龔永波
安科瑞電氣股份有限公司 上海嘉定201801
摘要：大力發展和推廣電動汽車是國家發展新能源、清潔能源以應對日益突出的燃油供求矛盾和環境污染問題，加大生態環境保護治理力度的措施之一，由此加速了電動汽車的發展速度，現今電動汽車已走進千家萬戶，與之配套使用的電動汽車充電樁也隨之普及，交流充電樁是采用傳導充電方式為具有車載充電機的電動汽車提供交流電源的裝置，充電樁的供配電設計是確保電動汽車充電安全，及排除消防安全隱患的有力保障。基于此，本文對新能源電動汽車充電樁選型與安裝進行研究，以供參考。
關鍵詞：新能源；電動汽車；充電樁；選型；安裝
0引言
汽車在便捷人們生活方面有著重要的作用，但是汽車的大量使用一方面造成了城市交通擁堵，另一方面對環境產生了污染。就經濟可持續發展來看，汽車污染問題要要得到解決，所以在現階段，新能源汽車的研發在持續性深入。電動汽車相比于傳統燃油汽車，能源利用更加的清潔，只是在使用的過程中會發生蓄能問題。所以在當前的電動汽車實際研究中，續航問題成為了研究的關鍵。
1充電樁配建標準及發展趨勢
國家發行的[2015]73號文件明確了充電基礎設施建設的基本原則：“統籌規劃、科學布局；適度超前、有序建設；統一標準、通用開放；依托市場、創新機制”，原則上，新建住宅配建停車位應100%建設充電設施或預留建設安裝條件，大型公共建筑物配建停車場、社會公共停車場建設充電設施或預留建設安裝條件的車位比例不低于10%，每2000輛電動汽車至少配套建設一座公共充電站。湖北省為了支持開發新能源汽車充電設施，將新能源汽車充電設施建設地納入土地綜合利用總體計劃和年度土地利用計劃中，制定了一系列支持政策，包括根據電網項目建設地提供擔保和優惠。武漢還要求規劃和配置新住宅和公共大型停車場占20%的比例的新能源汽車充電設施。其他部分地方也相應地陸續引進附帶措施，要求對新建住宅區的新能源汽車充電樁的建設標準提出要求。湖北省發表的“湖北能源開發”表示，將加快電動汽車充電基礎設施的建設。堅持能源互聯網發展概念作為滿足城市電動汽車需求的起點，采用智能電網技術，構建電動汽車交互式服務平臺，建設410個充電站，充電樁約19萬個充電樁。擴大充電設施支持電網建設和改造，確保充電設施無障礙，確保供電順利，滿足充電設施運營要求。
2電動汽車的充電方式和建設充電監控系統的必要性分析
電動汽車在目前的社會中得到了廣泛的利用，但是續航問題與充電問題一直困擾著電動汽車的發展。現階段，不少企業提出利用智能充電樁來解決續航問題，但是在具體推出充電樁之后發現充電樁的整體性管理成本較高，而且在使用中容易出現安全事故。出于對充電樁安全問題的考慮，也重視了充電樁運營管理成本問題，做智能充電樁的建設，并在智能充電樁設計的時候強化監控系統的構建，這樣，監控系統實現對充電樁本身和充電過程的監測與控制，這不僅為汽車充電提供了保證，對充電樁的管理提升也有意義。簡而言之，電動汽車充電方法和建設充電樁監控系統的必要性顯著。
3電動汽車充電樁分類
3.1直流充電樁
直流充電樁更適用于出租車、大巴、電動轎車、混合動力公交車等大型電動汽車的快速充電，功率較大，在建設過程中需注重對電網的保護，一般建設在大型停車場。直流充電樁輸入電源為三相四線380VAC±10%，頻率為50Hz±5%。直流充電樁具有快速充電的能力，即充電電流大于0.2C。根據電動汽車電池容量C，充電電流在0.1C-0.2C之間時，稱為慢速充電。充電電流大于0.2C，小于0.8C則是快速充電。而當充電電流大于0.8C時，稱之為很高速充電。在充電過程中，需對電池狀態監控，可根據電池的溫度、電壓對充電電壓、電流進行自動調整，具備報警與保護功能。直流充電樁是采用傳導充電方式為電動汽車動力電池進行直接充電的方式，具有充電速度快的優點。
3.2交流樁
交流充電樁是給帶有車載充電機的電動汽車提供電源，不調節輸出，由于電動汽車車載充電機的功率一般都比較小，所以交流充電樁無法實現快速充電。
3.3交直流一體充電樁
交直流一體充電樁同時具備交流及直流充電功能，可以在白天業務量多時選擇直流快速充電，在夜晚業務少時選擇交流進行慢速充電。需具備為蓄電池系統安全、自動充滿電的功能，減少在充電過程中對電池的傷害。充電模式可以分為定時、定量和智能三種模式。為確保充電樁安全可靠運行，需設置漏電、短路、過流等保護功能。交直流一體充電樁更為智能化。
4充電樁的安裝注意事項
（1）要保證電動汽車和充電樁之間的安全距離。充電樁安裝在汽車側面，且門未打開時，充電樁外部輪廓（包括防撞設施）在電動汽車頭部不能小于0.4米，充電設備安裝在車尾時，充電裝置外部輪廓（包括防撞設施）在電動汽車頭部要小于0.5米。（2）充電樁樁的安裝要保留維護和運營空間，維護工作平面與建筑物（結構）建筑物之間的距離要小于0.8米。（3）充電樁在采用落地安裝方式時要滿足以下要求：①充電樁基礎要提高，高出地面50mm至100mm，室外應高出充電站地坪200mm及以上。②基座要大于充電設備的長寬外輪廓，大小要大于50mm以上。（4）充電樁采用壁掛安裝方式時滿足以下要求：①應垂直于地平面的墻壁安裝，墻面符合承載要求，充電樁要確保緊固到位。②設備安裝高度應易于操作，設備人機接口操作區水平線應距地面1.5米。
5電動汽車充電樁的運營管理
5.1建立一體化服務網絡
電動汽車充電樁應建立一體化服務網絡，為車主、新能源汽車企業、相關部門提供信息資源綜合性的服務。可以各城市為單位，充電樁運營（監管）為主控，由充電樁（站）的基礎信息數據與運營數據等組成應用網絡。建立智能化數據庫，應設置實時數據庫和歷史數據庫，智能系統中包含的實體主要有電動汽車、充電站、充電樁、用戶、賬戶。
5.2履職盡責，增強業主（車主）安全意識
電動汽車充電樁管理工作中重要的是提高業主的安全觀念，增加應對事故的方法。作為房地產服務業，應該開展以下幾項工作：一是通過組織使用者觀看安全教育視頻、照片、充電設備使用過程安全知識資料、微信分享案例等形式進行宣傳教育，與主要節日一起在社區開展社區活動，提高對新能源汽車充電樁安全使用重要性的認識，以及讓使用者了解和掌握新能源汽車充電樁的安全使用常識。二是實行安全使用責任制。房地產服務企業通過簽署業主和新能源汽車充電設備責任單位的安全使用協議，可以更加明確地規范充電樁的安全責任和安全使用要求，加強使用者的責任感，加強實施新能源汽車充電樁的安全使用規則和制度。
5.3智能充電樁的性能測試
智能充電樁的具體運行對于解決電動汽車充電問題而言有重要的作用，對某城市15個智能充電樁的具體利用做定點監控和分析發現其在性能方面表現出了兩大優勢：一是智能充電樁的具體利用更加的便捷，而且整個充電過程智能。用戶僅僅需要做身份的認證，充電便能夠實現自動化，這對于電動汽車的續航問題解決有重要的意義。二是智能充電樁的利用安全性十分的顯著。
6安科瑞充電樁收費運營云平臺
6.1概述
AcrelCloud-9000安科瑞充電柱收費運營云平臺系統通過物聯網技術對接入系統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，資要管理、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。
6.2應用場所
適用于民用建筑、一般工業建筑、居住小區、實業單位、商業綜合體、學校、園區等充電樁模式的充電基礎設施設計。
6.3系統結構
6.3.1系統分為四層：
1）即數據采集層、網絡傳輸層、數據中心層和客戶端層。
2）數據采集層：包括電瓶車智能充電樁通訊協議為標準modbus-rtu。電瓶車智能充電樁用于采集充電回路的電力參數，并進行電能計量和保護。
3）網絡傳輸層：通過4G網絡將數據上傳至搭建好的數據庫服務器。
4）數據中心層：包含應用服務器和數據服務器，應用服務器部署數據采集服務、WEB網站，數據服務器部署實時數據庫、歷史數據庫、基礎數據庫。
5）應客戶端層：系統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。
小區充電平臺功能主要涵蓋充電設施智能化大屏、實時監控、交易管理、故障管理、統計分析、基礎數據管理等功能，同時為運維人員提供運維APP，充電用戶提供充電小程序。
6.4安科瑞充電樁云平臺系統功能
6.4.1智能化大屏
智能化大屏展示站點分布情況，對設備狀態、設備使用率、充電次數、充電時長、充電金額、充電度數、充電樁故障等進行統計顯示，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。統一管理小區充電樁，查看設備使用率，合理分配資源。
6.4.2.實時監控
實時監視充電設施運行狀況，主要包括充電樁運行狀態、回路狀態、充電過程中的充電電量、充電電壓/電流，充電樁告警信息等。
6.4.3交易管理
平臺管理人員可管理充電用戶賬戶，對其進行賬戶進行充值、、凍結、注銷等操作，可查看小區用戶每日的充電交易詳細信息。
6.4.4故障管理
設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行派發處理，同時運維人員可通過運維APP收取故障推送，運維人員在運維工作完成后將結果上報。充電用戶也可通過充電小程序反饋現場問題。
6.4.5統計分析
通過系統平臺，從充電站點、充電設施、、充電時間、充電方式等不同角度，查詢充電交易統計信息、能耗統計信息等。
6.4.7運維APP
面向運維人員使用，可以對站點和充電樁進行管理、能夠進行故障閉環處理、查詢流量卡使用情況、查詢充電\充值情況，進行遠程參數設置，同時可接收故障推送。
6.4.8充電小程序
面向充電用戶使用，可查看附近空閑設備，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。
6.5系統硬件配置
|
類型 |
型號 |
圖片 |
功能 |
|
安科瑞充電樁收費運營云平臺 |
AcrelCloud-9000 |
|
安科瑞響應國家節能環保、綠色出行的號召，為廣大用戶提供慢充和快充兩種充電方式壁掛式、落地式等多種類型的充電樁，包含智能7kW交流充電樁，30kW壁掛式直流充電樁，智能60kW/120kW直流一體式充電樁等來滿足新能源汽車行業快速、經濟、智能運營管理的市場需求，提供電動汽車充電軟件解決方案，可以隨時隨地享受便捷安全的充電服務，微信掃一掃、微信公眾號、支付寶掃一掃、支付寶服務窗，充電方式多樣化，為車主用戶提供便捷、安全的充電服務。實現對動力電池快速、安全、合理的電量補給，能計時，計電度、計金額作為市民購電終端，同時為提高公共充電樁的效率和實用性。 |
|
互聯網版智能交流樁 |
AEV-AC007D |
|
額定功率7kW，單相三線制，防護等級IP65，具備防雷 保護、過載保護、短路保護、漏電保護、智能監測、智能計量、遠程升級，支持刷卡、掃碼、即插即用。 通訊方：4G/wifi/藍牙支持刷卡，掃碼、免費充電可選配顯示屏 |
|
互聯網版智能直流樁 |
AEV-DC030D |
|
額定功率30kW，三相五線制，防護等級IP54，具備防雷保護、過載保護、短路保護、漏電保護、智能監測、智能計量、恒流恒壓、電池保護、遠 程升級，支持刷卡、掃碼、即插即用 通訊方式：4G/以太網 支持刷卡，掃碼、免費充電 |
|
互聯網版智能直流樁 |
AEV-DC060S |
|
額定功率60kW，三相五線制，防護等級IP54，具備防雷保護、過載保護、短路保護、漏電保護、智能監測、智能計量、恒流恒壓、電池保護、遠程升級，支持刷卡、掃碼、即插即用 通訊方式：4G/以太網 支持刷卡，掃碼、免費充電 |
|
互聯網版智能直流樁 |
AEV-DC120S |
|
額定功率120kW，三相五線制，防護等級IP54，具備防雷保護、過載保護、短路保護、漏電保護、智能監測、智能計量、恒流恒壓、電池保護、遠程升級，支持刷卡、掃碼、即插即用 通訊方式：4G/以太網 支持刷卡，掃碼、免費充電 |
|
10路電瓶車智能充電樁 |
ACX10A系列 |
|
10路承載電流25A，單路輸出電流3A，單回路功率1000W，總功率5500W。充滿自停、斷電記憶、短路保護、過載保護、空載保護、故障回路識別、遠程升級、功率識別、獨立計量、告警上報。 ACX10A-TYHN：防護等級IP21，支持投幣、刷卡，掃碼、免費充電 ACX10A-TYN：防護等級IP21，支持投幣、刷卡，免費充電 ACX10A-YHW：防護等級IP65，支持刷卡，掃碼，免費充電 ACX10A-YHN：防護等級IP21，支持刷卡，掃碼，免費充電 ACX10A-YW：防護等級IP65，支持刷卡、免費充電 ACX10A-MW：防護等級IP65，僅支持免費充電 |
|
2路智能插座 |
ACX2A系列 |
|
2路承載電流20A，單路輸出電流10A，單回路功率2200W，總功率4400W。充滿自停、斷電記憶、短路保護、過載保護、空載保護、故障回路識別、遠程升級、功率識別，報警上報。 ACX2A-YHN：防護等級IP21，支持刷卡、掃碼充電 ACX2A-HN：防護等級IP21，支持掃碼充電 ACX2A-YN：防護等級IP21，支持刷卡充電 |
|
20路電瓶車智能充電樁 |
ACX20A系列 |
|
20路承載電流50A，單路輸出電流3A，單回路功率1000W，總功率11kW。充滿自停、斷電記憶、短路保護、過載保護、空載保護、故障回路識別、遠程升級、功率識別，報警上報。 ACX20A-YHN：防護等級IP21，支持刷卡，掃碼，免費充電 ACX20A-YN：防護等級IP21，支持刷卡，免費充電 |
|
落地式電瓶車智能充電樁 |
ACX10B系列 |
|
10路承載電流25A，單路輸出電流3A，單回路功率1000W，總功率5500W。充滿自停、斷電記憶、短路保護、過載保護、空載保護、故障回路識別、遠程升級、功率識別、獨立計量、告警上報。 ACX10B-YHW：戶外使用，落地式安裝，包含1臺主機及5根立柱，支持刷卡、掃碼充電,不帶廣告屏 ACX10B-YHW-LL：戶外使用，落地式安裝，包含1臺主機及5根立柱，支持刷卡、掃碼充電。液晶屏支持U盤本地投放圖片及視頻廣告 |
|
智能邊緣計算網關 |
ANet-2E4SM |
|
4路RS485 串口，光耦隔離，2路以太網接口，支持ModbusRtu、ModbusTCP、DL/T645-1997、DL/T645-2007、CJT188-2004、OPC UA、ModbusTCP（主、從）、104（主、從）、建筑能耗、SNMP、MQTT；（主模塊）輸入電源：DC 12 V ～36 V 。支持4G擴展模塊，485擴展模塊。 |
|
擴展模塊ANet-485 |
M485模塊：4路光耦隔離RS485 |
||
|
擴展模塊ANet-M4G |
M4G模塊：支持4G全網通 |
||
|
導軌式單相電表 |
ADL200 |
|
單相電參量U、I、P、Q、S、PF、F測量，輸入電流：10（80）A； 電能精度：1級 支持Modbus和645協議 證書：MID /CE認證 |
|
導軌式電能計量表 |
ADL400 |
|
三相電參量U、I、P、Q、S、PF、F測量，分相總有功電能，總正反向有功電能統計，總正反向無功電能統計；紅外通訊；電流規格：經互感器接入3×1（6）A，直接接入3×10（80）A，有功電能精度0.5S級，無功電能精度2級 證書：MID /CE認證 |
|
無線計量儀表 |
ADW300 |
|
三相電參量U、I、P、Q、S、PF、F測量，有功電能計量（正、反向）、四象限無功電能 、總諧波含量、分次諧波含量（2～31次） ；A、B、C、N四路測溫；1路剩余電流測量；支持RS485/LoRa/2G/4G/NB；LCD顯示；有功電能精度：0.5S級 證書：CPA/CE認證 |
|
導軌式直流電表 |
DJSF1352-RN |
|
直流電壓、電流、功率測量，正反向電能計量，復費率電能統計，SOE事件記錄:8位LCD顯示:紅外通訊:電壓輸入較大1000V，電流外接分流器接入(75mV)或霍爾元件接入(0-5V);電能精度1級，1路485通訊，1路直流電能計量AC/DC85-265V供電 證書：MID/CE認證 |
|
面板直流電表 |
PZ72L-DE |
|
直流電壓、電流、功率測量，正反向電能計量:紅外通訊:電壓輸入較大1000V，電流外接分流器接入·(75mV)或霍爾元件接入(0-20mA0-5V);電能精度1級 證書：CE認證 |
|
電氣防火限流式保護器 |
ASCP200-63D |
|
導軌式安裝，可實現短路限流滅弧保護、過載限流保護、內部超溫限流保護、過欠壓保護、漏電監測、線纜溫度監測等功能;1路RS485通訊，1路NB或4G無線通訊(選配);額定電流為0~63A，額定電流菜單可設。 |
7結語
近年來，新能源電動汽車迅速發展，充電設施不僅存在“沒有對外開放”，“不兼容電動汽車充電”，“使用成本高”等問題，影響了新能源電動汽車充電的用戶體驗，急需加快建設充電基礎設施，這是時代發展的必要性。
[1]賴茂松.電動汽車充電樁集中式電能規劃技術研究[J].汽車實用技術，2018（24）：9-10.
[2]張振邦.淺談電動汽車充電設施的現狀與問題[J].科技資訊，2018，16（34）：61-62.
[3]張倩.電動汽車光伏充電樁關鍵技術研究與開發[D].揚州大學，2018.
[4]韓平軍，張昉，朱思成.電動汽車充電樁設計智能優化[J].中國新技術新產品，2018（22）：19-20.
[5]胡雨婷.電動汽車充電樁的優化選擇[J].數碼世界，2018（11）：264.
[6]安科瑞企業微電網設計與應用手冊.2022.05版.
[7]莫天毅. 新能源電動汽車充電樁選型與安裝的探討
作者簡介：
龔永波，本科，安科瑞電氣股份有限公司，主要研究方向為智能電網供配電，Email: 28801392115@qq.com手機：18702101301 QQ:2881392115
