安科瑞ACREL-9000充电桩运维平台的智能预警与有序管控策略解析

安科瑞 耿笠 187-6150-0144

摘要

近年来，国家提倡节能环保发展的观念，因此，这也推动了电动汽车的发展，电动汽车在人们的生活中也越来越普及，而在电动汽车的发展中，电动汽车充电桩是其重要的部分，也是电动汽车发展的基础。为了保证电动汽车具有良好的使用性能，就需要做好对电动汽车充电桩充电的控制，下面，本文就针对电动汽车充电桩主动充电控制策略进行分析，来深入的了解其充电控制的实现。

关键词：电动汽车;充电桩;主动充电;控制策略

引言

电动汽车逐渐得到了普及，同时充电技术也在不断的发展，如何进行电动汽车充电桩的充电控制，是电动汽车行业发展中的难点，也受到了人们的普遍关注。随着充电技术的不断发展,电动汽车充电桩充电控制也在不断的进步，主动充电控制策略就是先进充电技术的体现，其具有着诸多的使用优势，有效的提高了对异常状态的检测与处理能力，而其如何进行实现，就是本文主要研究的内容。

直流充电系统

直流充电系统是有功率部分以及控制部分所构成的，其功率部分主要包括充电桩、充电机以及动力电池等，控制部分主要包括充电的控制单元、功率的控制单元以及BMS等。充电机是有若干组的充电模块通过并联所组成的，其能够满足不同的容量动力对电池充电的需求,并且还便于进行输出电压和输出电流调整。电动汽车的充电桩是实现充电机与动力电池连接的枢纽，主要负责人机的交互、充电刷卡的计费以及充电控制功能等，动力电池作为电动汽车动力的来源，目前使用较多的就是锂电池类型，其动力电池容量主要取决自锂电池的单体串并联数量[1]。DBMS主要负责动力电池单体电压以及温度的采集，进而根据其采集的结果对当前电池SOC进行估算，充电的控制单元借助CAN通信来向BMS传递充电的策略，按照充电的策略，其BMS就能够生成目前充电的电压和电流，然后BMS再把充电的电压和电流借助CAN通信向充电的控制单元进行传递。充电的控制单元把BMS所申请得到的充电电压和电流值再传递向功率的控制单元，则功率的控制单元针对充电机的功率进行调节，其充电机就会输出一定的电压和电流值，最后充电的控制单元来对输出的电压和电流采集，并生成相应的电量，作为充电计费而用

充电桩的简介以及类型

一台配电的变压器一般接常规的负荷以及电动汽车的充电负荷，配有专门配电的变压器电动汽车的充电站来说其配电的变压器可以当做常规的接入负荷是零。电动汽车的充电站主要是通过进行售电方式来对电动汽车的用户提供相应的充电服务，有新电动汽车的客户接入到充电站的充电桩后，其充电的控制系统就可以通过客户的电动汽车电池的管理系统来获取其电动汽车的电池容量信息和电池的充电水平，进而进行充电的实施。为了实现电动汽车有效的智能充电，充电客户需要进行电动汽车的预期停留时间和客户的电池期望充电水平向充电控制系统进行告知，在这和基础上，就需要满足客户的需求，同时保证充电站的变压器不发生过载，使用智能化主动充电的控制，来实现有效的充电。

主动充电控制策略

充电桩主动充电的控制策略主要目的实现充电机对其BMS所下发充电的电压以及电流进行有效的判断，从而对BMS所要求充电的电,压以及电流判断是否合理，若是存在不合理的情况，就不进行BMS需求的响应，并进行BMS的故障报警。充电桩主动充电的控制策略主要取决充电的数据库导入，充电的数据库信息主要包括电池的类型、健康程度、电池的容量、电池单体的容量、单体和电池的电压以及单体和电池的温度等和充电时间等,此数据是一种标准电池正常标准的充电曲线，其实际的充电参数会借助BMS向充电机进行实时的上，其和标准的充电曲线实时进行比较，如果实际的充电曲线和标准的充电曲线存在偏离，就说明其存在一定的问题[2]。

电动汽车的每次充电，其充电的时间都由人为进行设定的，电池的信息是通过BMS进行上传，主要有电池的类型、容量、SOH等，这些参数到充电的数据库中就能够生成当前的电池标准充电的曲线,这种标准的充电曲线在不同的充电电流和环境温度中，SOC会随着充电的时间进行变化的曲线,任意给予其3个变量，就能够得到第4个变量，在这个控制的策略下，充电机就能够实时的获取到充电的电流、温度以及SO℃,同时在此充电的时间下，还能够循环的判断其实际的充电电流、温度以及SOC和标准值具有的偏差,如果偏差超过了其规定的阈值,就要停止其充电机的输出，并且对故障信息进行报告。对标准的充电曲线获取主要有两途径，一个是通过大量的测试，来对大数据进行记录，从而形成相应的充电曲线，还可以通过使用BMS的充电算法来生成相应的充电曲线。

仿真分析

构建一套充电的测试系统，来对其主动充电控制策略进行仿真实验，在充电策略下，来对充电的过程连续性进行测试，同时看其是否存在充电策略引起误判而导致出现异常的停机，另外，在充电的策略下，通过人为的对BMS充电的指令进行修改，使充电的指令和正常的指令产生偏离，来对充电机主动的保护进行测试，存在故障就要停止充电，并且对故障进行报告。在不同的温度条件下，锂电池类型的充电曲线也存在不同,如果将不同充电的曲线向充电机的充电控制单元进行导入，通过反复的试验验证，就能够了解到在BMS出现失效情况下，则其充电机就能够主动进行保护，若是在正常的充电过程中，设置存在不合理就会造成充电机的误判断，从而造成停机状况的出现

安科瑞充电桩收费运营云平台

5.1概述

AcrelCloud-9000安科瑞充电柱收费运营云平台系统通过物联网技术对接入系统的电动电动自行车充电站以及各个充电整法行不间断地数据采集和监控，实时监控充电桩运行状态，进行充电服务、支付管理，交易结算，资要管理、电能管理，明细查询等。同时对充电机过温保护、漏电、充电机输入/输出过压，欠压，绝缘低各类故障进行预警；充电桩支持以太网、4G或WIFI等方式接入互联网，用户通过微信、支付宝，云闪付扫码充电。

5.2应用场所

适用于民用建筑、一般工业建筑、居住小区、实业单位、商业综合体、学校、园区等充电桩模式的充电基础设施设计。

5.3系统结构

5.3.1系统分为四层：

1）即数据采集层、网络传输层、数据中心层和客户端层。

2）数据采集层：包括电瓶车智能充电桩通讯协议为标准modbus-rtu。电瓶车智能充电桩用于采集充电回路的电力参数，并进行电能计量和保护。

3）网络传输层：通过4G网络将数据上传至搭建好的数据库服务器。

4）数据中心层：包含应用服务器和数据服务器，应用服务器部署数据采集服务、WEB网站，数据服务器部署实时数据库、历史数据库、基础数据库。

5）应客户端层：系统管理员可在浏览器中访问电瓶车充电桩收费平台。终端充电用户通过刷卡扫码的方式启动充电。

小区充电平台功能主要涵盖充电设施智能化大屏、实时监控、交易管理、故障管理、统计分析、基础数据管理等功能，同时为运维人员提供运维APP，充电用户提供充电小程序。

5.4安科瑞充电桩云平台系统功能

5.4.1智能化大屏

智能化大屏展示站点分布情况，对设备状态、设备使用率、充电次数、充电时长、充电金额、充电度数、充电桩故障等进行统计显示，同时可查看每个站点的站点信息、充电桩列表、充电记录、收益、能耗、故障记录等。统一管理小区充电桩，查看设备使用率，合理分配资源。

5.4.2实时监控

实时监视充电设施运行状况，主要包括充电桩运行状态、回路状态、充电过程中的充电电量、充电电压/电流，充电桩告警信息等。

5.4.3交易管理

平台管理人员可管理充电用户账户，对其进行账户进行充值、退款、冻结、注销等操作，可查看小区用户每日的充电交易详细信息。

5.4.4故障管理

设备自动上报故障信息，平台管理人员可通过平台查看故障信息并进行派发处理，同时运维人员可通过运维APP收取故障推送，运维人员在运维工作完成后将结果上报。充电用户也可通过充电小程序反馈现场问题。

5.4.5统计分析

通过系统平台，从充电站点、充电设施、、充电时间、充电方式等不同角度，查询充电交易统计信息、能耗统计信息等。

5.4.6基础数据管理

在系统平台建立运营商户，运营商可建立和管理其运营所需站点和充电设施，维护充电设施信息、价格策略、折扣、优惠活动，同时可管理在线卡用户充值、冻结和解绑。

5.4.7运维APP

面向运维人员使用，可以对站点和充电桩进行管理、能够进行故障闭环处理、查询流量卡使用情况、查询充电充值情况，进行远程参数设置，同时可接收故障推送

5.4.8充电小程序

面向充电用户使用，可查看附近空闲设备，主要包含扫码充电、账户充值，充电卡绑定、交易查询、故障申诉等功能。

5.5系统硬件配置

结语

综上所述，电动汽车在人们的生活中越来普及，为了保证其长期稳定的发展，就需要做好对其充电桩充电的控制，经过长期的发展，充电技术已经取得了不错的成绩，还需要相关人员对充电技术继续不断进行技术的研究和探索，从而推进其行业的发展。


审核编辑 黄宇