安科瑞 耿笠 187-6150-0144

摘要

近年來，國家提倡節(jié)能環(huán)保發(fā)展的觀念，因此，這也推動了電動汽車的發(fā)展，電動汽車在人們的生活中也越來越普及，而在電動汽車的發(fā)展中，電動汽車充電樁是其重要的部分，也是電動汽車發(fā)展的基礎(chǔ)。為了保證電動汽車具有良好的使用性能，就需要做好對電動汽車充電樁充電的控制，下面，本文就針對電動汽車充電樁主動充電控制策略進(jìn)行分析，來深入的了解其充電控制的實現(xiàn)。

關(guān)鍵詞：電動汽車;充電樁;主動充電;控制策略

引言

電動汽車逐漸得到了普及，同時充電技術(shù)也在不斷的發(fā)展，如何進(jìn)行電動汽車充電樁的充電控制，是電動汽車行業(yè)發(fā)展中的難點(diǎn)，也受到了人們的普遍關(guān)注。隨著充電技術(shù)的不斷發(fā)展,電動汽車充電樁充電控制也在不斷的進(jìn)步，主動充電控制策略就是先進(jìn)充電技術(shù)的體現(xiàn)，其具有著諸多的使用優(yōu)勢，有效的提高了對異常狀態(tài)的檢測與處理能力，而其如何進(jìn)行實現(xiàn)，就是本文主要研究的內(nèi)容。

直流充電系統(tǒng)

直流充電系統(tǒng)是有功率部分以及控制部分所構(gòu)成的，其功率部分主要包括充電樁、充電機(jī)以及動力電池等，控制部分主要包括充電的控制單元、功率的控制單元以及BMS等。充電機(jī)是有若干組的充電模塊通過并聯(lián)所組成的，其能夠滿足不同的容量動力對電池充電的需求,并且還便于進(jìn)行輸出電壓和輸出電流調(diào)整。電動汽車的充電樁是實現(xiàn)充電機(jī)與動力電池連接的樞紐，主要負(fù)責(zé)人機(jī)的交互、充電刷卡的計費(fèi)以及充電控制功能等，動力電池作為電動汽車動力的來源，目前使用較多的就是鋰電池類型，其動力電池容量主要取決自鋰電池的單體串并聯(lián)數(shù)量[1]。DBMS主要負(fù)責(zé)動力電池單體電壓以及溫度的采集，進(jìn)而根據(jù)其采集的結(jié)果對當(dāng)前電池SOC進(jìn)行估算，充電的控制單元借助CAN通信來向BMS傳遞充電的策略，按照充電的策略，其BMS就能夠生成目前充電的電壓和電流，然后BMS再把充電的電壓和電流借助CAN通信向充電的控制單元進(jìn)行傳遞。充電的控制單元把BMS所申請得到的充電電壓和電流值再傳遞向功率的控制單元，則功率的控制單元針對充電機(jī)的功率進(jìn)行調(diào)節(jié)，其充電機(jī)就會輸出一定的電壓和電流值，最后充電的控制單元來對輸出的電壓和電流采集，并生成相應(yīng)的電量，作為充電計費(fèi)而用

充電樁的簡介以及類型

一臺配電的變壓器一般接常規(guī)的負(fù)荷以及電動汽車的充電負(fù)荷，配有專門配電的變壓器電動汽車的充電站來說其配電的變壓器可以當(dāng)做常規(guī)的接入負(fù)荷是零。電動汽車的充電站主要是通過進(jìn)行售電方式來對電動汽車的用戶提供相應(yīng)的充電服務(wù)，有新電動汽車的客戶接入到充電站的充電樁后，其充電的控制系統(tǒng)就可以通過客戶的電動汽車電池的管理系統(tǒng)來獲取其電動汽車的電池容量信息和電池的充電水平，進(jìn)而進(jìn)行充電的實施。為了實現(xiàn)電動汽車有效的智能充電，充電客戶需要進(jìn)行電動汽車的預(yù)期停留時間和客戶的電池期望充電水平向充電控制系統(tǒng)進(jìn)行告知，在這和基礎(chǔ)上，就需要滿足客戶的需求，同時保證充電站的變壓器不發(fā)生過載，使用智能化主動充電的控制，來實現(xiàn)有效的充電。

主動充電控制策略

充電樁主動充電的控制策略主要目的實現(xiàn)充電機(jī)對其BMS所下發(fā)充電的電壓以及電流進(jìn)行有效的判斷，從而對BMS所要求充電的電,壓以及電流判斷是否合理，若是存在不合理的情況，就不進(jìn)行BMS需求的響應(yīng)，并進(jìn)行BMS的故障報警。充電樁主動充電的控制策略主要取決充電的數(shù)據(jù)庫導(dǎo)入，充電的數(shù)據(jù)庫信息主要包括電池的類型、健康程度、電池的容量、電池單體的容量、單體和電池的電壓以及單體和電池的溫度等和充電時間等,此數(shù)據(jù)是一種標(biāo)準(zhǔn)電池正常標(biāo)準(zhǔn)的充電曲線，其實際的充電參數(shù)會借助BMS向充電機(jī)進(jìn)行實時的上，其和標(biāo)準(zhǔn)的充電曲線實時進(jìn)行比較，如果實際的充電曲線和標(biāo)準(zhǔn)的充電曲線存在偏離，就說明其存在一定的問題[2]。

電動汽車的每次充電，其充電的時間都由人為進(jìn)行設(shè)定的，電池的信息是通過BMS進(jìn)行上傳，主要有電池的類型、容量、SOH等，這些參數(shù)到充電的數(shù)據(jù)庫中就能夠生成當(dāng)前的電池標(biāo)準(zhǔn)充電的曲線,這種標(biāo)準(zhǔn)的充電曲線在不同的充電電流和環(huán)境溫度中，SOC會隨著充電的時間進(jìn)行變化的曲線,任意給予其3個變量，就能夠得到第4個變量，在這個控制的策略下，充電機(jī)就能夠?qū)崟r的獲取到充電的電流、溫度以及SO℃,同時在此充電的時間下，還能夠循環(huán)的判斷其實際的充電電流、溫度以及SOC和標(biāo)準(zhǔn)值具有的偏差,如果偏差超過了其規(guī)定的閾值,就要停止其充電機(jī)的輸出，并且對故障信息進(jìn)行報告。對標(biāo)準(zhǔn)的充電曲線獲取主要有兩途徑，一個是通過大量的測試，來對大數(shù)據(jù)進(jìn)行記錄，從而形成相應(yīng)的充電曲線，還可以通過使用BMS的充電算法來生成相應(yīng)的充電曲線。

仿真分析

構(gòu)建一套充電的測試系統(tǒng)，來對其主動充電控制策略進(jìn)行仿真實驗，在充電策略下，來對充電的過程連續(xù)性進(jìn)行測試，同時看其是否存在充電策略引起誤判而導(dǎo)致出現(xiàn)異常的停機(jī)，另外，在充電的策略下，通過人為的對BMS充電的指令進(jìn)行修改，使充電的指令和正常的指令產(chǎn)生偏離，來對充電機(jī)主動的保護(hù)進(jìn)行測試，存在故障就要停止充電，并且對故障進(jìn)行報告。在不同的溫度條件下，鋰電池類型的充電曲線也存在不同,如果將不同充電的曲線向充電機(jī)的充電控制單元進(jìn)行導(dǎo)入，通過反復(fù)的試驗驗證，就能夠了解到在BMS出現(xiàn)失效情況下，則其充電機(jī)就能夠主動進(jìn)行保護(hù)，若是在正常的充電過程中，設(shè)置存在不合理就會造成充電機(jī)的誤判斷，從而造成停機(jī)狀況的出現(xiàn)

安科瑞充電樁收費(fèi)運(yùn)營云平臺

5.1概述

AcrelCloud-9000安科瑞充電柱收費(fèi)運(yùn)營云平臺系統(tǒng)通過物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)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(yùn)行狀態(tài)，進(jìn)行充電服務(wù)、支付管理，交易結(jié)算，資要管理、電能管理，明細(xì)查詢等。同時對充電機(jī)過溫保護(hù)、漏電、充電機(jī)輸入/輸出過壓，欠壓，絕緣低各類故障進(jìn)行預(yù)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。

5.2應(yīng)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(xué)校、園區(qū)等充電樁模式的充電基礎(chǔ)設(shè)施設(shè)計。

5.3系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

5.3.1系統(tǒng)分為四層：

1）即數(shù)據(jù)采集層、網(wǎng)絡(luò)傳輸層、數(shù)據(jù)中心層和客戶端層。

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(biāo)準(zhǔn)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(jìn)行電能計量和保護(hù)。

3）網(wǎng)絡(luò)傳輸層：通過4G網(wǎng)絡(luò)將數(shù)據(jù)上傳至搭建好的數(shù)據(jù)庫服務(wù)器。

4）數(shù)據(jù)中心層：包含應(yīng)用服務(wù)器和數(shù)據(jù)服務(wù)器，應(yīng)用服務(wù)器部署數(shù)據(jù)采集服務(wù)、WEB網(wǎng)站，數(shù)據(jù)服務(wù)器部署實時數(shù)據(jù)庫、歷史數(shù)據(jù)庫、基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫。

5）應(yīng)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(fèi)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(shè)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(chǔ)數(shù)據(jù)管理等功能，同時為運(yùn)維人員提供運(yùn)維APP，充電用戶提供充電小程序。

5.4安科瑞充電樁云平臺系統(tǒng)功能

5.4.1智能化大屏

智能化大屏展示站點(diǎn)分布情況，對設(shè)備狀態(tài)、設(shè)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(jìn)行統(tǒng)計顯示，同時可查看每個站點(diǎn)的站點(diǎn)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(shè)備使用率，合理分配資源。

5.4.2實時監(jiān)控

實時監(jiān)視充電設(shè)施運(yùn)行狀況，主要包括充電樁運(yùn)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。

5.4.3交易管理

平臺管理人員可管理充電用戶賬戶，對其進(jìn)行賬戶進(jìn)行充值、退款、凍結(jié)、注銷等操作，可查看小區(qū)用戶每日的充電交易詳細(xì)信息。

5.4.4故障管理

設(shè)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(jìn)行派發(fā)處理，同時運(yùn)維人員可通過運(yùn)維APP收取故障推送，運(yùn)維人員在運(yùn)維工作完成后將結(jié)果上報。充電用戶也可通過充電小程序反饋現(xiàn)場問題。

5.4.5統(tǒng)計分析

通過系統(tǒng)平臺，從充電站點(diǎn)、充電設(shè)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。

5.4.6基礎(chǔ)數(shù)據(jù)管理

在系統(tǒng)平臺建立運(yùn)營商戶，運(yùn)營商可建立和管理其運(yùn)營所需站點(diǎn)和充電設(shè)施，維護(hù)充電設(shè)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(jié)和解綁。

5.4.7運(yùn)維APP

面向運(yùn)維人員使用，可以對站點(diǎn)和充電樁進(jìn)行管理、能夠進(jìn)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(jìn)行遠(yuǎn)程參數(shù)設(shè)置，同時可接收故障推送

5.4.8充電小程序

面向充電用戶使用，可查看附近空閑設(shè)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。

5.5系統(tǒng)硬件配置

結(jié)語

綜上所述，電動汽車在人們的生活中越來普及，為了保證其長期穩(wěn)定的發(fā)展，就需要做好對其充電樁充電的控制，經(jīng)過長期的發(fā)展，充電技術(shù)已經(jīng)取得了不錯的成績，還需要相關(guān)人員對充電技術(shù)繼續(xù)不斷進(jìn)行技術(shù)的研究和探索，從而推進(jìn)其行業(yè)的發(fā)展。


審核編輯 黃宇