1.摘要：針對當前電動汽車續航能力嚴重不足以及不能及時充電的問題，將電力電子變流技術、智能監控技術、REIP無線射頻技術及CAN總線技術應用到電動汽車智能充電樁的設計與研究中。開展了無人值守的智能電動車充電樁的現實依據和理論可行性分析，提出了一種兼備CAN總線網絡通訊功能和無人值守功能的電動汽車智能充電樁的軟件設計方法和硬件結構組成方案，把每個電動汽車智能充電樁視為一個智能節點，建立了上位機組態監控和下位機數據采集相互結合的系統整體框架。在組態軟件MCGS上對電動汽車智能充電樁的人機交互界面進行了模擬演示試驗，并對電池充電過程中的各項參數指標進行了采集與分析。研究結果表明：電動汽車智能充電樁能夠快速地為電動汽車充電，并且具備完善的遠程通信和監控功能，保證了電動汽車的續航能力。

2.硬件框架組成

充電池監控系統的結構圖如圖1所示。在圖1中，AC交流電源輸入為380V電網電源，經過濾波、整流、穩壓等一系列操作，成為電動汽車充電的可用直流電源。IC卡識別模塊用于激活充電樁，通過讀卡器識別IC卡上的用戶信息，顯示余額和個人信息。狀態顯示用于顯示當前的充電模式和充電電流／電壓、電池充電狀態等信息。

硬件系統主要包括主控板、IC讀卡器、檢測芯片、顯示電表、顯示屏、鍵盤、通信模塊等設備。

主控板是硬件系統的核心組成部分，完成充電過程的啟動、運行、實時監控和關閉，數據可以通過各種通信方式實時傳輸到后臺。主控板的主要功能特點包括:有7個串口、下位機檢測和數據采集卡通過通用串行總線和上位機CPU模塊進行通信，上位機需要具備顯示功能。有以太網口、動態SDRAM控制器、NAND控制器、多路口、工業溫度范圍等。5J。為了實時監控充電樁的運行狀態，保證充電過程的安全可靠，本研究設計了監控保護單元，對充電樁的進線輸入電壓和充電輸出電壓進行設計／實時監控電流、充電接口連接狀態、車載電池管理系統狀態、車載電池狀態等。一旦出現異常，可以及時切斷電源輸出，保護電動汽車電池和充電樁本身的安全。

在電動汽車充電樁施工過程中，充電樁外部材料應選用鍍鋅鋼板，具有一定的防潮防水性能，確保在潮濕天氣下正常運行。在選擇部件時，應選擇具有工業標準的電力電子設備，以確保充電樁在惡劣環境下能夠正常運行。此外，為了防止電磁干擾，應選擇具有屏蔽功能的通信線，并將接地線連接到外部，起到共模抑制的作用。5安科瑞充電樁收費運營云平臺

3.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到系統的電動自行車充電站和各種充電方式進行不間斷的數據采集和監控，實時監控充電樁的運行狀態、充電服務、支付管理、交易結算、資金管理、電能管理、詳細查詢等。同時對充電機過溫保護、漏電、充電機輸入/輸出過壓、欠壓、絕緣低等各種故障進行預警；充電樁支持以太網、4G或WIFI接入互聯網，用戶通過微信、支付寶、云閃付掃碼充電。

應用場所

適用于民用建筑、一般工業建筑、住宅小區、工業單位、商業綜合體、學校、園區等充電樁模式的充電基礎設施設計。

系統結構

系統分為四層：

即數據采集層、網絡傳輸層、數據中心層和客戶端層。

數據采集層：包括電瓶車智能充電樁通信協議為標準modbus-rtu。電瓶車智能充電樁用于收集充電電路的電力參數，并進行電能測量和保護。

網絡傳輸層：通過4G網絡將數據上傳到已建成的數據庫服務器。

數據中心層：包括應用服務器和數據服務器、部署數據采集服務的應用服務器、WEB網站、部署實時數據庫、歷史數據庫和基礎數據庫的數據服務器。

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啟動充電。

社區充電平臺的功能主要包括智能大屏幕、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，為運維人員提供運維APP，為充電用戶提供充電小程序。

安科瑞充電樁云平臺系統功能

智能化大屏

智能大屏幕顯示站點分布，顯示設備狀態、設備利用率、充電次數、充電時間、充電金額、充電度數、充電樁故障等，查看站點信息、充電樁列表、充電記錄、收入、能耗、故障記錄等。統一管理社區充電樁，檢查設備利用率，合理分配資源。

實時監控

實時監控充電設施的運行狀態，主要包括充電樁的運行狀態、回路狀態、充電過程中的充電電量、充電電壓/電流、充電樁的報警信息等。

交易管理

平臺管理人員可以管理充電用戶賬戶，進行賬戶充值、退款、凍結、注銷等操作，查看社區用戶日常充電交易的詳細信息。

故障管理

設備自動報告故障信息，平臺管理人員可通過平臺查看故障信息并進行分發處理。同時，操作和維護人員可通過操作和維護應用程序收集故障推送，操作和維護人員在操作和維護工作完成后報告結果。充電用戶也可以通過充電小程序反饋現場問題。

統計分析

通過系統平臺，從充電站、充電設施、、從充電時間、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。

基礎數據管理

在系統平臺上建立運營商，運營商可以建立和管理運營所需的站點和充電設施，維護充電設施的信息、價格策略、折扣和優惠活動，管理在線卡用戶的充電、凍結和解綁。

運維APP

對于運維人員來說，可以對站點和充電樁進行管理，可以進行故障閉環處理，查詢流量卡的使用情況，查詢充電情況，進行遠程參數設置，同時可以接收故障推送。

充電小程序

用于充電用戶，可查看附近的空閑設備，主要包括掃碼充電、賬戶充電、充電卡綁定、交易查詢、故障申訴等功能

4.系統硬件配置

5.結語

通過在實驗室進行的模擬充電實驗，筆者得出以下結論，電動汽車智能充電樁的運行狀況良好，充電模式可以根據需要進行修改，充電時間可根據充電模式的選擇自動調整，*快充電時間在60 rain左右，用戶信息可以顯示當前卡內余額、歷史充電記錄，方便用戶查詢。當電池電壓達到額定電壓的90％的時候，系統會自動降低充電電流，對電池做出維護。凸顯的一個問題就是，系統發熱量較高，需配備散熱設備進行散熱，以保證電子器件的安全、穩定運行。

參考文獻

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