chē)型，也沒(méi)有辦法滿(mǎn)足客戶(hù)所提出來(lái)的多樣化要求。（3）充電樁質(zhì)量良莠不齊，所以造成在具體應用過(guò)程當中出現各種安全問(wèn)題。因此相關(guān)部門(mén)需對電動(dòng)汽車(chē)加大研究的力度，正視電動(dòng)汽車(chē)充電樁檢測問(wèn)題，之后應用科學(xué)的方法與技術(shù)，大幅度提高充電樁使用水平和效率。

2.電動(dòng)汽車(chē)充電樁檢測技術(shù)應用及分析

2.1交流充電樁檢測裝置產(chǎn)品創(chuàng )新點(diǎn)

（1）解決社會(huì )汽車(chē)移動(dòng)需求的痛點(diǎn)問(wèn)題。充電樁生產(chǎn)廠(chǎng)家組裝好準備出廠(chǎng)的充電樁，需要進(jìn)行充電測試，以預估充電樁售后企業(yè)維修人員在面對車(chē)主反饋車(chē)輛不能上電充電等故障情況。交流充電樁檢測裝置需具備輕型、操作簡(jiǎn)單、使用空間小的特征，以解決充電售后工程師應急外出，方便進(jìn)行快速檢測維修的問(wèn)題。（2）抓住關(guān)鍵電動(dòng)汽車(chē)傳導充電技術(shù)探索。交流充電樁檢測裝置采用人性化手提把的箱體；安全防護鎖、兒童安全防護門(mén)、高阻燃PC顆粒面板、短路保護、漏電保護等電氣防護設計用于保護人身及設備安全；智能控制主板，采用大屏藍膜全視角液晶屏，防水鉆紋，人性化拉手等精細工藝；充電一鍵啟動(dòng)開(kāi)關(guān)，負載五孔輸出接口，預留可擴展更多功能電量累計、溫度測試、交流電壓、交流電流、時(shí)間計時(shí)、藍牙數據監測等；操作簡(jiǎn)單，采用彩色電路，配置操作手冊。（3）提出輕型化與結構布局設計結合。本項目所研究的是設計制作一種人性化手持式的交流充電樁檢測裝置，具有輕型化、操作簡(jiǎn)單、耐用、安全、 等特點(diǎn)的交流充電樁檢測裝置，適用于所有歐標交流充電樁安裝測試，采用人性化手持式交流充電樁檢測裝置，結合電動(dòng)汽車(chē)傳導充電連接裝置通用要求，模擬車(chē)輛充電啟停，充電一鍵啟動(dòng)功能，液晶顯示屏各數值讀取。

2.2快速充電策略

電動(dòng)汽車(chē)充電時(shí)其充電可接受比是變化的，與動(dòng)力電池的放電率和放電深度有關(guān)。所以在充電時(shí)同樣可以進(jìn)行放電操作，以降低充電時(shí)間，改善充電特性。如果在充電初始階段進(jìn)行正負脈沖充電，雖然可以提高動(dòng)力電池的可接受充電電流，但是也增加了充電時(shí)間。因此本文提出一種分段式充電策略實(shí)現對智能充電樁的充電控制。一共將充電階段分為四個(gè)階段，即預充電階段、分段恒流充電階段、正負脈沖充電階段、恒電壓充電階段。1）預充電階段：這個(gè)階段動(dòng)力電池的SOC一般情況下不超過(guò)10%，其作用是保護電池。首先要檢測動(dòng)力電池的端電壓，如果小于2.55V則說(shuō)明動(dòng)力電池處于過(guò)放電狀態(tài)，需要進(jìn)行小電流預充電，在進(jìn)行快速充電之前進(jìn)行小電流充電是十分必要的。在動(dòng)力電池過(guò)放電狀態(tài)時(shí)對其進(jìn)行快速充電會(huì )造成動(dòng)力電池的損傷。2）分段恒流充電階段：這個(gè)階段要短時(shí)間內 大限度對電池進(jìn)行無(wú)損充電，首先檢測動(dòng)力電池的端電壓是否處于2.55V到3V之間，這個(gè)階段動(dòng)力電池的極化現象不明顯，不需要進(jìn)行去極化操作。將這個(gè)階段細分為七個(gè)小階段，使之與動(dòng)力電池的可接受電流變化規律相匹配。3）正負脈沖充電階段：這個(gè)階段動(dòng)力電池極化現象嚴重，采用正脈沖充電的同時(shí)，還需要加入去極化負脈沖。首先要檢測動(dòng)力電池的端電壓值是否處于3V到3.3V之間。這個(gè)階段動(dòng)力電池的端電壓已經(jīng)接近3.3V，不適合進(jìn)行大電流充電，況且之前階段由于大電流充電造成動(dòng)力電池的極化現象比較嚴重。如果要縮短充電時(shí)間可以在采用正脈沖充電的同時(shí)，在正脈沖結束后加入一個(gè)短暫停歇和一個(gè)負脈沖，負脈沖的持續時(shí)間與動(dòng)力電池的極化程度相關(guān)。

2.3絕緣自檢測

在充電樁啟動(dòng)充電前檢查整個(gè)充電回路絕緣性的過(guò)程中，絕緣自檢測是其中的一項重要環(huán)節，整個(gè)檢測中充電樁通常會(huì )發(fā)生兩種故障，即開(kāi)展絕緣檢測和絕緣檢測電壓值的錯誤。在具體檢測工作中，模擬電池的電壓若在10伏以?xún)?，充電樁應該正常開(kāi)展絕緣自檢測工作，如果檢測中具有充電樁未能按照要求啟動(dòng)絕緣檢測的問(wèn)題，則原因通常在于IMD模塊的投切回路故障，或者在握手環(huán)節中，通訊報文的BHM、CHM發(fā)生了異常。但絕緣檢測電壓發(fā)生的錯誤，則會(huì )發(fā)發(fā)生于充電樁輸出電壓，以及握手報文的 高規定充電電壓范圍內。例如，充電樁電壓為750伏，握手報文規定電壓 大值為475伏，如果此時(shí)的充電樁仍然在750伏電壓狀態(tài)下開(kāi)展絕緣自檢測工作，便容易出現車(chē)輛過(guò)電壓的危險。當該項檢測工作順利完成后，檢測人員應當泄放充電回路中的電壓，可用來(lái)規避充電中對電池負載產(chǎn)生電壓沖擊的風(fēng)險。電壓泄放中有時(shí)會(huì )發(fā)生超時(shí)現象，與泄放回路切換延時(shí)有關(guān)，需要將充電回路直流電壓下降到60伏以下的時(shí)間，控制在1秒以?xún)取?/plcensor>

1. 安科瑞充電樁收費運營(yíng)云平臺

3.1概述

AcrelCloud-9000安科瑞充電柱收費運營(yíng)云平臺系統通過(guò)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)對接入系統的電動(dòng)電動(dòng)自行車(chē)充電站以及各個(gè)充電整法行不間斷地數據采集和監控，實(shí)時(shí)監控充電樁運行狀態(tài)，進(jìn)行充電服務(wù)、支付管理，交易結算，資要管理、電能管理，明細查詢(xún)等。同時(shí)對充電機過(guò)溫保護、漏電、充電機輸入/輸出過(guò)壓，欠壓，絕緣低各類(lèi)故障進(jìn)行預警；充電樁支持以太網(wǎng)、4G或WIFI等方式接入互聯(lián)網(wǎng)，用戶(hù)通過(guò)微信、支付寶，云閃付掃碼充電。

3.2應用場(chǎng)所

適用于民用建筑、一般工業(yè)建筑、居住小區、實(shí)業(yè)單位、商業(yè)綜合體、學(xué)校、園區等充電樁模式的充電基礎設施設計。

3.3系統結構

3.3.1系統分為四層：

1）即數據采集層、網(wǎng)絡(luò )傳輸層、數據中心層和客戶(hù)端層。

2）數據采集層：包括電瓶車(chē)智能充電樁通訊協(xié)議為標準modbus-rtu。電瓶車(chē)智能充電樁用于采集充電回路的電力參數，并進(jìn)行電能計量和保護。

3）網(wǎng)絡(luò )傳輸層：通過(guò)4G網(wǎng)絡(luò )將數據上傳至搭建好的數據庫服務(wù)器。

4）數據中心層：包含應用服務(wù)器和數據服務(wù)器，應用服務(wù)器部署數據采集服務(wù)、WEB網(wǎng)站，數據服務(wù)器部署實(shí)時(shí)數據庫、歷史數據庫、基礎數據庫。

5）應客戶(hù)端層：系統管理員可在瀏覽器中訪(fǎng)問(wèn)電瓶車(chē)充電樁收費平臺。終端充電用戶(hù)通過(guò)刷卡掃碼的方式啟動(dòng)充電。

小區充電平臺功能主要涵蓋充電設施智能化大屏、實(shí)時(shí)監控、交易管理、故障管理、統計分析、基礎數據管理等功能，同時(shí)為運維人員提供運維APP，充電用戶(hù)提供充電小程序。

3.4安科瑞充電樁云平臺系統功能

3.4.1智能化大屏

智能化大屏展示站點(diǎn)分布情況，對設備狀態(tài)、設備使用率、充電次數、充電時(shí)長(cháng)、充電金額、充電度數、充電樁故障等進(jìn)行統計顯示，同時(shí)可查看每個(gè)站點(diǎn)的站點(diǎn)信息、充電樁列表、充電記錄、收益、能耗、故障記錄等。統一管理小區充電樁，查看設備使用率，合理分配資源。

3.4.2.實(shí)時(shí)監控

實(shí)時(shí)監視充電設施運行狀況，主要包括充電樁運行狀態(tài)、回路狀態(tài)、充電過(guò)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(hù)賬戶(hù)，對其進(jìn)行賬戶(hù)進(jìn)行充值、退款、凍結、注銷(xiāo)等操作，可查看小區用戶(hù)每日的充電交易詳細信息。

3.4.4故障管理

設備自動(dòng)上報故障信息，平臺管理人員可通過(guò)平臺查看故障信息并進(jìn)行派發(fā)處理，同時(shí)運維人員可通過(guò)運維APP收取故障推送，運維人員在運維工作完成后將結果上報。充電用戶(hù)也可通過(guò)充電小程序反饋現場(chǎng)問(wèn)題。

3.4.5統計分析

通過(guò)系統平臺，從充電站點(diǎn)、充電設施、、充電時(shí)間、充電方式等不同角度，查詢(xún)充電交易統計信息、能耗統計信息等。

3.4.6基礎數據管理

在系統平臺建立運營(yíng)商戶(hù)，運營(yíng)商可建立和管理其運營(yíng)所需站點(diǎn)和充電設施，維護充電設施信息、價(jià)格策略、折扣、優(yōu)惠活動(dòng)，同時(shí)可管理在線(xiàn)卡用戶(hù)充值、 凍結和解綁。

3.4.7運維APP

面向運維人員使用，可以對站點(diǎn)和充電樁進(jìn)行管理、能夠進(jìn)行故障閉環(huán)處理、查詢(xún)流量卡使用情況、查詢(xún)充電\充值情況，進(jìn)行遠程參數設置，同時(shí)可接收故障推送。

3.4.8充電小程序

面向充電用戶(hù)使用，可查看附近空閑設備，主要包含掃碼充電、賬戶(hù)充值，充電卡綁定、交易查詢(xún)、故障申訴等功能。

3.5系統硬件配置

4結語(yǔ)

在新時(shí)代的大背景之下，電動(dòng)汽車(chē)以及充電設施行業(yè)呈現出高速的發(fā)展，與之相關(guān)的標準也更加完善與健全，但是相關(guān)工作人員不要忽視充電樁自身存在的問(wèn)題，并且制定出完善的方法，將問(wèn)題妥善的解決，防止出現充電設施與車(chē)輛充電不兼容而導致資源浪費等問(wèn)題。將充電樁檢測技術(shù)加入電動(dòng)汽車(chē)行業(yè)中，此項技術(shù)將自己的作用全部發(fā)揮出來(lái)，可以及時(shí)發(fā)現充電樁電流電壓輸入輸出問(wèn)題，保證在運行過(guò)程當中始終處在穩定、安全的狀態(tài)當中，確保充電樁電能應用更加安全。為了能夠滿(mǎn)足現場(chǎng)檢測過(guò)程當中所提出來(lái)的要求，相關(guān)部門(mén)以及相關(guān)工作人員還需要對電動(dòng)汽車(chē)充電樁的檢測技術(shù)進(jìn)行深入分析和研究，保證檢測方法更加可靠，為電動(dòng)汽車(chē)提供更加高質(zhì)量的服務(wù)。

參考文獻

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