安科瑞 陈聪

概要：针对国内电动汽车充电桩圭表化和圭表化的需求，想象并已毕了一种恰当国网公司圭表的电动汽车智能充电桩。领先先容了国内电动汽车充电桩的近况、需求，然后以国网公司圭表为想象原则，进行了硬件系统、主控板及监控单元的想象，选择了模块化想象原则进行了软件系统的想象，针对充电桩恶劣使命环境进行了环境及电磁兼容想象。本充电桩已在山东临沂、济南等宽广充换电站运哄骗用，运行结果标明该安装安全、主见、可靠，必将为电动汽车的发展提供强有劲的保险。

要道词：电动汽车充电桩硬件系统

0小引

跟着新能源计策的鞭策和电动汽车行业的发展，电动汽车充电行业的发展至极马上。现在，我国电动汽车充换电设施试点工程已建成并投运87座圭表化充换电站、5179台充电机和7031台疏导充电桩，袒护寰宇26个省市，杭州初步建成电动汽车充换电办事网罗。充换电站及充电桩数目已居世界前哨，我国成为世界上电动汽车充电安装国度电网将在“十二五”时间开发充换电站2351座，充电桩22万个，初步建成袒护公司磋商区域的智能充换电办事网罗。

针对现在阛阓上电动汽车和充电开荒接口不结伙、功能、性能想象圭表不结伙，质地良莠不皆的近况，先后出台了一系列的圭表和圭表。电动汽车充电桩看成电动汽车充电的主要渠谈，其性能、工艺水仁和质地径直影响到电动汽车的推论。因此，至极有必要把柄干系圭表的要求，进行了电动汽车充电桩的想象。电动汽车充电桩想象时，不仅要空隙电动汽车充电的基本功能，还需要强化充电桩电气安全、数据安全想象和环境及电磁兼容性能的想象。

1电动汽车充电桩想象

本神色想象的电动汽车智能充电桩依据《NB/T33002－2010电动汽车疏导充电桩时间条款》、《Q/GDW485－2010电动汽车疏导充电桩时间条款》、《Q/GDW478－2010电动汽车充电设施开发时间导则》、《国度电网公司电动汽车充电设施开发领导意见》干系要求进行想象。该家具在空隙干系圭表对电动汽车充电桩的时间要求基础上，强化了充电桩电气安全、数据安全想象和环境及电磁兼容性能的想象，加多了视频拍照、小型热敏打印、无线组网等功能。

1.1硬件系统想象

电动汽车充电桩硬件系统主要由主控板、监控板、IC卡读写器、数字电表、移动通讯模块、触摸屏、引导灯、按键等组成。硬件系统的硬件组成如图1所示。

365建站

图1充电桩硬件系统组成框图

主控板是硬件系统的中枢组成部分，完成充电过程的启动、运行、实时监控以及关闭，并可通过多种通讯方式将数据实时传输至后台。主控板的主邀功能特色包括:具备6个串口，一个以太网口，动态的SDRAM铁心器，NAND铁心器，以及多路IO口，具备工业级的温度界限等。

为了实时监测充电桩的运奇迹态，保证充电过程的安全、可靠，想象了监控保护单元。监控保护单元组成框图如图2所示。该单元对充电桩的进线输入电压，充电输出电压、电流，充电接口连结情景，车载电板料理系统情景，车载电板情景等进行实时监测，一朝出现极端，马虎实时割断电源输出，保护电动汽车、电板及充电桩本人的安全。

1.2软件系统想象

1．2．1系统工程进程

当电动汽车需要充电时，用户将充电卡放手刷卡区，把柄画面指示通过键盘进行相应操作，连结充电接口，弃取充电模式，启动充电过程。

在上述过程中，铁心保护单元检测充电接口连结情景，淌若连结情景不经常，则无法启动充电。同期，在充电过程中，露馅区的充电引导灯点亮，监控单元实时监测充电电压、充电电流、充电接口连结情景、充电开关情景等，在极端或故障时断开充电开关，并报警。

图2监控单元组成框图

充电桩软件系统主要完成的功能是将各功能模块有机的皆集起来，已毕各模块的相助调用，系统全体铁心进程图如图3所示。

365建站客服QQ：800083652

图3充电桩软件系统主要领进程图

1.2.2功能模块想象

充电桩软件想象时选择了模块化的编写原则，这么既能保证电动汽车充电桩软件系统高效可靠的运行，又能使该软件系统具有细腻的扩张性，对家具升级换代具有至极遑急的意旨。

按充电桩软件系统的功能不错把系统分为主控模块、东谈主机交互、读卡器模块、计量计费模块、打印模块、后台通讯模块、汉典通讯模块等功能模块。其主邀功能框图如图4所示。

图4软件系统功能框图

当软件系统启动时，主控要领把柄系统竖立文献加载要领竖立信息，并把柄竖立信息完成各通讯模块的加载。软件平台强盛的多线程处理才能，主控要领马虎随便的完成与各通讯模块的交互。主控要领通过各模块通讯马虎完成用户信息蚁集与展示、实时数据蚁集与展示、充电进程铁心、计量计费功能等功能，同期该主控要领还具备后台通讯功能，马虎把充电过程中的实时数据、充电记载等信息上送到远处后台系统。

东谈主机交互模块想象时，界面露馅单元露馅的内容至极丰富，其中主要界面有接待界面、连结证据界面、充电参数设定界面、启动充电界面、充电界面、罢手充电界面、结账界面、打印界面等。东谈主机交互模块通过与主控模块的交互，获取铁心号召完成界面切换;获取用户信息与实时数据信息并进行信息展示。

安全模块由带安全存取模块(SAM)的读卡器，密钥料理系统，数据加密、解密模块组成。带安全存取模块(SAM)的读卡器选择硬件加密时间，对用户卡与充电桩数据交互过程中所使用的临时变量进行加密处理，并对传递过程进行潜入加密，保证了用户卡与充电桩进行数据交互的过程中，信息不会被外界窃取。密钥料理系统的主邀功能是提供各式密钥的生成机制和加密算法，并将生成的密钥存储在具有密钥导出功能的CPU智能卡，即SAM(SecurityAccessModule)卡中。数据加密模块用于把用户数据按照事前商定的加密方式加密并存储在用户卡的用户数据区域。解密模块用于将读取的用户卡数据修起为原始数据并进行干系的用户识别，扣费等操作。

1.3环境及电磁兼容想象

电动汽车充电桩应用环境大多在室外，使命环境比较恶劣，需要适合雨、雪、雾、风吹、日晒、高温、低温等恶劣天气的考验;同期，电动汽车看成一个充电开荒，还马虎承受各式电磁干涉的考验，在典型的工业电磁扰攘环境下马虎经常提供充电办事［7～10］。

桩体结构及工艺想象选择交叉袒护工艺，既保证了桩体的驻扎等第达到IP54圭表，在雨雪、水溅等情况下，水珠不成插足桩体及桩体里面;又马虎在使命时变成细腻空气流动，保证充电桩里面元件的散热;

桩体主体选择镀锌钢板，外名义选择汽车烤漆工艺，保证了充电桩在湿气、盐雾等恶劣天气环境下不锈蚀;

元件选型时，统共零部件选择工业级元器件，保证充电桩在工业环境温度界限内主见经常使命;

电气想象时，选择防雷器，电路想象上选择压敏电阻、瞬变扼制二极管、磁环、磁珠等规律，保证充电桩在典型工业扰攘环境下经常使命。

2神色实施情况

本神色开发完成的电动汽车充电桩，于2010年12月27日通过了电力工业电力系统自动化开荒质地进修测试的型式试验;现在，本神色已通过联系众人的阻滞，并在山东临沂焦庄充电站、义堂充电站，山东济南英贤充电站、葛家庄充电站等推论应用，得到好评。现场应用图片如图5所示。

图5临沂焦庄充换电站现场相片充电桩操作界面

如图6所示

3桩车网罗

把柄一个时期内可取得的充电桩的走动活水数据，构造桩车网罗。图1为一个由6桩7车组成的网罗。

图1由6桩7车组成的网罗

桩车网罗不错用矩阵示意，以行分歧桩、列分歧车。淌若用矩阵元素示意对应的桩车连结次数，则图1网罗可用式（1）示意。

淌若将连结次数达到2次的连结视为灵验连结，况且仅斟酌连通性，那么就能得到图2网罗，相应的矩阵为式（2）。

图2仅斟酌连通性的网罗

4讨论

把柄以往说合，不错得出以下论断：

表1入手充电桩名次

表2v1作用时的名次

表3v2作用时的名次

对比表1～3数据可知，因为网罗效应，是以v引起了险些统共桩的评分篡改。本文以名次变差而非评分变差看成评价计量性格传播的依据，这是因为当然数名次具有冲突性和排他性，是以比较实数评分而言愈加显赫和主见。然则是否马虎径直以评分变差看成评价依据，还值得进一步说合。

算例中的铁心变量不是信得过施加于网罗的，而是凭空的，访佛于力学说合中的“虚位移”，其缱绻在于给出一种轻易桩对其他桩影响的狡计方法。

算法对网罗齐全性莫得要求，原则上该方法可应用于桩齐集的任何子集。额外是当信得过（而非凭空）的铁心变量施加于网罗时，归并桩齐集的名次变差马虎反馈出施行计量简直度的变化。

另外，可念念而知，铁心变量不单不错用来记号计量身分。名次变差旨趣还可用于说合其他身分的网罗传播，发现那些对传播发达要道作用的节点，使得资源的投放更有成果。

5安科瑞充电桩收费运营云平台系统选型有缱绻

5.1概述

AcrelCloud-9000安科瑞充电柱收费运营云平台系统通过物联网时间对接入系统的电动电动自行车充电站以及各个充电整法行不息交地数据蚁集和监控，实时监控充电桩运奇迹态，进行充电办事、支付料理，走动结算，资要料理、电能料理，明细查询等。同期对充电机过温保护、走电、充电机输入/输出过压，欠压，绝缘低各样故障进行预警；充电桩支合手以太网、4G或WIFI等方式接入互联网，用户通过微信、支付宝，云闪付扫码充电。

5.2应用花式

适用于民用建筑、一般工业建筑、居住小区、实业单元、买卖轮廓体、学校、园区等充电桩模式的充电基础设施想象。

5.3系统结构

系统分为四层：

1）即数据蚁集层、网罗传输层、数据层和客户端层。

2）数据蚁集层：包括电瓶车智能充电桩通讯条约为圭表modbus-rtu。电瓶车智能充电桩用于蚁集充电回路的电力参数，并进行电能计量和保护。

3）网罗传输层：通过4G网罗将数据上传至搭建好的数据库办事器。

4）数据层：包含应用办事器和数据办事器，应用办事器部署数据蚁集办事、WEB网站，数据办事器部署实时数据库、历史数据库、基础数据库。

5）应客户端层：系统料理员可在浏览器中走访电瓶车充电桩收费平台。终局充电用户通过刷卡扫码的方式启动充电。

小区充电平台功能主要涵盖充电设施智能化大屏、实时监控、走动料理、故障料理、统计分析、基础数据料理等功能，同期为运维东谈主员提供运维APP，充电用户提供充电小要领。

5.4安科瑞充电桩云平台系统功能

5.4.1智能化大屏

智能化大屏展示站点分散情况，对开荒情景、开荒使用率、充电次数、充电时长、充电金额、充电度数、充电桩故障等进行统计露馅，同期可检察每个站点的站点信息、充电桩列表、充电记载、收益、能耗、故障记载等。结伙料理小区充电桩，检察开荒使用率，合理分拨资源。

5.4.2实时监控

实时监视充电设施运奇迹况，主要包括充电桩运奇迹态、回路情景、充电过程中的充电电量、充电电压电流，充电桩告警信息等。

5.4.3走动料理

平台料理东谈主员可料理充电用户账户，对其进行账户进行充值、退款、冻结、刊出等操作，可检察小区用户逐日的充电走动详备信息。

5.4.4故障料理

开荒自动上报故障信息，平台料理东谈主员可通过平台检察故障信息并进行派发处理，同期运维东谈主员可通过运维APP收取故障推送，运维东谈主员在运维使命完成后将结果上报。充电用户也可通过充电小要领反馈现场问题。

5.4.5统计分析

通过系统平台，从充电站点、充电设施、、充电时期、充电方式等不同角度，查询充电走动统计信息、能耗统计信息等。

5.4.6基础数据料理

在系统平台建立运营商户，运营商可建立和料理其运营所需站点和充电设施，爱戴充电设施信息、价钱策略、扣头、优惠活动，同期可料理在线卡用户充值、冻结息争绑。5.4.7运维APP

面向运维东谈主员使用，不错对站点和充电桩进行料理、马虎进行故障闭环处理、查询流量卡使用情况、查询充电\充值情况，进行汉典参数竖立，同期可接纳故障推送

5.4.8充电小要领

面向充电用户使用，可检察隔壁适意开荒，主要包含扫码充电、账户充值，充电卡绑定、走动查询、故障呈报等功能。

5.5系统硬件竖立

类型

型号

图片

功能

安科瑞充电桩收费运营云平台

AcrelCloud-9000

安科瑞响应节能环保、绿色出行的号召，为深广用户提供慢充和快充两种充电方式壁挂式、落地式等多种类型的充电桩，包含智能7kW疏导充电桩，30kW壁挂式直流充电桩，智能60kW/120kW直流一阵势充电桩等来空隙新能源汽车行业快速、经济、智能运营料理的阛阓需求，提供电动汽车充电软件科罚有缱绻，不错遍地随时享受浮浅安全的充电办事，微信扫一扫、微信公众号、支付宝扫一扫、支付宝办事窗，充电方式千般化，为车主用户提供浮浅、安全的充电办事。已毕对能源电板快速、安全、合理的电量补给，能计时，计电度、计金额看成市民购电终局，同期为普及各人充电桩的成果和实用性。

互联网版智能疏导桩

AEV-AC007D

额定功率7kW，单相三线制，驻扎等第IP65，具备防雷

保护、过载保护、短路保护、走电保护、智能监测、智能计量、汉典升级，支合手刷卡、扫码、即插即用。

通讯方：4G/wifi/蓝牙支合手刷卡，扫码、免费充电可选配露馅屏

互联网版智能直流桩

AEV-DC030D

额定功率30kW，三相五线制，驻扎等第IP54，具备防雷保护、过载保护、短路保护、走电保护、智能监测、智能计量、恒流恒压、电板保护、远

程升级，支合手刷卡、扫码、即插即用

通讯方式：4G/以太网

支合手刷卡，扫码、免费充电

互联网版智能直流桩

AEV-DC060S

额定功率60kW，三相五线制，驻扎等第IP54，具备防雷保护、过载保护、短路保护、走电保护、智能监测、智能计量、恒流恒压、电板保护、汉典升级，支合手刷卡、扫码、即插即用

通讯方式：4G/以太网

支合手刷卡，扫码、免费充电

互联网版智能直流桩

AEV-DC120S

额定功率120kW，三相五线制，驻扎等第IP54，具备防雷保护、过载保护、短路保护、走电保护、智能监测、智能计量、恒流恒压、电板保护、汉典升级，支合手刷卡、扫码、即插即用

通讯方式：4G/以太网

支合手刷卡，扫码、免费充电

10路电瓶车智能充电桩

ACX10A系列

10路承载电流25A，单路输出电流3A，单回路功率1000W，总功率5500W。充满自停、断电牵挂、短路保护、过载保护、空载保护、故障回路识别、汉典升级、功率识别、孤独计量、告警上报。

ACX10A-TYHN：驻扎等第IP21，支合手投币、刷卡，扫码、免费充电

ACX10A-TYN：驻扎等第IP21，支合手投币、刷卡，免费充电

ACX10A-YHW：驻扎等第IP65，支合手刷卡，扫码，免费充电

ACX10A-YHN：驻扎等第IP21，支合手刷卡，扫码，免费充电

ACX10A-YW：驻扎等第IP65，支合手刷卡、免费充电

ACX10A-MW：驻扎等第IP65，仅支合手免费充电

2路智能插座

ACX2A系列

2路承载电流20A，单路输出电流10A，单回路功率2200W，总功率4400W。充满自停、断电牵挂、短路保护、过载保护、空载保护、故障回路识别、汉典升级、功率识别，报警上报。

ACX2A-YHN：驻扎等第IP21，支合手刷卡、扫码充电

ACX2A-HN：驻扎等第IP21，支合手扫码充电

ACX2A-YN：驻扎等第IP21，支合手刷卡充电

20路电瓶车智能充电桩

ACX20A系列

20路承载电流50A，单路输出电流3A，单回路功率1000W，总功率11kW。充满自停、断电牵挂、短路保护、过载保护、空载保护、故障回路识别、汉典升级、功率识别，报警上报。

ACX20A-YHN：驻扎等第IP21，支合手刷卡，扫码，免费充电

ACX20A-YN：驻扎等第IP21，支合手刷卡，免费充电

落地式电瓶车智能充电桩

ACX10B系列

10路承载电流25A，单路输出电流3A，单回路功率1000W，总功率5500W。充满自停、断电牵挂、短路保护、过载保护、空载保护、故障回路识别、汉典升级、功率识别、孤独计量、告警上报。

ACX10B-YHW：户外使用，落地式安装，包含1台主机及5根立柱，支合手刷卡、扫码充电,不带告白屏

ACX10B-YHW-LL：户外使用，落地式安装，包含1台主机及5根立柱，支合手刷卡、扫码充电。液晶屏支合手U盘土产货投放图片及视频告白

智能边际狡计网关

ANet-2E4SM

4路RS485串口，光耦隔断，2路以太网接口，支合手ModbusRtu、ModbusTCP、DL/T645-1997、DL/T645-2007、CJT188-2004、OPCUA、ModbusTCP（主、从）、104（主、从）、建筑能耗、SNMP、MQTT；（主模块）输入电源：DC12V～36V。支合手4G扩张模块，485扩张模块。

扩张模块ANet-485

M485模块：4路光耦隔断RS485

扩张模块ANet-M4G

M4G模块：支合手4G全网通

导轨式单相电表

ADL200

单相电参量U、I、P、Q、S、PF、F测量，输入电流：10（80）A；

电能精度：1级

支合手Modbus和645条约

文凭：MID/CE认证

导轨式电能计量表

ADL400

三相电参量U、I、P、Q、S、PF、F测量，分相总有功电能，总正反向有功电能统计，总正反向无功电能统计；红外通讯；电流规格：经互感器接入3×1（6）A，径直接入3×10（80）A，有功电能精度0.5S级，无功电能精度2级

文凭：MID/CE认证

无线计量姿色

ADW300

三相电参量U、I、P、Q、S、PF、F测量，有功电能计量（正、反向）、四象限无功电能、总谐波含量、分次谐波含量（2～31次）；A、B、C、N四路测温；1路剩余电流测量；支合手RS485/LoRa/2G/4G/NB；LCD露馅；有功电能精度：0.5S级（校阅神色）

文凭：CPA/CE认证

导轨式直流电表

DJSF1352-RN

直流电压、电流、功率测量，正反向电能计量，复费率电能统计，SOE事件记载:8位LCD露馅:红外通讯:电压输入*大1000V，电流外接分流器接入(75mV)或霍尔元件接入(0-5V);电能精度1级，1路485通讯，1路直流电能计量AC/DC85-265V供电

文凭：MID/CE认证

面板直流电表

PZ72L-DE

直流电压、电流、功率测量，正反向电能计量:红外通讯:电压输入*大1000V，电流外接分流器接入·(75mV)或霍尔元件接入(0-20mA0-5V);电能精度1级

文凭：CE认证

电气防火限流式保护器

ASCP200-63D

导轨式安装，可已毕短路限流灭弧保护、过载限流保护、里面超温限流保护、过欠压保护、走电监测、线缆温度监测等功能;1路RS485通讯，1路NB或4G无线通讯(选配);额定电流为0~63A，额定电流菜单可设。

启齿式电流互感器

AKH-0.66/K

AKH-0.66K系列启齿式电流互感器安装方便，无谓拆一次母线，亦可带电操作，不影响客户经常用电，可与继电器保护、测量以及计量安装配套使用。

霍尔传感器

AHKC

霍尔电流传感器主要适用于疏导、直流、脉冲等复杂信号的隔断调遣，通过霍尔效应旨趣使变换后的信号马虎径直被AD、DSP、PLC、二次姿色等各式蚁集安装径直蚁集和经受，响适时期快，电流测量界限宽精度高，过载才能强，线性好，抗干涉才能强。

智能剩余电流继电器

ASJ

该系列继电器可与低压断路器或低压构武器等组成组合式的剩余电流动作保护器，主要适用于疏导50Hz，额定电压为400V及以下的TT或TN系统配电潜入，谢却接地故障电流引起的开荒和电气失火事故，也可用于对东谈主身触电危境提供辗转构兵保护。

6论断与瞻望

本充电桩严格谨守国网公司干系圭表，并把柄电动汽车产业发展的缱绻和发展场地，研制了一种主见、可靠、安全、实用的电动汽车智能充电桩。运行结果标明，本充电桩的使用普及了电动汽车充电桩的时间水仁和实用化水平，有劲的鞭策了电动汽车充电行业的发展。

数据驱动的内涵之一是数据决定方法，把柄马虎获取的数据寻找妥当的方法。本文提倡的名次变差算法以充电桩走动活水数据为前提条款，在一定进程上马虎识别充电桩计量简直度的传播界限。需要强调的是，由于走动记载包含个东谈主狡饰，扶持东谈主在提交走动活水数据之前将个东谈主信息进行编码处理。不管互联网依然桩车网罗，节点的名次都主要由节点间连结强度决定。互联网由于建立连结的代价低，其名次不错很好地反馈网页的质地。在桩车网罗中，决定连结强度的身分宽广，因而名次本人并不及以反馈计量性格，受控计量变量引起的名次变差则具有大得多的参考价值。网罗名次变差算法中，名次变差旨趣是内容性的，而评分算法短长内容性的，不错有多种弃取，是否存在更妥当的评分算法有待进一步说合。

参考文献：

[1]王涛，张东华，贺智轶等．电动汽车充电桩的铁心系统说合与想象［J］．湖北电力，2011．1

[2]张允，陆佳政，李波．利用有源滤波功能的新式电动汽车疏导充电桩［J］．高电压时间，2011．1

[3]严晓燕．基于RFID预支费支付系统在充电站中的应用［J］．电力信息化，2010．7

[4]孟祥军，梁涛，王兴光，陈杰，李建祥，电动汽车智能充电桩的想象与已毕

[5]安科瑞企业微电网想象与应用手册.2022.05版

电流汽车充电桩电能模块发布于：江苏省声明：该文不雅点仅代表作家本东谈主，搜狐号系信息发布平台，搜狐仅提供信息存储空间办事。