浅谈智能小区电动车充电系统架构与建设

王孟春

安科瑞电气股份有限公司上海嘉定

摘要：智能用电是依托坚强电网和现代管理理念,利用有效量测、有效控制、高速通信、高速储能等技术，将供电端到客户端的所有设备有机连接,形成绵密完整的用电和信息交互网络。智能小区电动车充电系统要求在每个小区集中停车的地方,提供足够的充电插头提供管理终端,用户充电的时候只需要输入用户ID和密码就可以充电并计费,用户可以在小区物管处对账号充值,电力公司可以远程监控整个小区的充用电情况以保证用电的安全可靠。

关键词：智能小区；电动车；充电系统

1概述

智能用电是依托坚强电网和现代管理理念,利用高级量测有效控制、高速通信、高速储能等技术,将供电端到客户端的所有设备有机连接,形成绵密完整的用电和信息交互网络,让客户更安全、更方便、更规范的用电。作为智能电网的重要环节之-,用电环节直接面向庞大的客户群,蕴含了及其丰富的商业价值，智能用电增值服务不仅是用电服务的延伸,还将是智能电网条件下,用电服务向智能服务转型的历史机遇。

但是目前许多高档的智能化小区在用电方面还存在着很多的不足,特别是电动自行车充电问题尤为突出。当前几乎所有小区的电动车充电都没有规范的充电场所，基本上是由各家各户家中从楼外墙放线到一楼进行充电，私拉乱接,严重影响小区美观,降低小区品质,并存在严重的安全用电隐患。随着电动自行车的数量日益增多,尽快解决这-问题已成为电力公司迫在眉睫的事情，新的解决方案要求既要能保证电费的正常回收，又要能提供一个安全可靠的充电环境。智能小区电动车充电系统要求在每个小区集中停车的地方,提供足够的充电插头,提供管理终端，用户充电的时候只需要输入用户ID和密码就可以充电并计费，用户可以在小区物管处对账号充值，电力公司可以远程监控整个小区的充用电情况，以保证用电的安全可靠。

1.1系统建设背景

本项目初步选定县城城南某小区作为智能小区电动车充电系统试验小区。该小区坐落于滨江路南段未来广场旁，占地112亩,住宅面积达26万平方米，总户数2001户，目前已人住1250户,其中智能表用户324户。该小区环境优美，交通方便，物业管理规范,属县城-流住宅小区。在该高档小区中，电动车充电同样还处于无人管理状态，小区用户用飞明线方式从高层家中引线到地面充电,带来了很大的安全隐患。但是如果在停车区集中提供充电区城，电费的收取又无法保证，因此会给电力公司带来了很大的经济上的损失。

1.2智能小区电动车充电系统应具有以下特点

(1)智能控制：该系统的220V插头由控制器根据用户的帐号余额智能打开或者关掉;

(2)友好的人机界面：该系统提供液晶面板和键盘，用户充电的时候只需要输人用户ID和密码就可以充电;

(3)远程充值和监控：该系统提供GPRS模块,连接到电力公司的服务器，充值人员只需要在本地客户端就可以对本小区人员充值，电力公司可以实时监控每个小区的用电情况。

2系统建设方案

2.1系统架构要求

系统采用B/S(浏览器/服务器)模式，方案框架如上图所示:智能小区电动车充电系统实行远程费控与实时信息监测,通过充电管理服务器对各充电客户进行管理，监控所有充电桩使用情况及各客户基本情况。

客户通过向所在小区的物管预付-定金额，申请个人专用账号和密码，客户在智能交互终端上输人账号和密码登陆，该账号可以使手机号或者身份证号,登陆后可更改密码、查询余额、查询使用记录、开启对应的充电桩进行充电等操作，也可以通过互联网对充电情况进行查看，充电完成或中途拔出插头，充电桩自动断电,在智能交互终端上显示剩余金额。每个小区的充用电及收费由该小区的物业公司负责管理，电力公司可以监控并向物业收取该系统的电费，由统一的总表计量，该表计通过载波纳~SG186系统管理。一个充电管理服务器可以实现同时管理多个智能小区的电动车充电，该服务器可以架设在电力公司或者由专业的公司统一提供一个公用服务平台，各个小区和电力公司通过相应的管理账号进行管理。

2．2软件系统功能模块说明

智能小区电动车充电系统应采用新的软件设计技术严谨的软件设计规范，采用国际流行的软件设计思想和体系架构。系统功能应模块化、网络化、组态化，充分体现分布式、开放式的设计思想；软件应采用新的计算机通信技术、网络技术、数据库技术、面向对象技术、INTERNET技术等，使系统具备更高的稳定性和可扩展性。针对小区的电动车充电的管理，系统应具备的主要功能框图

1)通信通道程序

应能采集基于通讯的远方多功能控制器通过GPRS等通信网络传过来的多个小区充电系统的相关数据，并进行双向的实时通信和控制功能。

(2)用户管理

包含对用户的创建、修改、删除、绑定充电账号功能，一个用户注册之后可以绑定多个充电账号。

(3)小区物管管理

小区电动车充值充值到用户所在小区物管账号上。小区物管登录之后，可以查看账户余额，下发电价，查看小区用户历史缴费记录。

(4)充电账号管理

用户登录成功之后，需要添加电动车充电账号，一个用户可以绑定多个充电用户账号。每一个充电账号用手机号作为充电的账号。用户充电时，需要在主控制器里面输入帐号和密码，智能交互终端得到信息后，和存储器里面的数据核对，如果是正确的用户并且有余额，就会自动分配一个插头给用户并提示还能充电的时间并通电，用户充电完成后智能交互终端会根据这两段时间该插头连接的户表的电能数据差，来扣除用户帐号上的金额。

(5)管理员用户管理

管理员用户拥用系统高权限，可以管理基础信息(包括小区楼盘，小区物管管理)，修改和删除普通用户。

(6)充值管理

通过第三方支付平台把充值金额直接充值到用户所在的物业支付宝账号上或是直接到物管那里以现金的方式充值，同时更新账户余额，并将数据下发到智能交互终端。物业公司或者电力公司每月可以通过智能交互终端的GPRS模块上传每个用户的数据，及每个插头户表的数据以及小区总表的数据来分析小区冲电的情况。

(7)计费管理

用户在登录之后一直缓存用户信息和充电时间，充满之后或手动拔出之后(电流经过为零)自动调用平台接13传人用户信息和用电量，并更新用户余额。收费标准可以根据各个物业小区的情况不同，由小区物业管理人员手动设置。

(8)临时充电管理

针对非小区固定用户，比如临时客人、装修或者其它非小区住户，也存在充电的需求。系统提供临时充电服务，用户通过投币或者在小区物管处缴费申请临时账号，打开相应的充电插座完成充电。

2．3网络配置要求

服务器通过移动专线连接移动公网，并分配固定公网IP，远方终端使用GPRS网络与服务器通信。

2．4硬件架构

硬件架构由两部分组成，主控制系统和智能充电接口，智能充电接口可以支持多个。主控制系统通过485总线来管理各个智能充电接13，另一路485接口管理小区总表，电力公司可以通过小区总表的数据来检查是否该小区有偷电情况。

2．5主控制系统

主控制系统由人机界面模块，GPRS模块，两路RS485接口和存储器模块组成。人机界面模块提供一个液晶屏和键盘，供用户输入自己的帐号和密码，两路RS485接口分别管理智能充电接口和小区总表．GPRS模块用于连接电力公司的服务器．存储器模块用于保存用户数据和配置数据。

2．6智能充电接口

由一个智能计量装置和插头组成，通过RS485接口和主控制系统连接，该接口支持关断和接口状态监测功能。

2．7项目造价

3系统建设意义

通过该创新系统的实施，在小区内建成完善的电动车充电基础设施，实现电动车充电控制、支付、查询服务，同时保证电费的有效回收，从而有效解决目前小区电动车充电的安全隐患和混乱状况，方便物业管理和用户的使用，确保用电安全，提高用户满意度。同时，电力公司有相应的管理账号，可以实时监控各个小区的系统运行情况以及用户的充电管理状况。

4 安科瑞电动自行车管理系统（含选型）

安科瑞电动自行车充电桩通过GPRS模块与云端进行通信和数据交互。系统能够对电动自行车充电桩的日常状态、充电过程进行监控；实现充电支付对接：支持投币、刷卡、微信支付等多种支付方式，保证支付交易过程的完整性，对充电过程中的异常情况进行有效预警；实现对下游站级平台的清算、对账功能。平台可对接消防物联网平台、小程序等，提供相关异常数据，实现电动车充电安全管理的网络化、可视化。