程瑜

安科瑞電氣股份有限公司上海嘉定 201801

摘要：隨著經濟的發展，人們生活水平的提高，人們逐漸意識到可持續發展的重要。世界能源形勢嚴峻，各國能源結構都在加快調整轉型，綠色低碳發展趨勢不可逆轉，能源產業也在持續提高信息化和智能化水平，能源發展呈現出明顯的低碳化、智能化、多元化、多極化趨勢。目前大力優化調整能源結構，推進能源綠色低碳發展以實現碳達峰碳中和。近年來，新能源汽車行業以電動、混動汽車發展尤為迅猛，與電動、混動汽車配套的充電樁也得到了大力發展和普及。

關鍵詞：新能源；汽車充電樁；發展

0.引言

近年來，伴隨全球變暖狀況日益嚴峻，諸多能源危機問題相繼涌現，這些問題備受全社會公眾的重視。在產業建設中，如何有效處理這些問題，要對新能源技術進行廣泛研究與運用。比如：在汽車行業發展中，學者們開始進行全新純電動汽車的研發。這種汽車在實際使用中更有科學性與環保性。但這種汽車發展過程中，對充電站建設提出了高質量要求，有關行業只有對充電站建設開發高度重視，才能推動電動汽車可持續高質量發展，從而為提升企業經濟效益提供保障。

1.充電設施的類型

充電設施包括電力系統、充電系統、監控管理系統和計費系統。充電設施的容量、電壓等選擇要符合本地的新能源汽車使用要求。住宅小區內的充電站一般以單相交流充電樁為主，其目的是鼓勵私人新能源汽車車主在家里使用單相交流充電樁進行夜間充電，雖然需要較長的充電時間，但是可以達到削峰的效果。在需要快速充電的情況下，可以選用三相交流樁、直流一體充電樁、非車載式充電樁。對于具有大量充電終端的大型場地，可以采取靈活的充電堆；對于交通量大、運行周期短的應用場合，也可以采用更換電池的方式。目前充電樁類有如壁掛式、落地式、立柱式等類型，使用時均應視現場實際情況而定。設置在室內的充電設備防護級別要在IP32以上，設置在室外的充電設備防護級別要在IP54以上，且具有一定的防水防塵性能。居住區停車場、公共建筑附屬停車場、園區停車場、校園停車場、路邊停車場等均可使用單相交流充電。三相交流充電樁主要用于出租車公司、公共充電站、景區大型巴士停車場等經營場所。目前，各大電力公司均已裝備三相交流380V/42kW的車載充電器，可快速充電，滿足營運單位和公共快充的需求。而在太陽能、風能等可再生資源豐富的區域，應使用可再生能源進行充電。太陽能、風力發電等直接產生的電能是直流電，可以直接給新能源汽車的蓄電池充電，從而減少電力系統的交流和直流轉換，節約能源，綠色環保。

2.新能源電動汽車充電系統的構成

（1）充電器。充電器指的是轉化電網供應的交直電能為高電壓車載蓄電池需要的直流電能設備，也就是DC/DC整流器與AC/DC。純電動車與插電混合電動車的充電器可以分成兩類，一種需要裝置于車內，稱作車載充電器，另一種需要置于充電樁之中，稱作非車載充電器。一種就是在插電混合電動或者純電動車上安裝AC/DC，使用地面上的交流電網或車載電源提供高電壓蓄電池充電設備。車載充電器的主要作用在于和交流電網的建設銜接，使車輛安全充電要求得到滿足。此外，還能利用對導線和車輛通信的構建控制。如此以來，不但確保充電安全，還可交換車輛和車載充電器的參數，如高強度電流。（2）充電設施。充電設施指的是為了符合純電動汽車與插電混動汽車的充電方面問題而配置戶外的供電設施，經常會在廣場、固定場所或方便停靠新能源汽車的固定地點實施安裝。充電設施可為純電動汽車或者插電混動汽車供應三項或者單項交流電，采用標準型非接觸智能卡對充電全程加以控制，并進行保護系統功能的提供，如：防雷系統、過溫系統、過流系統、欠壓系統與過壓系統等。

3.新能源汽車充電樁發展對策及建議

3.1加強監管

目前生產企業在取得計量器具型式批準證書后，就可以進行相關產品的生產和銷售，市場監管部門要嚴格規范充電樁生產企業，做好“證后監管”，以“雙隨機”的形式對生產企業能力開展檢查，做到三年全覆蓋，對生產能力不足、存在產品質量隱患的生產企業責令限期整改，必要時可對不完成整改的企業收回型式批準證書，取消其生產資質，記錄企業不良行為。增加充電樁產品質量抽查的預算，擴大產品質量抽查的力度和覆蓋面。

3.2電動汽車充電樁數據分析平臺設計

通過對電子記錄系統的數據統計、歸類、分析，建立一套電動汽車充電樁數據分析平臺，為管理部門、生產廠家乃至電動汽車用戶提供多方面的數據支持。如通過統計分析一定時間段內的檢定地點，得到各地區在運充電樁數量分布，可快速獲得分布密度圖；通過檢定周期內統計，得到各地區充電樁數量增減情況，能較客觀地描述該地區充電設施的發展情況；結合檢定日期分析檢定數據，不僅管理部門能把握在運充電樁檢定周期內的合格率，而且生產企業也能把握產品實際運行情況，為產品升級改造提供參考；通過分析充電樁類型和檢定數據，不僅為管理部門對充電樁的兩個檢定規程的更新提供數據支持，而且為日后充電樁檢定的課題研究提供可靠的數據來源。

3.3加強汽車充電樁控制系統安全設計

新能源汽車充電樁主體作為汽車電量供應的重要部分，其安全性和穩定性的保障尤為重要。因此，工程技術人員可運用科學的手段增強其在電能供應和傳輸方面的穩定性，經過多年的研究探索，工程技術人員通過對新能源汽車充電樁規劃安全控制系統，保障其在為能源汽車的供電操作中，能持續且安全地完成電能供應和傳輸。安全系統的安裝可以配合新能源汽車充電樁內部的檢測系統一起運行，共同對新能源汽車電能儲蓄裝置的狀態進行檢測，在電流過低的情況下，充電樁的安全系統會自動傳輸報警提醒，與此同時，充電樁的檢測系統會及時對新能源汽車內部電能載體內的電量狀態進行檢測，并有所調整供電做功和供電強度，保證充電樁電量傳輸的有效性。同時，還可對充電樁的周圍環境進行檢測，實時了解天氣、溫度等外部情況，針對惡劣的天氣環境條件，安全系統會自動傳輸程序指令到充電樁的控制系統，并自動開啟輔助設備，保障新能源汽車充電樁基礎設施的安全維護，規避可能遇到的自然損壞。通常情況下，針對新能源汽車充電樁的安全系統設計，其具體的設計手法如下：工程技術人員會采用虛擬掃描程序，先對新能源汽車充電樁的外部充電端口進行檢測，并重新規劃其外部設備的原有電量的初始狀態，以方便后續對汽車充電樁型號匹配、內部電容量、電量損耗比例等參數的設計。通常情況下，標準型號新能源汽車充電樁的電量為220AH，外部設備初始電量設置在30%左右，其充電樁的電能供應強度設置初始參數為中等強度，并通過程序設計實時對新能源汽車的安全性進行監測。

4.安科瑞充電樁收費運營云平臺

4.1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。

4.2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。

4.3系統結構

4.3.1系統分為四層：

1）即數據采集層、網絡傳輸層、數據層和客戶端層。

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。

4.4安科瑞充電樁云平臺系統功能

4.4.1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。

4.4.2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。

4.4.3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、注銷等操作，可查看小區用戶每日的充電交易詳細信息。

4.4.4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。

4.4.5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。

4.4.6基礎數據管理

在系統平臺建立運營商戶，運營商可建立和管理其運營所需站點和充電設施，維護充電設施信息、價格策略、折扣、優惠活動，同時可管理在線卡用戶充值、凍結和解綁。

4.4.7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。

4.4.8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。

4.5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（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。

5結語

新能源汽車目前正逐步成為人們的購車首選，因此做好新能源汽車充電站（樁）的消防安全監管工作，不僅可以保障人們的安全，也是積極響應落實黨、國務院和自治區黨委、關于加快新能源汽車發展、加快推進新型基礎設施建設決策部署的重要舉措，有利于全面推進新能源汽車的發展。

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審核編輯 黃宇