淺談電動(dòng)汽車的充電方法和建設(shè)充電樁監(jiān)控系統(tǒng)的必要性

電動(dòng)汽車以電能為動(dòng)力，但也有一個(gè)很大的缺點(diǎn)，那就是續(xù)航能力較差。所以，運(yùn)用現(xiàn)代科技對(duì)電動(dòng)車進(jìn)行智能充電就顯得尤為重要。在電動(dòng)汽車智能充電的研究中，涉及到了電力電子變流技術(shù)、 REIP無(wú)線射頻技術(shù)、智能監(jiān)控技術(shù)以及 CAN總線技術(shù)等。本文將 CAN總線的無(wú)人值守功能與網(wǎng)絡(luò)通信功能與應(yīng)用到電動(dòng)汽車智能充電樁的設(shè)計(jì)與研究中，對(duì)無(wú)人值守的智能電動(dòng)車充電樁進(jìn)行了實(shí)踐基礎(chǔ)和理論可行性分析，并提出了一種兼具無(wú)人值守功能的電動(dòng)汽車。將每一臺(tái)電動(dòng)汽車智能充電樁看作一個(gè)智能節(jié)點(diǎn)，構(gòu)建了上位機(jī)監(jiān)測(cè)與下位機(jī)數(shù)據(jù)采集相結(jié)合的系統(tǒng)整體框架，并給出了該系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)方法與硬件結(jié)構(gòu)組成方案。對(duì)電動(dòng)汽車智能充電樁的研發(fā)與應(yīng)用，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)電動(dòng)汽車的快速充電，還可以對(duì)充電狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)測(cè)與控制，進(jìn)而解決電動(dòng)汽車?yán)m(xù)航能力不足的問(wèn)題。

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概述

傳統(tǒng)車輛通常以礦物燃料為動(dòng)力源，但礦物燃料的使用不但帶來(lái)了環(huán)境污染，同時(shí)礦物能源也是一種不可再生的資源，其儲(chǔ)量也在不斷減少。為此，各國(guó)紛紛加大了對(duì)電動(dòng)車的研發(fā)力度。在電動(dòng)汽車行業(yè)中，我國(guó)是一個(gè)起步比較早，發(fā)展很快的國(guó)家，為進(jìn)一步節(jié)能減排，改善地球環(huán)境，發(fā)展電動(dòng)汽車已是必然趨勢(shì)。然而，由于電動(dòng)汽車的續(xù)航能力較差，以及不方便充電等問(wèn)題，這些問(wèn)題也是長(zhǎng)期遭到人們的非議，很大程度地制約了電動(dòng)汽車的廣泛應(yīng)用。當(dāng)前，電動(dòng)汽車的動(dòng)力來(lái)源通常是蓄電池，如果電壓較低，就要進(jìn)行充電，否則會(huì)對(duì)速度、汽車性能等方面造成很大的影響。充電方式有很多，其中使用的比較多的有常規(guī)充電、電池組快速更換和快速充電等，而作為電動(dòng)汽車的動(dòng)力電池重量較大，體積也較大，所以在更換時(shí)會(huì)遇到不方便的問(wèn)題。電動(dòng)車智能充電樁的應(yīng)用，可以有效地解決電動(dòng)車充電的問(wèn)題。智能充電樁可以根據(jù)動(dòng)力電池的電量對(duì)電池進(jìn)行維修，在進(jìn)行操作時(shí)也非常方便。既可以解決電動(dòng)車隨時(shí)充電的難題，也可以為電動(dòng)車提供保養(yǎng)。

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電動(dòng)汽車的充電方法和建設(shè)充電樁監(jiān)控系統(tǒng)的必要性

目前 ，電動(dòng)汽車充電方式主要有以下幾種 ：

? ? ?(1)交流充電。交流充電通常是220 V或者380 V的交流電源，在充電時(shí)，車載充電裝置會(huì)對(duì)電流進(jìn)行整流和濾波。由此，對(duì)電動(dòng)車供電進(jìn)行保護(hù)，對(duì)電動(dòng)車進(jìn)行充電。但這種充電方法充電時(shí)間長(zhǎng)，所以更適合于小型電動(dòng)車和混合動(dòng)力電動(dòng)車。

? ? ?(2)直流充電。本發(fā)明是一種以直流電源為動(dòng)力的充電模式。由于無(wú)需通過(guò)車載設(shè)備調(diào)整電流，所以車輛的重量可大幅度降低。所以在進(jìn)行直流充電時(shí)，充電功率比較大，充電效率也比較高，可以實(shí)現(xiàn)快速充電。因此，該系統(tǒng)可應(yīng)用于大規(guī)模電動(dòng)車充電。

? ? ?(3)更換電池組。用這個(gè)方法充電的時(shí)候，要為電動(dòng)車準(zhǔn)備兩套電池，一套電池為電動(dòng)車供電。另一群人則是在地面上進(jìn)行交流。如果所用的蓄電池電量過(guò)低，則取下所用的蓄電池，并用另一組代替。這樣的充電方法，可以很大程度地減少充電的時(shí)間。不過(guò)，為了縮短充電時(shí)間，有必要建立更多的換電池組，而且還需要有更多的員工來(lái)維護(hù)換電池組。因?yàn)橐ㄙM(fèi)很大的費(fèi)用，所以會(huì)影響到電動(dòng)汽車充電的智能性，所以通常都不會(huì)采用這種方法來(lái)充電。

? ? ?(4)非接觸式充電。這是一種比較少見的方法，因?yàn)樗枰度胍恍┨厥獾?a target="_blank">電子部件，并且要確保它可以隨時(shí)與車輛保持聯(lián)系。只有這樣，電動(dòng)車才能隨時(shí)充電。因?yàn)榧夹g(shù)和投資的原因，這個(gè)充電方法并沒有被廣泛地應(yīng)用。

? ? ?充電的方法有兩種，一種是直流充電，另一種是交流充電。無(wú)論是哪一種，都需要有一座充電樁，而想要實(shí)現(xiàn)智能充電，就要有一套充電樁的監(jiān)控系統(tǒng)。雖然目前，電動(dòng)汽車仍有許多不足之處，但隨著社會(huì)、科技等的發(fā)展，電動(dòng)汽車因其噪音小、無(wú)污染等優(yōu)勢(shì)，將會(huì)逐步被人們所接受和認(rèn)同。所以，要建立一個(gè)充電系統(tǒng)，雖然這個(gè)項(xiàng)目很大。不過(guò)，還是有必要的。隨著電動(dòng)車的不斷發(fā)展，目前使用的蓄電池多為鋰離子電池。這種類型的電池對(duì)充電和放電要求很高，如果沒有建立智能充電樁進(jìn)行管理。會(huì)對(duì)鋰電池產(chǎn)生很大的危害，甚至?xí){到人類的生命。

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安科瑞充電樁收費(fèi)運(yùn)營(yíng)云平臺(tái)及應(yīng)用場(chǎng)合

? ? ?AcrelCloud-9000安科瑞充電樁計(jì)費(fèi)與運(yùn)營(yíng)云平臺(tái)，利用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，對(duì)汽車充電樁、電動(dòng)自行車充電站及各充電樁進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，實(shí)現(xiàn)充電服務(wù)、支付管理、交易結(jié)算、資源管理、電能管理、詳細(xì)查詢等功能，并對(duì)充電樁的超溫保護(hù)、漏電、過(guò)電壓、電壓過(guò)低、絕緣不良等進(jìn)行預(yù)警。該充電樁可實(shí)現(xiàn)以太網(wǎng)，4 G, wifi三種接入，用戶可通過(guò)微信，支付寶，云閃付等支付方式進(jìn)行充電樁充電。

? ? ?適合于居住小區(qū)等物業(yè)環(huán)境，各類企事業(yè)單位，醫(yī)院，景區(qū)，學(xué)校，園區(qū)等公共建筑，公共停車場(chǎng)，公路充電站，公交樞紐，購(gòu)物中心，商業(yè)綜合體，商業(yè)廣場(chǎng)，地下停車場(chǎng)，高速服務(wù)區(qū)，公寓，寫字樓等。

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系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

? ? ?現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備層：與網(wǎng)絡(luò)中的各種傳感器相連接，具體包括了多功能電力儀表、汽車充電樁、電瓶車充電樁、電能質(zhì)量分析儀表、電氣火災(zāi)探測(cè)器、限流式保護(hù)器、煙霧傳感器、測(cè)溫裝置、智能插座、攝像頭等。

? ? ?網(wǎng)絡(luò)通信層：包括智能網(wǎng)關(guān)，網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)，以及其他的一些設(shè)備。智能網(wǎng)關(guān)會(huì)積極地對(duì)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備層設(shè)備的數(shù)據(jù)進(jìn)行收集，并可以對(duì)其進(jìn)行規(guī)范轉(zhuǎn)換，進(jìn)行數(shù)據(jù)存儲(chǔ)，并利用網(wǎng)絡(luò)將數(shù)據(jù)上載到已經(jīng)建立好的數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器上，當(dāng)網(wǎng)絡(luò)出現(xiàn)故障的時(shí)候，智能網(wǎng)關(guān)可以將數(shù)據(jù)保存在本地，當(dāng)網(wǎng)絡(luò)恢復(fù)的時(shí)候，從中斷的地方繼續(xù)上載數(shù)據(jù)，確保服務(wù)器端的數(shù)據(jù)不會(huì)丟失。

? ? ?平臺(tái)管理層：包括應(yīng)用服務(wù)器與數(shù)據(jù)服務(wù)器，完成了與現(xiàn)場(chǎng)全部智能設(shè)備之間的數(shù)據(jù)交互，可以通過(guò)個(gè)人電腦或移動(dòng)電腦，對(duì)充電站的運(yùn)行狀態(tài)、充電樁的工作狀態(tài)、充電過(guò)程以及用戶的行為進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，并且可以使用微信、支付寶等進(jìn)行在線支付。

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平臺(tái)功能描述

5.1充電服務(wù)

? ?充電站查詢、充電站查詢、地圖定位、網(wǎng)上充電站收費(fèi)、充電站結(jié)算、導(dǎo)航等。

5.2首頁(yè)總覽

? ?總覽當(dāng)日、當(dāng)月開戶數(shù)，充值金額，充電金額，充電度數(shù)，充電次數(shù)，充電時(shí)長(zhǎng)，累計(jì)的開戶數(shù)，充值金額，充電金額，充電度數(shù)，充電次數(shù)，充電時(shí)長(zhǎng)，以及對(duì)應(yīng)的環(huán)比增長(zhǎng)和同比增長(zhǎng)，樁，站分布地圖導(dǎo)航，本月充電統(tǒng)計(jì)。

5.3交易結(jié)算

? ?對(duì)充電定價(jià)、預(yù)付費(fèi)、賬單、收入、財(cái)務(wù)報(bào)告等進(jìn)行分析。

5.4故障管理

? ?失效管理失效記錄查詢、失效處理、失效確認(rèn)、失效分析等條目，便于使用者對(duì)失效的管理及查詢。

5.5統(tǒng)計(jì)分析

? ?統(tǒng)計(jì)分析支持運(yùn)營(yíng)趨勢(shì)分析、收益統(tǒng)計(jì)，讓用戶可以通過(guò)曲線、能耗分析等分析工具，來(lái)瀏覽樁的充電運(yùn)營(yíng)情況。

審核編輯：劉清