淺聊電動汽車充電樁絕緣智能化自檢裝置的設計與應用

張繼冬

安科瑞電氣股份有限公司 上海嘉定 201801

摘要： 隨著電動汽車的快速發(fā)展，充電樁的需求也日益增長。然而，充電樁的安全問題一直備受關注，其中絕緣故障是一個潛在的安全隱患。本文旨在設計一種電動汽車充電樁絕緣智能化自檢裝置，通過對充電樁絕緣狀態(tài)的實時監(jiān)測和智能化判斷，提高充電樁的安全性和可靠性。首先介紹了充電樁絕緣故障的危害和現(xiàn)有檢測方法的不足，然后詳細闡述了絕緣智能化自檢裝置的設計原理、硬件組成和軟件實現(xiàn)，最后通過實驗驗證了該裝置的有效性和可行性。

1. 電擊危險：當充電樁的絕緣性能下降時，可能會導致充電樁外殼帶電，從而對使用者造成電擊危險。

2. 火災危險：絕緣故障可能會引起充電樁內(nèi)部短路，產(chǎn)生高溫和火花，從而引發(fā)火災。

3. 設備損壞：絕緣故障還可能會損壞充電樁內(nèi)部的電子元件和電氣設備，影響充電樁的正常運行。

1. 人工檢測：人工檢測需要專業(yè)人員使用專業(yè)設備進行檢測，檢測效率低，成本高，且不能實時監(jiān)測充電樁的絕緣狀態(tài)。

2. 定期檢測：定期檢測需要將充電樁停止運行，進行全面檢測，這會影響充電樁的使用效率，且不能及時發(fā)現(xiàn)絕緣故障。

3. 在線監(jiān)測：目前的在線監(jiān)測方法主要是通過監(jiān)測充電樁的電壓、電流等參數(shù)來判斷絕緣狀態(tài)，但是這種方法的準確性和可靠性不高，容易受到干擾。

四、安科瑞充電樁收費運營云平臺系統(tǒng)選型方案

（一）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。

（二）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。

（三）系統(tǒng)結構

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。

（四）安科瑞充電樁云平臺系統(tǒng)功能

（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。

（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。

（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。

（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）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。

（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。

（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

（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。

（五）系統(tǒng)硬件配置

五、結束語

由上述內(nèi)容可以得知，在對電動汽車的充電樁進行使用時，需要提前進行絕緣檢測，以保證其應用的安全性。這便要求將絕緣檢測裝置控制模塊融入到充電樁內(nèi)，然后再進行充電操作，只有切實保證絕緣性能后，方可進入充電階段，這樣能夠有效降低因充電樁質量問題而導致的電動汽車受損，或對操作人員人身安全所造成的威脅。

參考文獻：

[1] 趙陽，殷玉朋，陳霞，單率，朱雅雯.電動汽車充電樁絕緣智能化自檢裝置的設計與應用

[2] 劉芳.企業(yè)檔案管理中信息技術應用搞研究

[3] 安科瑞企業(yè)微電網(wǎng)設計與應用手冊.2022.05版