安科瑞 陳聰

【摘要】:近年來.隨著電瓶車保有量的增加，每年因電瓶車充電引發(fā)的火災事故高達70%以上，造成較大的人員傷亡和財產(chǎn)損失。電瓶車發(fā)生火災，究其原因大多數(shù)是由于不少電瓶車車主選擇自行拉扯電線充電時間過長，充滿后無自動斷電功能，不僅縮短電池的壽命，而且充電器過熱易造成內(nèi)部短路，埋下了嚴重的安全隱患，可能引發(fā)火災事故。智能電瓶車充電樁具備穩(wěn)定電壓、過載保護、自斷機制、異常預警等功能，通過集中式部署可與各類火災安全事故隔絕，不僅提高了電瓶車電池的使用壽命，同時也提高了電瓶車的充電效率，保證了人身和設備安全，降低了消防安全隱患。

【關鍵詞】:電瓶車；智能充電樁；安全隱患；充電效率

0 引言

電瓶車以其方便、快捷、廉價、環(huán)保等特點，成為我國農(nóng)村和城市居民的主要交通工具，電瓶車的擁有量越來越大，電瓶車充電樁的需求量也會越來越大，各個醫(yī)院、廠區(qū)、學校、工業(yè)園區(qū)、電瓶車維修點、共享單車充電站、小區(qū)、商場等電瓶車充電樁的需求越來越緊迫。根據(jù)十三五規(guī)劃以及相關政策性文件等的推出，要求規(guī)范電動車的停放及充電行為，鼓勵發(fā)展具備定時充電、自動斷電、故障報警等功能的智能充電控制設施，推廣安裝電氣火災監(jiān)控和可視監(jiān)測系統(tǒng)，公共充電設備的發(fā)展必將朝著智能化的方向前進叫

公司智能環(huán)保電瓶車充電樁不但能解決傳統(tǒng)充電設施管理手段落后、管理難度大、安全隱患多等痛點，而且充分利用了充電用戶量大、剛需、高頻的特點，依托充電APP上的用戶，建設電瓶車產(chǎn)業(yè)鏈平臺，通過互聯(lián)網(wǎng)為用戶提供便民生活服務。通過集中式部署與各類火災安全事故隔絕，充電完成自動斷電，大大降低人身和設備安全事故的發(fā)生。

1智能電瓶車充電樁系統(tǒng)方案的組成

智能電瓶車充電樁是新一代電瓶車智能充電設備，基于物聯(lián)網(wǎng)的智能充電管理運營系統(tǒng)打破現(xiàn)有充電方式，為用戶提供更加安全、智慧的充電解決方案。系統(tǒng)利用物聯(lián)網(wǎng)、移動互聯(lián)網(wǎng)等新一代信息技術，實現(xiàn)對用電設備的智能控制。通過平臺數(shù)據(jù)分析，并與移動客戶端或微信小程序對接，實時向用戶反饋充電情況，將軟件移動支付、信息查看融為一體，為居民提供用能服務叫通過對電瓶車停放充電車棚的集中控制，實現(xiàn)故障及時發(fā)現(xiàn)與定位，保障車棚安全運營。智能電瓶車充電樁系統(tǒng)方案主要組成包括：掃碼充電終端（插座）、充電樁、物聯(lián)網(wǎng)主機、云平臺管理系統(tǒng)及用戶終端冋。

1.1智能電瓶車充電樁的主要組成

1.1.1 柜體結構

電瓶車充電樁采用分體式安裝，其外殼是通過檢測的IP54防塵防水等級，設備可獨立安裝在戶外，減少了運營商的安裝運維成本。智能充電樁外觀如圖1所示。

圖1智能充電樁外觀示意圖

1.1.2 刷卡模塊

刷卡裝置，對卡片實現(xiàn)硬件加密認證處理，保證其賬戶數(shù)據(jù)安全。

1.1.3信號接收模塊

用于刷卡選擇端口及語音提醒。刷卡裝置，對卡片實現(xiàn)硬件加密認證處理，保證其賬戶數(shù)據(jù)安全。

1.1.4溫度、漏電監(jiān)測模塊

主要用于監(jiān)測回路溫度以及檢測回路是否存在漏電情況。

1.1.5 聯(lián)網(wǎng)模塊

獨立的全網(wǎng)通4G網(wǎng)絡，采用物聯(lián)網(wǎng)技術連接云平臺服務器，與用戶進行數(shù)據(jù)交換及定位，突破聯(lián)網(wǎng)難題。

1.1.6 CPU控制模塊

采用分布式CPU控制板，電磁兼容性好，工作穩(wěn)定可靠；具有輸入過/欠壓保護、輸出過流保護、輸出過壓保護、輸出短路保護、過溫保護及告警功能。

1.1.7檢測模塊

檢測模塊主要完成負載的檢測，通過數(shù)據(jù)通訊接口，讀出充電設備參數(shù)，輸出對應的充電電流，并通過充電芯片，或者通過輸出的電流表，檢測輸出的流電電流大小。當檢測到過載時，檢測模塊發(fā)送過載消息給控制模塊，控制模塊斷開此路負載叫

1.2云平臺管理

充電樁管理平臺與互聯(lián)網(wǎng)運營公司，以云計算、大數(shù)據(jù)、人工智能技術為核心，致力于為企業(yè)、社區(qū)提供電瓶車安全充電的多場景解決方案。通過網(wǎng)絡模塊與云端進行通信和數(shù)據(jù)交互。系統(tǒng)的軟、硬件設計采用模塊化特點，具有可重組性，系統(tǒng)采用分布式架構，滿足工程分步實施的要求，方便軟、硬件配置的升級。系統(tǒng)資源占用低，報警及時，報警數(shù)據(jù)信息會實時傳輸?shù)轿覀兊氖謾CAPP或電腦服務端。實現(xiàn)支付對接：能夠支持投幣、刷卡等多種支付方式；保證支付過程交易的完整性，對充電過程中的異常情況進行有效處理；實現(xiàn)對下級平臺的清算、對賬功能。

2智能電瓶車充電樁的功能

2.1安全措施

防火、防水、防雷、防塵，異常情況立即啟動智能保護機制，杜絕火災隱患。

2.2遠程控制

使用物聯(lián)網(wǎng)技術遠程控制，一旦設備有任何問題即時反饋至后臺。

2.3充滿自停，保護電池

管理平臺監(jiān)測通過實時檢測充電電流值，實現(xiàn)充滿后自動斷電，既保護車輛不因過充受損，保護電動車電池，延長壽命又預防火災事故。

2.4智能識別，杜絕隱患

智能電瓶車充電樁，可以設定功率報警值，達到報警值時會斷開對應充電回路，防止用戶私接插線板給多臺電瓶車充電或大功率設備進行充電，杜絕過載引起的安全隱患。出廠默認設定300W。

2.5 電池組自動識別

根據(jù)當前不同被充電池自動識別電池組為（24V、36V、48V、60V、72V）何種電池組電壓，自動設定充電系統(tǒng)為該電池組充電參數(shù)。

2.6斷電記憶

當出現(xiàn)電網(wǎng)停電時，來電恢復后可繼續(xù)使用剩余的時間充電，用戶利益不受損。

2.7空載保護

用戶拔掉充電器或充電器插頭未插緊，若還有剩余時間或電量，則會發(fā)出報警，同時在已設定的一定時間內(nèi)關閉該回路供電。

2.8漏電、過載、短路保護

智能充電樁有自動熔斷機制，采用軟硬件雙重保護機制嚴防過流、漏電、短路電氣保護，靈活設置進行限流保護，充電樁待機狀態(tài)不帶電，避免觸電；充滿電自動切斷、漏電過載自動斷電、雷擊保護。智能充電樁有短路保護功能，可以避免短路點產(chǎn)生危險性電弧火花，從源頭上杜絕短路火災發(fā)生的可能性。

2.9人性化的收費模式

用戶可通過掃描二維碼的方式進行查詢、充值并接收提示消息，支持手機微信、支付寶等主流三方支付軟件的線上支付功能，合理收費，滿足不同人群的支付需求

2.10誤拔防盜電提醒

在充電過程中，如被他人惡意拔掉充電器進行盜充，平臺會及時斷開電源，并實時推送信息給充電用戶。

2.11 節(jié)約成本

每臺設備支持10路插座輸出，滿足更多車輛充電，節(jié)約安裝成本。

2.12電流自動調(diào)節(jié)

根據(jù)當前被充電池組特性，充電系統(tǒng)自動設置出當前電池組適合的充電電流。

3智能電瓶車充電樁系統(tǒng)技術優(yōu)勢

智能環(huán)保電瓶車充電樁控制系統(tǒng)所設計的功能充分考慮到用戶使用的感受，充電樁設備控制系統(tǒng)具有實現(xiàn)簡單、集成化程度高、用戶操作界面友好等優(yōu)點，為電瓶車充電提供安全、可靠的電源，對于推動整個行業(yè)對電瓶車的發(fā)展及充電樁技術的發(fā)展起到了重要作用。開發(fā)的智能電瓶車充電樁采用內(nèi)置CPU控制技術，集計量為一體，效率高、電磁兼容性好，工作穩(wěn)定可靠，分布式組裝，能有效降低維護成本。設備多種保護措施：過充保護、短路保護、漏電保護、過載保護、防雷保護、空載保護、防雨保護、自檢保護、遠程控制、語音播報功能。智能充電樁具有平臺化管理，能降低人工維護成本，隨時知曉車輛和場地信息；集中式停充這種統(tǒng)一規(guī)范化管理，減少了亂停亂放亂沖的現(xiàn)象，降低了消防安全隱患；規(guī)范財務管理，實時知曉財務收支情況。采用智能控制芯片，性能穩(wěn)定，過載斷電、短路斷電、斷電記憶、獨立控制等功能。

4智能電瓶車充電樁系統(tǒng)解決的實際問題

1） 根據(jù)大眾需求，為小區(qū)、工廠、商場、學校等提供整體解決方案，解決電瓶車充電難、管理難、收費難的問題。

2） 改善電動車亂停、亂放、上電梯、私拉電線等問題。

3） 電流過載保護安全系數(shù)增加，大大降低充電引發(fā)火災事故的概率，保證電動車充電安全，防止電動車充電引起火災等危害。

4） 智能充電，保護電動車電池、延長電動車使用壽命，解放人工看守。

5安科瑞充電樁收費運營云平臺

5.1概述

AcrelCloud-9000安科瑞充電柱收費運營云平臺系統(tǒng)通過物聯(lián)網(wǎng)技術對接入系統(tǒng)的電動電動自行車充電站以及各個充電整法行不間斷地數(shù)據(jù)采集和監(jiān)控，實時監(jiān)控充電樁運行狀態(tài)，進行充電服務、支付管理，交易結算，資要管理、電能管理，明細查詢等。同時對充電機過溫保護、漏電、充電機輸入/輸出過壓，欠壓，絕緣低各類故障進行預警；充電樁支持以太網(wǎng)、4G或WIFI等方式接入互聯(lián)網(wǎng)，用戶通過微信、支付寶，云閃付掃碼充電。

5.2應用場所

適用于民用建筑、一般工業(yè)建筑、居住小區(qū)、實業(yè)單位、商業(yè)綜合體、學校、園區(qū)等充電樁模式的充電基礎設施設計。

5.3系統(tǒng)結構

5.3.1系統(tǒng)分為四層：

1）即數(shù)據(jù)采集層、網(wǎng)絡傳輸層、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)議為標準modbus-rtu。電瓶車智能充電樁用于采集充電回路的電力參數(shù)，并進行電能計量和保護。

3）網(wǎng)絡傳輸層：通過4G網(wǎng)絡將數(shù)據(jù)上傳至搭建好的數(shù)據(jù)庫服務器。

4）數(shù)據(jù)層：包含應用服務器和數(shù)據(jù)服務器，應用服務器部署數(shù)據(jù)采集服務、WEB網(wǎng)站，數(shù)據(jù)服務器部署實時數(shù)據(jù)庫、歷史數(shù)據(jù)庫、基礎數(shù)據(jù)庫。

5）應客戶端層：系統(tǒng)管理員可在瀏覽器中訪問電瓶車充電樁收費平臺。終端充電用戶通過刷卡掃碼的方式啟動充電。

小區(qū)充電平臺功能主要涵蓋充電設施智能化大屏、實時監(jiān)控、交易管理、故障管理、統(tǒng)計分析、基礎數(shù)據(jù)管理等功能，同時為運維人員提供運維APP，充電用戶提供充電小程序。

5.4安科瑞充電樁云平臺系統(tǒng)功能

5.4.1智能化大屏

智能化大屏展示站點分布情況，對設備狀態(tài)、設備使用率、充電次數(shù)、充電時長、充電金額、充電度數(shù)、充電樁故障等進行統(tǒng)計顯示，同時可查看每個站點的站點信息、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，查看設備使用率，合理分配資源。

5.4.2.實時監(jiān)控

實時監(jiān)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)、充電過程中的充電電量、充電電壓/電流，充電樁告警信息等。

5.4.3交易管理

平臺管理人員可管理充電用戶賬戶，對其進行賬戶進行充值、退款、凍結、注銷等操作，可查看小區(qū)用戶每日的充電交易詳細信息。

5.4.4故障管理

設備自動上報故障信息，平臺管理人員可通過平臺查看故障信息并進行派發(fā)處理，同時運維人員可通過運維APP收取故障推送，運維人員在運維工作完成后將結果上報。充電用戶也可通過充電小程序反饋現(xiàn)場問題。

5.4.5統(tǒng)計分析

通過系統(tǒng)平臺，從充電站點、充電設施、、充電時間、充電方式等不同角度，查詢充電交易統(tǒng)計信息、能耗統(tǒng)計信息等。

5.4.6基礎數(shù)據(jù)管理

在系統(tǒng)平臺建立運營商戶，運營商可建立和管理其運營所需站點和充電設施，維護充電設施信息、價格策略、折扣、優(yōu)惠活動，同時可管理在線卡用戶充值、凍結和解綁。

5.4.7運維APP

面向運維人員使用，可以對站點和充電樁進行管理、能夠進行故障閉環(huán)處理、查詢流量卡使用情況、查詢充電\充值情況，進行遠程參數(shù)設置，同時可接收故障推送。

5.4.8充電小程序

面向充電用戶使用，可查看附近空閑設備，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。

5.5系統(tǒng)硬件配置

6結束語

隨著數(shù)字化、信息化、智能化技術水平的不斷提高，智能電瓶車充電樁系統(tǒng)在大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)、人工智能、虛擬助手等新科技的推動下，智能化程度越來越高，采用物聯(lián)網(wǎng)技術為社區(qū)提供“智慧、安全、便捷”的電瓶車充電解決方案，助力和諧社區(qū)建設。智能環(huán)保電瓶車充電樁項目作為被鼓勵與支持的民生工程，其建成與落地能夠有效降低充電火災安全隱患，提高電瓶車充電效率，提高電瓶車電池的使用壽命，節(jié)能、節(jié)錢，利民、惠民、便民,為營造和諧社會提供有力的技術和安全保證。

參考文獻

[1]劉坍.淺談我國電動自行車的發(fā)展[J].科技傳播,2010,（12）.

[2]郭自強.關于快速充電一定義和分類及各種充電方法[J].電動自行車，2010.

[3]童詩白，華成英.模擬電子技術基礎[M]高等教育出版社, 2000.

[4]楊旭,裴云慶，王兆安.開關電源技術[M].機械工業(yè)出版社, 2004.

[5]安科瑞企業(yè)微電網(wǎng)設計與應用手冊2022.05版．

[6]任彥萍.淺談智能環(huán)保電瓶車充電樁系統(tǒng)方案的設計應用[J].甘肅科技,37卷15期,2021年8月.