我國現有電動自行車保有量在3億輛左右，并且以每年30%的速度快速增長。隨著電動自行車數量的快速增長，由于其充電形式不規律、充電頻繁、充電環境差等原因造成的電氣火災數量也急劇上升。電動自行車的集中存放和充電，也容易引發連片火災。根據消防部門的調查發近年來，由于新能源技術的推廣應用和環境保護力度不斷加大，方便快捷的電動自行車現，許多居民小區的電氣火災都是由于電動自行車充電所引發的。

電動自行車充電之所以容易引起火災，其根本原因與其充電環境、使用習慣和自身材質有關。幾乎所有電動車使用的裝飾性部件，使用的都是氧指數在17～18的易燃材質，這類材料只需要很少的氧氣就能迅速起火蔓延。這些裝飾性部件還大量使用高分子材料，起火后會迅速產生有毒煙霧，不僅阻礙逃生視線，還會致人喪失自救能力。為有效遏制電氣火災高發勢頭，國務院安委會決定在全國范圍內組織開展為期3年的電氣火災綜合治理工作，電動自行車在充電過程中引發火災是治理工作關鍵。

筆者針對電動自行車安全充電和智能計費管理這兩大難題，研發一種具有電流管理、實時監控、過載保護、自動啟停等功能的電動自行車智能安全充電系統，解決電動自行車充電中因私拉電線、線路老化、無人監管、設備易受自然環境和人為破壞等因素的影響而發生火災的難題。研究成果對我國新能源交通行業發展和新能源應用安全保障具有十分重要的現實意義，同時也為居民生活提供安全、便利與快捷的生活服務，具有廣闊的市場前景。

為了解決電動自行車由于私拉電線、充電線路老化、充電設施無保護等引發的火災事故頻發問題，研發了電動自行車智能充電管理系統。針對該系統中所采用的功率監測、負載檢測技術和負載均衡等進行深入研究。系統依靠功率監測和負載檢測技術實現了對充電功率的檢測和系統各個環節的閉環自檢，根據采集到的有功功率對電池充電模式進行匹配，通過電池狀態多參量實時在線監測，能夠在電池充滿或負載不在線的情況下實現0.5s內自動起停并發出報警信號。系統實現對電動自行車充電的智能安全管理和統一管理等實用功能。

目前，市面上的電動自行車充電樁大多只為車輛提供充電電能，對車輛充電電壓/流、有功功率、電池狀態等信息并沒有系統的采集和分析判斷，在提供充電功能的同時并不能有效地監測車輛狀態和電能使用情況，更不能對其消防安全進行有效監控和防范。筆者所設計的電動自行車智能充電管理系統通過對車輛充電時的電壓/電流、有功功率、設備溫度等參數的實時監測，實現了車輛接入、電池狀態、設備自身狀態的有效監控。

為了能夠準確地監測充電時負載的有功功率，采用單相計能芯片RN8208G對負載有功功率進行測量，該芯片具備有功功率、有功電能、電壓/流有效值等準確測量功能，其有功電能誤差8000:1，動態范圍內《0.1%，精度可達0.5s級。為保證主功率開關模塊壽命能夠適應電動自行車充電的頻繁使用情況，系統硬件采用過零檢測通斷繼電器結合RC阻容吸收浪涌脈沖電路的設計，實現對繼電器觸點的保護。

智能控電管理系統設計。待充電車輛與智能充電管理系統連接后，系統對當前充電車輛電池進行檢測，確定其電能狀態是否需要充電。系統實時進行電壓、電流和溫度的采集，確定當前充電車輛電池狀態正常，并根據電池當前狀態選擇合適的充電模式。在充電過程中，系統對電池狀態和系統充電電壓、電流等參數進行采集，判斷電池是否充滿，如果電池已充滿，則系統進入浮充狀態一段時間后自動斷電，并給出充電完成信號，否則充電過程持續。此外，如果發現負載（電池）接入狀態不在線，則系統斷電并發出報警信號。

目前，市場上的電動自行車普遍采用的鉛酸蓄電池，無論采用恒流充電還是恒壓充電，其長時間以某一種方式持續充電，則會有安全隱患并對電池壽命造成不可逆的損害。當系統以恒流充電模式對電池持續充電趨于飽和時，還是以固定電流充電，充電機為維持恒流，提高電壓可能會造成電池損壞或火災爆炸事故。

恒壓充電在開始充電時，電流很大，使蓄電池發熱，電液沸騰，內部化學反應急劇，具有很大的消防安全隱患。電池接近充滿狀態系統的浮充模式也不可以持續太久，否則，會因恒壓持續充電導致電池自燃。智能充電系統可檢測充電功率，設定關機功率，在電池充電過程中，功率低于關機功率時，設備會關斷電源，沒有電流輸出。在充電過程中，如果電流、電壓的異常跳動，設備會判斷并斷電、報警等。

安科瑞充電樁系統云平臺能夠對電動自行車充電樁的日常狀態、充電過程進行監控；實現充電支付對接：支持投幣、刷卡、微信支付等多種支付方式，保證支付交易過程的完整性，對充電過程中的異常情況進行有效預警；實現對下游站級平臺的清算、對賬功能。云平臺對接保證后期數據的整合，為實現大數據管控，建設智慧平安社區提供基礎。

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