摘要:直流和交流充電樁是我國當前電動汽車充電樁中投運數(shù)量多的種類,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)部門要做好對充電樁的檢測工作,對監(jiān)測技術(shù)進行分析、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:電動汽車;充電樁;檢測技術(shù);應用
0引言
隨著經(jīng)濟的發(fā)展,全球環(huán)境問題日益加劇,石油等化石型能源日趨枯竭,因此開發(fā) 的新能源汽車是大勢所趨。電動汽車的出現(xiàn),會緩解環(huán)境污染問題,但是如果要實現(xiàn)電動汽車的規(guī)?;?、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。電動汽車的充電方式包括: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,能夠滿足人們對于電動汽車充電快速性的需求,因此設(shè)計一款充電速度快、安全性高的電動汽車智能充電樁具有重大的環(huán)保意義和科學價值。
1.電動汽車充電樁的特點
交流充電樁與直流充電樁是充電樁當中 重要的兩個組成部分。交流充電樁可以為電動車內(nèi)部的車載充電機提供 的電源;直流充電樁可以為電動汽車內(nèi)部的電池運行系統(tǒng)充電變動需求輸出功率。隨著時間的不斷推移,我們國家的充電行業(yè)呈現(xiàn)出高速的發(fā)展態(tài)勢,充電樁不斷建設(shè)與完善現(xiàn)場檢測標準的制定、建設(shè)、布局等等,但是因為受到建設(shè)環(huán)境問題、安裝調(diào)試問題等各方面因素所帶來的影響,增加各種問題發(fā)生的可能和概率,主要表現(xiàn)在多個方面,(1)充電樁發(fā)生問題的可能性非常大。現(xiàn)如今許多充電樁在充電過程當中會出現(xiàn)線路中斷問題,對于用戶的正常使用帶來較大影響。(2)并未形成具有統(tǒng)一性特點的充電樁標準。所以無法匹配全部車型,也沒有辦法滿足客戶所提出來的多樣化要求。(3)充電樁質(zhì)量良莠不齊,所以造成在具體應用過程當中出現(xiàn)各種安全問題。因此相關(guān)部門需對電動汽車加大研究的力度,正視電動汽車充電樁檢測問題,之后應用科學的方法與技術(shù),大幅度提高充電樁使用水平和效率。
2.電動汽車充電樁檢測技術(shù)應用及分析
2.1交流充電樁檢測裝置產(chǎn)品創(chuàng)新點
(1)解決社會汽車移動需求的痛點問題。充電樁生產(chǎn)廠家組裝好準備出廠的充電樁,需要進行充電測試,以預估充電樁售后企業(yè)維修人員在面對車主反饋車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,方便進行快速檢測維修的問題。(2)抓住關(guān)鍵電動汽車傳導充電技術(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、高阻燃PC顆粒面板、短路保護、漏電保護等電氣防護設(shè)計用于保護人身及設(shè)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;充電一鍵啟動開關(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、時間計時、藍牙數(shù)據(jù)監(jiān)測等;操作簡單,采用彩色電路,配置操作手冊。(3)提出輕型化與結(jié)構(gòu)布局設(shè)計結(jié)合。本項目所研究的是設(shè)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、操作簡單、耐用、安全、 等特點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(jié)合電動汽車傳導充電連接裝置通用要求,模擬車輛充電啟停,充電一鍵啟動功能,液晶顯示屏各數(shù)值讀取。
2.2快速充電策略
電動汽車充電時其充電可接受比是變化的,與動力電池的放電率和放電深度有關(guān)。所以在充電時同樣可以進行放電操作,以降低充電時間,改善充電特性。如果在充電初始階段進行正負脈沖充電,雖然可以提高動力電池的可接受充電電流,但是也增加了充電時間。因此本文提出一種分段式充電策略實現(xiàn)對智能充電樁的充電控制。一共將充電階段分為四個階段,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:這個階段動力電池的SOC一般情況下不超過10%,其作用是保護電池。首先要檢測動力電池的端電壓,如果小于2.55V則說明動力電池處于過放電狀態(tài),需要進行小電流預充電,在進行快速充電之前進行小電流充電是十分必要的。在動力電池過放電狀態(tài)時對其進行快速充電會造成動力電池的損傷。2)分段恒流充電階段:這個階段要短時間內(nèi) 大限度對電池進行無損充電,首先檢測動力電池的端電壓是否處于2.55V到3V之間,這個階段動力電池的極化現(xiàn)象不明顯,不需要進行去極化操作。將這個階段細分為七個小階段,使之與動力電池的可接受電流變化規(guī)律相匹配。3)正負脈沖充電階段:這個階段動力電池極化現(xiàn)象嚴重,采用正脈沖充電的同時,還需要加入去極化負脈沖。首先要檢測動力電池的端電壓值是否處于3V到3.3V之間。這個階段動力電池的端電壓已經(jīng)接近3.3V,不適合進行大電流充電,況且之前階段由于大電流充電造成動力電池的極化現(xiàn)象比較嚴重。如果要縮短充電時間可以在采用正脈沖充電的同時,在正脈沖結(jié)束后加入一個短暫停歇和一個負脈沖,負脈沖的持續(xù)時間與動力電池的極化程度相關(guān)。
2.3絕緣自檢測
在充電樁啟動充電前檢查整個充電回路絕緣性的過程中,絕緣自檢測是其中的一項重要環(huán)節(jié),整個檢測中充電樁通常會發(fā)生兩種故障,即開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伏以內(nèi),充電樁應該正常開展絕緣自檢測工作,如果檢測中具有充電樁未能按照要求啟動絕緣檢測的問題,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(jié)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,則會發(fā)發(fā)生于充電樁輸出電壓,以及握手報文的 高規(guī)定充電電壓范圍內(nèi)。例如,充電樁電壓為750伏,握手報文規(guī)定電壓 大值為475伏,如果此時的充電樁仍然在750伏電壓狀態(tài)下開展絕緣自檢測工作,便容易出現(xiàn)車輛過電壓的危險。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,可用來規(guī)避充電中對電池負載產(chǎn)生電壓沖擊的風險。電壓泄放中有時會發(fā)生超時現(xiàn)象,與泄放回路切換延時有關(guān),需要將充電回路直流電壓下降到60伏以下的時間,控制在1秒以內(nèi)。
安科瑞充電樁收費運營云平臺
3.1概述
AcrelCloud-9000安科瑞充電柱收費運營云平臺系統(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)控充電樁運行狀態(tài),進行充電服務、支付管理,交易結(jié)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(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、學校、園區(qū)等充電樁模式的充電基礎(chǔ)設(shè)施設(shè)計。
3.3.1系統(tǒng)分為四層:
1)即數(shù)據(jù)采集層、網(wǎng)絡傳輸層、數(shù)據(jù)中心層和客戶端層。
2)數(shù)據(jù)采集層:包括電瓶車智能充電樁通訊協(xié)議為標準modbus-rtu。電瓶車智能充電樁用于采集充電回路的電力參數(shù),并進行電能計量和保護。
3)網(wǎng)絡傳輸層:通過4G網(wǎng)絡將數(shù)據(jù)上傳至搭建好的數(shù)據(jù)庫服務器。
4)數(shù)據(jù)中心層:包含應用服務器和數(shù)據(jù)服務器,應用服務器部署數(shù)據(jù)采集服務、WEB網(wǎng)站,數(shù)據(jù)服務器部署實時數(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,同時為運維人員提供運維APP,充電用戶提供充電小程序。
3.4安科瑞充電樁云平臺系統(tǒng)功能
3.4.1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。
3.4.2.實時監(jiān)控
實時監(jiān)視充電設(shè)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賬戶,對其進行賬戶進行充值、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信息。
3.4.4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行派發(fā)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(jié)果上報。充電用戶也可通過充電小程序反饋現(xiàn)場問題。
3.4.5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。
3.4.6基礎(chǔ)數(shù)據(jù)管理
在系統(tǒng)平臺建立運營商戶,運營商可建立和管理其運營所需站點和充電設(shè)施,維護充電設(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。
3.4.7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(huán)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(shù)設(shè)置,同時可接收故障推送。
3.4.8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。
3.5系統(tǒng)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(jié)能環(huán)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(yè)快速、經(jīng)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(xiàn)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(lián)網(wǎng)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(jiān)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(lián)網(wǎng)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(jiān)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(wǎng) 支持刷卡,掃碼、免費充電 |
互聯(lián)網(wǎng)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(jiān)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(wǎng) 支持刷卡,掃碼、免費充電 | |
互聯(lián)網(wǎng)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(jiān)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(wǎng) 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(wǎng)關(guān) | ANet-2E4SM |
| 4路RS485 串口,光耦隔離,2路以太網(wǎng)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(wǎng)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(xié)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(tǒng)計,總正反向無功電能統(tǒng)計;紅外通訊;電流規(guī)格:經(jīng)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(改造項目 ) 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(tǒng)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(xiàn)短路限流滅弧保護、過載限流保護、內(nèi)部超溫限流保護、過欠壓保護、漏電監(jiān)測、線纜溫度監(jiān)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(shè)。 |
4結(jié)語
在新時代的大背景之下,電動汽車以及充電設(shè)施行業(yè)呈現(xiàn)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題,并且制定出完善的方法,將問題妥善的解決,防止出現(xiàn)充電設(shè)施與車輛充電不兼容而導致資源浪費等問題。將充電樁檢測技術(shù)加入電動汽車行業(yè)中,此項技術(shù)將自己的作用全部發(fā)揮出來,可以及時發(fā)現(xiàn)充電樁電流電壓輸入輸出問題,保證在運行過程當中始終處在穩(wěn)定、安全的狀態(tài)當中,確保充電樁電能應用更加安全。為了能夠滿足現(xiàn)場檢測過程當中所提出來的要求,相關(guān)部門以及相關(guān)工作人員還需要對電動汽車充電樁的檢測技術(shù)進行深入分析和研究,保證檢測方法更加可靠,為電動汽車提供更加高質(zhì)量的服務。
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