胡冠楠

安科瑞電氣股份有限公司 上海嘉定

摘要：純電動(dòng)汽車(chē)的能量來(lái)源于動(dòng)力電池，而作為二次電池其充電環(huán)節B不可少。新能源汽車(chē)產(chǎn)業(yè)近幾年正在歷經(jīng)大變革、高速度發(fā)展，本該隨之興起的充電基礎設施建設一直遲遲未跟隨產(chǎn)業(yè)鏈的進(jìn)展而加快提速。其中比較重要一項就是充電樁的漏電問(wèn)題，目前，雖然我國在電動(dòng)汽車(chē)充電樁上均有絕緣檢測功能，但是針對其安全問(wèn)題還未完善，就平衡電橋法、不平衡電橋法及直流法三種絕緣檢測方式的優(yōu)劣勢進(jìn)行了簡(jiǎn)單對比。從檢測原理、注意事項等多個(gè)方面對絕緣監測裝置進(jìn)行了簡(jiǎn)單分析，并通過(guò)實(shí)踐表明該裝置可有效提升充電樁的安全性。

關(guān)鍵詞：電動(dòng)汽車(chē)；充電樁；絕緣檢測

為了減少對環(huán)境的破壞，促進(jìn)經(jīng)濟發(fā)展與環(huán)境安全，電動(dòng)汽車(chē)作為我國未來(lái)汽車(chē)工業(yè)發(fā)展的目標，加強充電樁自我孤立的設計，可以有效提高我國資源的可持續發(fā)展，另一方面提高經(jīng)濟效率，實(shí)現我國“環(huán)境保護"這一基本國策。

電動(dòng)汽車(chē)技術(shù)的發(fā)展使我國越來(lái)越多的專(zhuān)業(yè)人員對這一領(lǐng)域感興趣。充電電池是電動(dòng)汽車(chē)技術(shù)應用的一個(gè)重要和B可缺少的組成部分，它已經(jīng)被認為是其發(fā)展水平的一個(gè)重要和具有代表性的組成部分。我國的充電標準較低，特別是充電功率較低和速度較慢。電線(xiàn)桿是現代社會(huì )促進(jìn)姿勢的主要方向，因此它們在安全方面要求更高。在這方面，我國明確規定了直流電充電的規格，并建議進(jìn)行必要的隔離試驗，從而提高充電的安全性。

1充電樁系統的理解

通俗來(lái)說(shuō)，所謂的充電系統包含了四個(gè)部分：電動(dòng)汽車(chē)充電樁、網(wǎng)絡(luò )集中器、電池管理模塊、管理服務(wù)平臺。鑒于四部分的要求，可依據以下四點(diǎn)分析：

安全性：充電安全性可以確保汽車(chē)本身以及工作人員的生命安全，這是主要的要素，借助安全性這一點(diǎn)，提高管理的便利性。

便捷性：此裝置采用新智能管理系統，在充電時(shí)，用戶(hù)和工作人員不需要過(guò)多地參與操作，即可完成汽車(chē)充電，具有很好的便捷性。

G回報：充電系統在給蓄電池充電時(shí)，一方面降低蓄電池充電的成本，其次提高電動(dòng)汽車(chē)的運行效力，兩者結合，是雙贏(yíng)的局面。

效率：此特征主要是通過(guò)高科技手段使得充電效率大大提高，通過(guò)這個(gè)環(huán)節，達到充電系統工作的征途效能，然后達到降低能源消耗的目的。

2絕緣檢測方法

通常，直流系統并不會(huì )受接地點(diǎn)的影響而出現運行障礙的。但是，如果未及時(shí)發(fā)現故障點(diǎn)，則可能會(huì )在另一個(gè)接地故障點(diǎn)出現問(wèn)題時(shí)引發(fā)重大事故。為確保直流系統運行的安全可靠性，在線(xiàn)檢測直流系統的絕緣狀況。一旦檢測到接地故障或者發(fā)生此類(lèi)故障時(shí)，要及時(shí)發(fā)出報警信息，向維修人員明確標示發(fā)生故障的分支點(diǎn)，減少因查找故障點(diǎn)所造成的維修延誤，引發(fā)故障現象的發(fā)生。因此在對正負直流母線(xiàn)電壓接地這一項工作檢查時(shí)，用電壓表來(lái)測量，并將其絕緣電阻計算出來(lái)，以便能夠在電阻值低于設定標準時(shí)，能夠及時(shí)

地向操作人員發(fā)出警報信息，同時(shí)可以自動(dòng)化啟動(dòng)分支，用于對其故障地點(diǎn)進(jìn)行檢測。在本次研究中，主要以?xún)煞N常見(jiàn)的母線(xiàn)絕緣電阻檢測方式來(lái)進(jìn)行分析，即平衡電橋法與不平衡電橋法，而在對去路絕緣電阻進(jìn)行檢測時(shí)，多會(huì )借助交流法與直流法。

3電動(dòng)汽車(chē)充電樁絕緣檢測的實(shí)現方案

本研究包括云端服務(wù)器、電動(dòng)汽車(chē)充電樁漏電檢測在線(xiàn)監控系統和客戶(hù)端；云端服務(wù)器工作時(shí)，通過(guò)HTTP確保瀏覽器與客戶(hù)端的聯(lián)通，通過(guò)TCP確保充電樁漏電檢測在線(xiàn)監控系統處于正常聯(lián)通狀態(tài)；電動(dòng)汽車(chē)充電樁漏電檢測在線(xiàn)監控系統包括充電樁漏電檢測傳感器、基于NB-IoT通信控制模塊、協(xié)調器節點(diǎn)、嵌入式網(wǎng)關(guān)，充電樁漏電檢測傳感器上帶有紅外感應傳感器，充電樁漏電檢測傳感器之間采用NB-IoT無(wú)線(xiàn)通信技術(shù)，將充電樁漏電檢測傳感器看作網(wǎng)絡(luò )中的網(wǎng)絡(luò )可用協(xié)調器節點(diǎn)，借助此節點(diǎn)實(shí)時(shí)收集網(wǎng)絡(luò )報警節點(diǎn)信息，同時(shí)信息共享到網(wǎng)關(guān)，進(jìn)而傳輸到遠端的服務(wù)后臺。

漏電檢測的實(shí)現過(guò)程：

在本研究中，確保云端服務(wù)器上線(xiàn)是基于NB-IoT的通信控制模塊完成，一旦確認成功連接狀態(tài)，雙方通過(guò)握手協(xié)議建立數據連接。

更進(jìn)一步地，在本研究中，云端服務(wù)器為不同類(lèi)型的連接提供不同的數據通信端口。

更進(jìn)一步地，在本研究中，云端服務(wù)器構建為多用戶(hù)接入模式，客戶(hù)端登錄系統時(shí)，需要確認身份，用戶(hù)名和密碼驗證正確的情況下，允許進(jìn)入系統，且需要一定登錄權限，手機app登錄時(shí)，也做了相應的設置，在用戶(hù)名、密碼核對無(wú)誤的情況下，才允許進(jìn)入系統，且需要相應權限。

更進(jìn)一步地，在本研究中，設計了云端服務(wù)器的組群權限管理，此功能的增加，可以使得云端服務(wù)器在提升業(yè)務(wù)管理方面更加完善，使得業(yè)務(wù)信息、流程管理更清楚、更具有針對性。

在本研究中，漏電檢測裝置通過(guò)NB-IoT無(wú)線(xiàn)通信技術(shù)進(jìn)行監測，每個(gè)報警器作為NB-IoT網(wǎng)絡(luò )節點(diǎn)，WSN組網(wǎng)方式組合成一張實(shí)時(shí)連接的無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )。方式將數據傳輸到DATA網(wǎng)絡(luò )，該網(wǎng)絡(luò )中包含了所有現場(chǎng)節點(diǎn)的報警信息。在此傳輸過(guò)程中，在完成協(xié)調器與嵌入式網(wǎng)關(guān)之間的數據信息共享時(shí)，首先由報警器節點(diǎn)信息匯聚到網(wǎng)關(guān)，后臺用戶(hù)查詢(xún)和設置命令下發(fā)給系統網(wǎng)絡(luò )以進(jìn)行信息校驗。嵌入式網(wǎng)關(guān)在實(shí)時(shí)報警和上傳數據的作用也凸顯重要層級，充電樁漏電檢測裝置產(chǎn)生的異常信息首先由NB-IoT模塊監測并通過(guò)系統中的模塊電路主板借助固定IP傳輸，數據傳輸到服務(wù)器后，按照服務(wù)器預先設定的報警閾值進(jìn)行數據復核判斷，完成報警信息的外發(fā)與推送。

電力公司運檢部門(mén)的檢修工作也因此得心應手，不需要現場(chǎng)巡視，借助網(wǎng)絡(luò )聯(lián)通服務(wù)器，查詢(xún)本公司的資產(chǎn)設備編號即可確認監測裝置目前所處的狀態(tài)，如果發(fā)現有需要處理的警情，可通過(guò)短信方式通知相關(guān)運維人員，方能及時(shí)處理故障等。

本研究的工作原理：充電樁漏電檢測傳感器檢測到漏電后，充電樁漏電檢測裝置加裝的傳感器感漏電流觸發(fā)報警，這份報警信息將會(huì )由NB-IoT網(wǎng)絡(luò )傳輸到內嵌網(wǎng)關(guān)終端，網(wǎng)關(guān)具有智能化功能，處理數據后，會(huì )顯示報警設備的位置信息，位置信息也會(huì )通過(guò)NB-IoT發(fā)送至平臺預設的該特定IP上，相關(guān)使用方可以借助服務(wù)器查詢(xún)設備是否漏電。

該系統還設置了系統推送信息，NB-IoT模塊通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)將消息發(fā)送給相應的維修單位，確保監管工作到位到人，使得設備穩定工作。

與當前技術(shù)相比，本設計具有如下有益效果：借助當前技術(shù)背景與現狀，完成四個(gè)確保設計：確保充電樁漏電裝置非法開(kāi)啟行為可追溯、報警信息可查詢(xún)。確保報警依據后臺能夠查閱告警設備的位置信息。確保軟件根據充電樁漏電檢測裝置編號和地圖呈現對應狀態(tài)。確保警情可以立即通知相關(guān)維護處理、補救等。

4安科瑞充電樁收費運營(yíng)云平臺系統選型方案

4.1概述

AcrelCloud-9000安科瑞充電柱收費運營(yíng)云平臺系統通過(guò)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)對接入系統的電動(dòng)電動(dòng)自行車(chē)充電站以及各個(gè)充電整法行不間斷地數據采集和監控，實(shí)時(shí)監控充電樁運行狀態(tài)，進(jìn)行充電服務(wù)、支付管理，交易結算，資要管理、電能管理，明細查詢(xún)等。同時(shí)對充電機過(guò)溫保護、漏電、充電機輸入/輸出過(guò)壓，欠壓，絕緣低各類(lèi)故障進(jìn)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(hù)通過(guò)微信、支付寶，云閃付掃碼充電。

4.2應用場(chǎng)所

適用于民用建筑、一般工業(yè)建筑、居住小區、實(shí)業(yè)單位、商業(yè)綜合體、學(xué)校、園區等充電樁模式的充電基礎設施設計。

4.3系統結構

系統分為四層：

1）即數據采集層、網(wǎng)絡(luò )傳輸層、數據層和客戶(hù)端層。

2）數據采集層：包括電瓶車(chē)智能充電樁通訊協(xié)議為標準modbus-rtu。電瓶車(chē)智能充電樁用于采集充電回路的電力參數，并進(jìn)行電能計量和保護。

3）網(wǎng)絡(luò )傳輸層：通過(guò)4G網(wǎng)絡(luò )將數據上傳至搭建好的數據庫服務(wù)器。

4）數據層：包含應用服務(wù)器和數據服務(wù)器，應用服務(wù)器部署數據采集服務(wù)、WEB網(wǎng)站，數據服務(wù)器部署實(shí)時(shí)數據庫、歷史數據庫、基礎數據庫。

5）應客戶(hù)端層：系統管理員可在瀏覽器中訪(fǎng)問(wèn)電瓶車(chē)充電樁收費平臺。終端充電用戶(hù)通過(guò)刷卡掃碼的方式啟動(dòng)充電。

小區充電平臺功能主要涵蓋充電設施智能化大屏、實(shí)時(shí)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(shí)為運維人員提供運維APP，充電用戶(hù)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(diǎn)分布情況，對設備狀態(tài)、設備使用率、充電次數、充電時(shí)長(cháng)、充電金額、充電度數、充電樁故障等進(jìn)行統計顯示，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(shí)時(shí)監控

實(shí)時(shí)監視充電設施運行狀況，主要包括充電樁運行狀態(tài)、回路狀態(tài)、充電過(guò)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(hù)賬戶(hù)，對其進(jìn)行賬戶(hù)進(jìn)行充值、退款、凍結、注銷(xiāo)等操作，可查看小區用戶(hù)每日的充電交易詳細信息。

4.4.4故障管理

設備自動(dòng)上報故障信息，平臺管理人員可通過(guò)平臺查看故障信息并進(jìn)行派發(fā)處理，同時(shí)運維人員可通過(guò)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(hù)也可通過(guò)充電小程序反饋現場(chǎng)問(wèn)題。

4.4.5統計分析

通過(guò)系統平臺，從充電站點(diǎn)、充電設施、、充電時(shí)間、充電方式等不同角度，查詢(xún)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(yíng)商戶(hù)，運營(yíng)商可建立和管理其運營(yíng)所需站點(diǎn)和充電設施，維護充電設施信息、價(jià)格策略、折扣、優(yōu)惠活動(dòng)，同時(shí)可管理在線(xiàn)卡用戶(hù)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(diǎn)和充電樁進(jìn)行管理、能夠進(jìn)行故障閉環(huán)處理、查詢(xún)流量卡使用情況、查詢(xún)充電\充值情況，進(jìn)行遠程參數設置，同時(shí)可接收故障推送

4.4.8充電小程序

面向充電用戶(hù)使用，可查看附近空閑設備，主要包含掃碼充電、賬戶(hù)充值，充電卡綁定、交易查詢(xún)、故障申訴等功能。

4.5系統硬件配置

5結束語(yǔ)

由上述內容可以得知，在對電動(dòng)汽車(chē)的充電樁進(jìn)行使用時(shí)，需要提前進(jìn)行絕緣檢測，以保證其應用的安全性。這便要求將絕緣檢測裝置控制模塊融入到充電樁內，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(wèn)題而導致的電動(dòng)汽車(chē)受損，或對操作人員人身安全所造成的威脅。

參考文獻：

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[2] 劉芳.企業(yè)檔案管理中信息技術(shù)應用搞研究

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