淺聊電動汽車充電站電氣系統(tǒng)設(shè)計與應(yīng)用

張繼冬

安科瑞電氣股份有限公司 上海嘉定 201801

摘要： 隨著全球?qū)Νh(huán)境保護的日益重視以及電動汽車技術(shù)的不斷發(fā)展，電動汽車充電站的建設(shè)成為推動電動汽車普及的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。本文深入探討了電動汽車充電站電氣系統(tǒng)的設(shè)計與應(yīng)用，包括電氣系統(tǒng)的組成、設(shè)計原則、關(guān)鍵設(shè)備選型以及安全防護等方面，旨在為電動汽車充電站的建設(shè)提供理論參考和實踐指導(dǎo)。

1. 輸出功率
   根據(jù)電動汽車的電池容量和充電需求，選擇合適輸出功率的充電樁。一般來說，小型電動汽車可以選擇輸出功率為 7kW 左右的交流充電樁，大型電動汽車可以選擇輸出功率為 60kW 以上的直流充電樁。

2. 充電接口
   充電樁的充電接口應(yīng)符合國家標(biāo)準(zhǔn)，并與電動汽車的充電接口相匹配。目前，我國電動汽車充電接口主要有 GB/T 20234 標(biāo)準(zhǔn)和 CCS 標(biāo)準(zhǔn)兩種。

3. 防護等級
   充電樁應(yīng)具有良好的防護等級，能夠適應(yīng)不同的環(huán)境條件。一般來說，充電樁的防護等級應(yīng)不低于 IP54。

4. 功能特點
   充電樁應(yīng)具備電量計量、計費管理、遠(yuǎn)程監(jiān)控等功能，方便用戶使用和管理。

1. 容量選擇
   根據(jù)充電站的規(guī)劃容量和負(fù)荷特性，選擇合適容量的變壓器。一般來說，變壓器的容量應(yīng)略大于充電站的最大負(fù)荷需求。

2. 電壓等級
   變壓器的電壓等級應(yīng)與外部供電線路的電壓等級相匹配，并滿足充電站內(nèi)部用電設(shè)備的電壓要求。

3. 節(jié)能性能
   選擇節(jié)能性能好的變壓器，降低變壓器的損耗，提高能源利用效率。

1. 功能要求
   監(jiān)控系統(tǒng)應(yīng)具備實時監(jiān)測、遠(yuǎn)程控制、故障診斷、數(shù)據(jù)存儲等功能，能夠滿足充電站的運行管理需求。

2. 通信方式
   監(jiān)控系統(tǒng)應(yīng)支持多種通信方式，如以太網(wǎng)、GPRS、4G 等，以便實現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)控和數(shù)據(jù)傳輸。

3. 可靠性和穩(wěn)定性
   監(jiān)控系統(tǒng)應(yīng)具有高可靠性和穩(wěn)定性，能夠在惡劣的環(huán)境條件下正常運行。

五、充電站電氣系統(tǒng)設(shè)計解決方案

通過綜合考慮充電站的規(guī)模、布局、電網(wǎng)配電情況以及訪客的充電需求，進行合理的充電設(shè)施布局規(guī)劃、選擇適當(dāng)?shù)某潆姌额愋秃凸β室?guī)格，以及引入穩(wěn)定可靠的運營平臺管理系統(tǒng)，以提升用戶體驗和滿足日益增長的新能源車輛充電需求。此解決方案具備智能化管理、多樣化設(shè)備、安全可靠、節(jié)能環(huán)保、靈活擴展和數(shù)據(jù)統(tǒng)計等特點，能夠為充電站提供高效便捷的充電服務(wù)。

圖1系統(tǒng)設(shè)計圖

圖2 平臺結(jié)構(gòu)圖

充電運營管理平臺是基于物聯(lián)網(wǎng)和大數(shù)據(jù)技術(shù)的充電設(shè)施管理系統(tǒng)，可以實現(xiàn)對充電樁的監(jiān)控、調(diào)度和管理，提高充電樁的利用率和充電效率，提升用戶的充電體驗和服務(wù)質(zhì)量。用戶可以通過APP或小程序提前預(yù)約充電，避免在充電站排隊等待的情況，同時也能為充電站提供更準(zhǔn)確的充電需求數(shù)據(jù)，方便后續(xù)的調(diào)度和管理。通過平臺可對充電樁的功率、電壓、電流等參數(shù)進行實時監(jiān)控，及時發(fā)現(xiàn)和處理充電樁故障和異常情況對充電樁的功率進行控制和管理，確保充電樁在合理的功率范圍內(nèi)充電，避免對電網(wǎng)造成過大的負(fù)荷。

六、安科瑞充電樁云平臺具體的功能

平臺除了對充電樁的監(jiān)控外，還對充電站的光伏發(fā)電系統(tǒng)、儲能系統(tǒng)以及供電系統(tǒng)進行集中監(jiān)控和統(tǒng)一協(xié)調(diào)管理，提高充電站的運行可靠性，降低運營成本，平臺系統(tǒng)架構(gòu)如圖3所示。

圖2 充電樁運營管理平臺系統(tǒng)架構(gòu)

大屏顯示：展示充電站設(shè)備統(tǒng)計、使用率排行、運營統(tǒng)計圖表、節(jié)碳量統(tǒng)計等數(shù)據(jù)。

圖3 大屏展示界面

站點監(jiān)控：顯示設(shè)備實時狀態(tài)、設(shè)備列表、設(shè)備日志、設(shè)備狀態(tài)統(tǒng)計等功能。

圖4 站點監(jiān)控界面

設(shè)備監(jiān)控：顯示設(shè)備實時信息、配套設(shè)備狀態(tài)、設(shè)備實時曲線、關(guān)聯(lián)訂單信息、充電功率曲線等。

圖5 設(shè)備監(jiān)控界面

運營趨勢統(tǒng)計：顯示運營信息查詢、站點對比曲線、日月年報表、站點對比列表等功能。

圖6 運營趨勢界面

收益查詢：提供收益匯總、實際收益報表、收益變化曲線、支付方式占比等功能。

圖7 收益查詢界面

故障分析：提供故障匯總、故障狀態(tài)餅圖、故障趨勢分析、故障類型餅圖等功能。

圖8 故障分析界面

訂單記錄：提供實時/歷史訂單查詢、訂單終止、訂單詳情、訂單導(dǎo)出、運營商應(yīng)收信息、充電明細(xì)、交易流水查詢、充值余額明細(xì)等功能。

圖9 訂單查詢界面

七、產(chǎn)品選型

安科瑞為廣大用戶提供慢充和快充兩種充電方式，便攜式、壁掛式、落地式等多種類型的充電樁，包含智能7kw/21kw交流充電樁，30kw直流充電樁，60kw/80kw/120kw/180kw直流一體式充電樁來滿足新能源汽車行業(yè)快速、經(jīng)濟、智能運營管理的市場需求。實現(xiàn)對動力電池快速、高效、安全、合理的電量補給，同時為提高公共充電樁的效率和實用性，具有有智能監(jiān)測：充電樁智能控制器對充電樁具備測量、控制與保護的功能；智能計量：輸出配置智能電能表，進行充電計量，具備完善的通信功能；云平臺：具備連接云平臺的功能，可以實現(xiàn)實時監(jiān)控，財務(wù)報表分析等等；遠(yuǎn)程升級：具備完善的通訊功能，可遠(yuǎn)程對設(shè)備軟件進行升級；保護功能：具備防雷保護、過載保護、短路保護，漏電保護和接地保護等功能；適配車型：滿足國標(biāo)充電接口，適配所有符合國標(biāo)的電動汽車，適應(yīng)不同車型的不同功率。下面是具體產(chǎn)品的型號和技術(shù)參數(shù)。

八、現(xiàn)場圖片

參考文獻:

[1]蔡海青代偉趙靜怡王城張志杰李書勇.基于多參數(shù)規(guī)劃的電動汽車充電站有效容量評估方法[J].中國電力,2022,55(11):175-183.

[2]盧慧,謝開貴,邵常政,等,考慮燃油車和電動汽車動態(tài)混合交通流的電動汽車充電站規(guī)劃[J].高電壓技術(shù)，2023,49(3):10-11.

[3]張端鴻、史一煒、馮冬涵、周云、李恒杰,含多類型充電設(shè)施的城市電動汽車充電站群協(xié)同規(guī)劃方法[J].電測與儀表,2020，57(20):7

作者介紹：

張繼冬，男，現(xiàn)任職于安科瑞電氣股份有限公司。