浅谈电动汽车充电桩系统的研究与应用

李月霞

安科瑞电气股份有限公司上海嘉定201801

摘要：本文对电动汽车充电系统进行基本研究，以期节约能源和成本，保护环境。

关键词：电动汽车；充电系统；充电站建设；新能源汽车

一、电动汽车的充电需求分析

1、电动汽车的运行模式

对于电动汽车来说，充电时间的不同与运行时间的差异也会影响汽车的运行效率，其实也就是不同的运行模式会不同程度地影响汽车的充电时间以及运行时长，因此对汽车充电站的建设方式需要符合汽车的充电系统以及模式，在功率以及其他方面进行要求与规范。当新能源技术应用在公共交通工具上时，在正常运营期间电动公交车可以开始载客，而在停运期间则可以用来给电动汽车进行电源供给，正常充电，大概时长是一个单程的运行；而当新能源应用在出租车上时则需要根据出租车的车程来进行运行时长的预计，需要司机能够在行驶范围内找寻距离较近的电动汽车充电站，避免无法应急充能而造成的无法使用的现象；而对于家用汽车来说，以上2种运行模式的许多忧虑就不需要多加考虑了，这种模式的私家车或是公务车，需要在住宅区或是事业单位的停车场设置充电站或是相应的充电设备来解决不时之需。

2、电动汽车的总体电量需求

对于电动汽车来说，充电量的需求与汽车每天的行驶距离以及汽车的基本保有量有很大的关系。根据相关的调查显示，电动汽车的使用量到2020年的估计值是70000辆，而依据当前电动汽车的平均行驶时间以及充电能耗来看，这70000辆的汽车每天的平均电能消耗为18400度，根据显示的充电需求的总体数值来看，电动汽车的投入使用会在不久的未来较大地增加对电的需求，并且也会在以后的市场有着较为明朗的前景需求。

3、电动汽车的充电时间要求

从上文可知，充电时间的长短其实与电动汽车的运行模式有着较大的关联，而且从电动汽车的充电系统来看，不同模式的汽车的充电时间不同，充电方式也是大不相同的。有着正常充、快速充、再或是更换电池的充电方式能够解决电动汽车突发的停电状况，从而以各种方式解决电动汽车的充电问题。在急需用电的时候可以使用快速充电或是更换电池的方式解决，以解燃眉之急，但是在平时的正常充中，电动汽车需要进行足够的电能储备，蓄好能量。

二、电动汽车充电模式研究

对于需要时常充电的电动汽车来说，充电是必不可少的程序，而充电的方式又根据不同的运行模式分为3种：常规充电、快速充电以及更换电池。下面我们就对这3种充电方式进行简单的分析。

1、常规充电

对于电动汽车来说，除了一些突发状况，一般的充电方式都是进行常规充电，主要就是将终止放电以后的蓄电池以小电流的恒压方式来进行立即的充电环节，并将充电时间定在6～8h之间，较好的充电时间其实就是汽车蓄电池基本放空的时候，在这个电量低谷期间，不仅充电的成本是较低的，还能够提高蓄电池的充电效率以及以后的使用寿命。常规充电是电动汽车较常用的充电方式

2、快速充电

快速充电，顾名思义就是对电动汽车进行非常规的快速蓄电行为，这一行为又被用户及工作人员称为应急充电，与常规充电的区别就是它使用的是大电流的充电模式，使得电动汽车的蓄电池快速地蓄满电。快速充电由于耗时短的特点深受各大用户的青睐，但是快速充电需要提供专业的汽车供电箱，不然就会对当地的公网用电造成不良影响，并且长期使用也会对蓄电池本身造成一定的损伤。

3、快速更换电池

与以上2种方式都不同，这种改变电动汽车停止运行的方法听起来是较好的的方法，既不高耗时，又不需要建立专用的供电箱，但是更换蓄电池本身是一个技术活，需要用专业性的工具与更换方式，需要找到专业的充电站才能够完成更换的步骤。

三、安科瑞充电桩运营管理平台

1、系统架构

安科瑞Acrelcloud-充电桩收费运营云平台系统通过物联网技术对接入系统的充电桩站点和各个充电桩进行不间断地数据采集和监控，同时对各类故障如充电机过温保护、充电机输入输出过压、欠压、绝缘检测故障等一系列故障进行预警；用户通过微信小程序扫描二维码，进行支付后，系统发起充电请求，控制二维码对应的充电桩完成电动汽车的充电过程。

充电桩可选配WIFI模块或GPRS模块接入互联网，配合加密技术和秘钥分发技术，基于TCP/IP的数据交互协议，与云端进行直连。云平台包含了充电收费和充电桩运营的所有功能，具体功能如下：

资源管理：充电站档案管理，充电桩档案管理，用户档案管理，充电桩运行监测，充电桩异常交易监测。

交易结算：充电价格策略管理，预收费管理，账单管理，营收和财务相关报表

用户管理：用户注册，用户登录，用户帐户管理，消息管理

充电服务：充电设施搜索，充电设施查看，地图寻址，在线自助支付充电，充电结算，导航等

微信小程序：扫码充电，账单支付等功能

数据服务：数据采集，短信提醒，数据存储和解析

变压器监控：监控充电站变压器负荷，每个充电站配备一块ARCM300T无线表，超负荷时系统自动对充电桩的进行调度管理，即当负荷超过百分之五十时，系统会限制新增开始充电的充电桩的功率，降为百分之五十，当变压器负荷超过百分之八十时，系统将不允许新增充电桩开始充电，直到负荷下降为止。

2、平台功能

2.1平台登录

在浏览器打开云平台链接、输入账户名和权限密码，进行登录，防止未授权人员浏览有关信息。