淺聊電動(dòng)汽車充電樁絕緣智能化自檢裝置的設(shè)計(jì)與應(yīng)用

張繼冬

安科瑞電氣股份有限公司 上海嘉定 201801

摘要： 隨著電動(dòng)汽車的快速發(fā)展，充電樁的需求也日益增長(zhǎng)。然而，充電樁的安全問題一直備受關(guān)注，其中絕緣故障是一個(gè)潛在的安全隱患。本文旨在設(shè)計(jì)一種電動(dòng)汽車充電樁絕緣智能化自檢裝置，通過對(duì)充電樁絕緣狀態(tài)的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)和智能化判斷，提高充電樁的安全性和可靠性。首先介紹了充電樁絕緣故障的危害和現(xiàn)有檢測(cè)方法的不足，然后詳細(xì)闡述了絕緣智能化自檢裝置的設(shè)計(jì)原理、硬件組成和軟件實(shí)現(xiàn)，最后通過實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了該裝置的有效性和可行性。

1. 電擊危險(xiǎn)：當(dāng)充電樁的絕緣性能下降時(shí)，可能會(huì)導(dǎo)致充電樁外殼帶電，從而對(duì)使用者造成電擊危險(xiǎn)。

2. 火災(zāi)危險(xiǎn)：絕緣故障可能會(huì)引起充電樁內(nèi)部短路，產(chǎn)生高溫和火花，從而引發(fā)火災(zāi)。

3. 設(shè)備損壞：絕緣故障還可能會(huì)損壞充電樁內(nèi)部的電子元件和電氣設(shè)備，影響充電樁的正常運(yùn)行。

1. 人工檢測(cè)：人工檢測(cè)需要專業(yè)人員使用專業(yè)設(shè)備進(jìn)行檢測(cè)，檢測(cè)效率低，成本高，且不能實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)充電樁的絕緣狀態(tài)。

2. 定期檢測(cè)：定期檢測(cè)需要將充電樁停止運(yùn)行，進(jìn)行全面檢測(cè)，這會(huì)影響充電樁的使用效率，且不能及時(shí)發(fā)現(xiàn)絕緣故障。

3. 在線監(jiān)測(cè)：目前的在線監(jiān)測(cè)方法主要是通過監(jiān)測(cè)充電樁的電壓、電流等參數(shù)來判斷絕緣狀態(tài)，但是這種方法的準(zhǔn)確性和可靠性不高，容易受到干擾。

四、安科瑞充電樁收費(fèi)運(yùn)營(yíng)云平臺(tái)系統(tǒng)選型方案

（一）概述

AcrelCloud-9000安科瑞充電柱收費(fèi)運(yùn)營(yíng)云平臺(tái)系統(tǒng)通過物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)對(duì)接入系統(tǒng)的電動(dòng)電動(dòng)自行車充電站以及各個(gè)充電整法行不間斷地?cái)?shù)據(jù)采集和監(jiān)控，實(shí)時(shí)監(jiān)控充電樁運(yùn)行狀態(tài)，進(jìn)行充電服務(wù)、支付管理，交易結(jié)算，資要管理、電能管理，明細(xì)查詢等。同時(shí)對(duì)充電機(jī)過溫保護(hù)、漏電、充電機(jī)輸入/輸出過壓，欠壓，絕緣低各類故障進(jìn)行預(yù)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。

（二）應(yīng)用場(chǎng)所

適用于民用建筑、一般工業(yè)建筑、居住小區(qū)、實(shí)業(yè)單位、商業(yè)綜合體、學(xué)校、園區(qū)等充電樁模式的充電基礎(chǔ)設(shè)施設(shè)計(jì)。

（三）系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

系統(tǒng)分為四層：

（1）即數(shù)據(jù)采集層、網(wǎng)絡(luò)傳輸層、數(shù)據(jù)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(biāo)準(zhǔn)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(jìn)行電能計(jì)量和保護(hù)。

（3）網(wǎng)絡(luò)傳輸層：通過4G網(wǎng)絡(luò)將數(shù)據(jù)上傳至搭建好的數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器。

（4）數(shù)據(jù)層：包含應(yīng)用服務(wù)器和數(shù)據(jù)服務(wù)器，應(yīng)用服務(wù)器部署數(shù)據(jù)采集服務(wù)、WEB網(wǎng)站，數(shù)據(jù)服務(wù)器部署實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)、歷史數(shù)據(jù)庫(kù)、基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫(kù)。

（5）應(yīng)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(fèi)平臺(tái)。終端充電用戶通過刷卡掃碼的方式啟動(dòng)充電。

小區(qū)充電平臺(tái)功能主要涵蓋充電設(shè)施智能化大屏、實(shí)時(shí)監(jiān)控、交易管理、故障管理、統(tǒng)計(jì)分析、基礎(chǔ)數(shù)據(jù)管理等功能，同時(shí)為運(yùn)維人員提供運(yùn)維APP，充電用戶提供充電小程序。

（四）安科瑞充電樁云平臺(tái)系統(tǒng)功能

（1）智能化大屏

智能化大屏展示站點(diǎn)分布情況，對(duì)設(shè)備狀態(tài)、設(shè)備使用率、充電次數(shù)、充電時(shí)長(zhǎng)、充電金額、充電度數(shù)、充電樁故障等進(jìn)行統(tǒng)計(jì)顯示，同時(shí)可查看每個(gè)站點(diǎn)的站點(diǎn)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。

（2）實(shí)時(shí)監(jiān)控

實(shí)時(shí)監(jiān)視充電設(shè)施運(yùn)行狀況，主要包括充電樁運(yùn)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）交易管理

平臺(tái)管理人員可管理充電用戶賬戶，對(duì)其進(jìn)行賬戶進(jìn)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(xì)信息。

（4）故障管理

設(shè)備自動(dòng)上報(bào)故障信息，平臺(tái)管理人員可通過平臺(tái)查看故障信息并進(jìn)行派發(fā)處理，同時(shí)運(yùn)維人員可通過運(yùn)維APP收取故障推送，運(yùn)維人員在運(yùn)維工作完成后將結(jié)果上報(bào)。充電用戶也可通過充電小程序反饋現(xiàn)場(chǎng)問題。

（5）統(tǒng)計(jì)分析

通過系統(tǒng)平臺(tái)，從充電站點(diǎn)、充電設(shè)施、、充電時(shí)間、充電方式等不同角度，查詢充電交易統(tǒng)計(jì)信息、能耗統(tǒng)計(jì)信息等。

（6）基礎(chǔ)數(shù)據(jù)管理

在系統(tǒng)平臺(tái)建立運(yùn)營(yíng)商戶，運(yùn)營(yíng)商可建立和管理其運(yùn)營(yíng)所需站點(diǎn)和充電設(shè)施，維護(hù)充電設(shè)施信息、價(jià)格策略、折扣、優(yōu)惠活動(dòng)，同時(shí)可管理在線卡用戶充值、凍結(jié)和解綁。

（7）運(yùn)維APP

面向運(yùn)維人員使用，可以對(duì)站點(diǎn)和充電樁進(jìn)行管理、能夠進(jìn)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(jìn)行遠(yuǎn)程參數(shù)設(shè)置，同時(shí)可接收故障推送

（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。

（五）系統(tǒng)硬件配置

五、結(jié)束語(yǔ)

由上述內(nèi)容可以得知，在對(duì)電動(dòng)汽車的充電樁進(jìn)行使用時(shí)，需要提前進(jìn)行絕緣檢測(cè)，以保證其應(yīng)用的安全性。這便要求將絕緣檢測(cè)裝置控制模塊融入到充電樁內(nèi)，然后再進(jìn)行充電操作，只有切實(shí)保證絕緣性能后，方可進(jìn)入充電階段，這樣能夠有效降低因充電樁質(zhì)量問題而導(dǎo)致的電動(dòng)汽車受損，或?qū)Σ僮魅藛T人身安全所造成的威脅。

參考文獻(xiàn)：

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