安科瑞 耿笠 187-6150-0144

摘要

近年來(lái)，國(guó)家提倡節(jié)能環(huán)保發(fā)展的觀(guān)念，因此，這也推動(dòng)了電動(dòng)汽車(chē)的發(fā)展，電動(dòng)汽車(chē)在人們的生活中也越來(lái)越普及，而在電動(dòng)汽車(chē)的發(fā)展中，電動(dòng)汽車(chē)充電樁是其重要的部分，也是電動(dòng)汽車(chē)發(fā)展的基礎(chǔ)。為了保證電動(dòng)汽車(chē)具有良好的使用性能，就需要做好對(duì)電動(dòng)汽車(chē)充電樁充電的控制，下面，本文就針對(duì)電動(dòng)汽車(chē)充電樁主動(dòng)充電控制策略進(jìn)行分析，來(lái)深入的了解其充電控制的實(shí)現(xiàn)。

關(guān)鍵詞：電動(dòng)汽車(chē);充電樁;主動(dòng)充電;控制策略

引言

電動(dòng)汽車(chē)逐漸得到了普及，同時(shí)充電技術(shù)也在不斷的發(fā)展，如何進(jìn)行電動(dòng)汽車(chē)充電樁的充電控制，是電動(dòng)汽車(chē)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(dòng)汽車(chē)充電樁充電控制也在不斷的進(jìn)步，主動(dòng)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(shì)，有效的提高了對(duì)異常狀態(tài)的檢測(cè)與處理能力，而其如何進(jìn)行實(shí)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(dòng)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(guò)并聯(lián)所組成的，其能夠滿(mǎn)足不同的容量動(dòng)力對(duì)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(dòng)汽車(chē)的充電樁是實(shí)現(xiàn)充電機(jī)與動(dòng)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(jì)費(fèi)以及充電控制功能等，動(dòng)力電池作為電動(dòng)汽車(chē)動(dòng)力的來(lái)源，目前使用較多的就是鋰電池類(lèi)型，其動(dòng)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(dòng)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(duì)當(dāng)前電池SOC進(jìn)行估算，充電的控制單元借助CAN通信來(lái)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(qǐng)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(duì)充電機(jī)的功率進(jìn)行調(diào)節(jié)，其充電機(jī)就會(huì)輸出一定的電壓和電流值，最后充電的控制單元來(lái)對(duì)輸出的電壓和電流采集，并生成相應(yīng)的電量，作為充電計(jì)費(fèi)而用

充電樁的簡(jiǎn)介以及類(lèi)型

一臺(tái)配電的變壓器一般接常規(guī)的負(fù)荷以及電動(dòng)汽車(chē)的充電負(fù)荷，配有專(zhuān)門(mén)配電的變壓器電動(dòng)汽車(chē)的充電站來(lái)說(shuō)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(dòng)汽車(chē)的充電站主要是通過(guò)進(jìn)行售電方式來(lái)對(duì)電動(dòng)汽車(chē)的用戶(hù)提供相應(yīng)的充電服務(wù)，有新電動(dòng)汽車(chē)的客戶(hù)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(guò)客戶(hù)的電動(dòng)汽車(chē)電池的管理系統(tǒng)來(lái)獲取其電動(dòng)汽車(chē)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(shí)施。為了實(shí)現(xiàn)電動(dòng)汽車(chē)有效的智能充電，充電客戶(hù)需要進(jìn)行電動(dòng)汽車(chē)的預(yù)期停留時(shí)間和客戶(hù)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(mǎn)足客戶(hù)的需求，同時(shí)保證充電站的變壓器不發(fā)生過(guò)載，使用智能化主動(dòng)充電的控制，來(lái)實(shí)現(xiàn)有效的充電。

主動(dòng)充電控制策略

充電樁主動(dòng)充電的控制策略主要目的實(shí)現(xiàn)充電機(jī)對(duì)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(duì)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(bào)警。充電樁主動(dòng)充電的控制策略主要取決充電的數(shù)據(jù)庫(kù)導(dǎo)入，充電的數(shù)據(jù)庫(kù)信息主要包括電池的類(lèi)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(shí)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(xiàn)，其實(shí)際的充電參數(shù)會(huì)借助BMS向充電機(jī)進(jìn)行實(shí)時(shí)的上，其和標(biāo)準(zhǔn)的充電曲線(xiàn)實(shí)時(shí)進(jìn)行比較，如果實(shí)際的充電曲線(xiàn)和標(biāo)準(zhǔn)的充電曲線(xiàn)存在偏離，就說(shuō)明其存在一定的問(wèn)題[2]。

電動(dòng)汽車(chē)的每次充電，其充電的時(shí)間都由人為進(jìn)行設(shè)定的，電池的信息是通過(guò)BMS進(jìn)行上傳，主要有電池的類(lèi)型、容量、SOH等，這些參數(shù)到充電的數(shù)據(jù)庫(kù)中就能夠生成當(dāng)前的電池標(biāo)準(zhǔn)充電的曲線(xiàn),這種標(biāo)準(zhǔn)的充電曲線(xiàn)在不同的充電電流和環(huán)境溫度中，SOC會(huì)隨著充電的時(shí)間進(jìn)行變化的曲線(xiàn),任意給予其3個(gè)變量，就能夠得到第4個(gè)變量，在這個(gè)控制的策略下，充電機(jī)就能夠?qū)崟r(shí)的獲取到充電的電流、溫度以及SO℃,同時(shí)在此充電的時(shí)間下，還能夠循環(huán)的判斷其實(shí)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(guò)了其規(guī)定的閾值,就要停止其充電機(jī)的輸出，并且對(duì)故障信息進(jìn)行報(bào)告。對(duì)標(biāo)準(zhǔn)的充電曲線(xiàn)獲取主要有兩途徑，一個(gè)是通過(guò)大量的測(cè)試，來(lái)對(duì)大數(shù)據(jù)進(jìn)行記錄，從而形成相應(yīng)的充電曲線(xiàn)，還可以通過(guò)使用BMS的充電算法來(lái)生成相應(yīng)的充電曲線(xiàn)。

仿真分析

構(gòu)建一套充電的測(cè)試系統(tǒng)，來(lái)對(duì)其主動(dòng)充電控制策略進(jìn)行仿真實(shí)驗(yàn)，在充電策略下，來(lái)對(duì)充電的過(guò)程連續(xù)性進(jìn)行測(cè)試，同時(shí)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(guò)人為的對(duì)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(lái)對(duì)充電機(jī)主動(dòng)的保護(hù)進(jìn)行測(cè)試，存在故障就要停止充電，并且對(duì)故障進(jìn)行報(bào)告。在不同的溫度條件下，鋰電池類(lèi)型的充電曲線(xiàn)也存在不同,如果將不同充電的曲線(xiàn)向充電機(jī)的充電控制單元進(jìn)行導(dǎo)入，通過(guò)反復(fù)的試驗(yàn)驗(yàn)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(dòng)進(jìn)行保護(hù)，若是在正常的充電過(guò)程中，設(shè)置存在不合理就會(huì)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(yíng)云平臺(tái)

5.1概述

AcrelCloud-9000安科瑞充電柱收費(fèi)運(yùn)營(yíng)云平臺(tái)系統(tǒng)通過(guò)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)對(duì)接入系統(tǒng)的電動(dòng)電動(dòng)自行車(chē)充電站以及各個(gè)充電整法行不間斷地?cái)?shù)據(jù)采集和監(jiān)控，實(shí)時(shí)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(xún)等。同時(shí)對(duì)充電機(jī)過(guò)溫保護(hù)、漏電、充電機(jī)輸入/輸出過(guò)壓，欠壓，絕緣低各類(lèi)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(hù)通過(guò)微信、支付寶，云閃付掃碼充電。

5.2應(yīng)用場(chǎng)所

適用于民用建筑、一般工業(yè)建筑、居住小區(qū)、實(shí)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(jì)。

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(hù)端層。

2）數(shù)據(jù)采集層：包括電瓶車(chē)智能充電樁通訊協(xié)議為標(biāo)準(zhǔn)modbus-rtu。電瓶車(chē)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(jì)量和保護(hù)。

3）網(wǎng)絡(luò)傳輸層：通過(guò)4G網(wǎng)絡(luò)將數(shù)據(jù)上傳至搭建好的數(shù)據(jù)庫(kù)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(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)、歷史數(shù)據(jù)庫(kù)、基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫(kù)。

5）應(yīng)客戶(hù)端層：系統(tǒng)管理員可在瀏覽器中訪(fǎng)問(wèn)電瓶車(chē)充電樁收費(fèi)平臺(tái)。終端充電用戶(hù)通過(guò)刷卡掃碼的方式啟動(dòng)充電。

小區(qū)充電平臺(tái)功能主要涵蓋充電設(shè)施智能化大屏、實(shí)時(shí)監(jiān)控、交易管理、故障管理、統(tǒng)計(jì)分析、基礎(chǔ)數(shù)據(jù)管理等功能，同時(shí)為運(yùn)維人員提供運(yùn)維APP，充電用戶(hù)提供充電小程序。

5.4安科瑞充電樁云平臺(tái)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(duì)設(shè)備狀態(tài)、設(shè)備使用率、充電次數(shù)、充電時(shí)長(zhǎng)、充電金額、充電度數(shù)、充電樁故障等進(jìn)行統(tǒng)計(jì)顯示，同時(shí)可查看每個(gè)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(shí)時(shí)監(jiān)控

實(shí)時(shí)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(guò)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(tái)管理人員可管理充電用戶(hù)賬戶(hù)，對(duì)其進(jìn)行賬戶(hù)進(jìn)行充值、退款、凍結(jié)、注銷(xiāo)等操作，可查看小區(qū)用戶(hù)每日的充電交易詳細(xì)信息。

5.4.4故障管理

設(shè)備自動(dòng)上報(bào)故障信息，平臺(tái)管理人員可通過(guò)平臺(tái)查看故障信息并進(jìn)行派發(fā)處理，同時(shí)運(yùn)維人員可通過(guò)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(bào)。充電用戶(hù)也可通過(guò)充電小程序反饋現(xiàn)場(chǎng)問(wèn)題。

5.4.5統(tǒng)計(jì)分析

通過(guò)系統(tǒng)平臺(tái)，從充電站點(diǎn)、充電設(shè)施、、充電時(shí)間、充電方式等不同角度，查詢(xún)充電交易統(tǒng)計(jì)信息、能耗統(tǒng)計(jì)信息等。

5.4.6基礎(chǔ)數(shù)據(jù)管理

在系統(tǒng)平臺(tái)建立運(yùn)營(yíng)商戶(hù)，運(yùn)營(yíng)商可建立和管理其運(yùn)營(yíng)所需站點(diǎn)和充電設(shè)施，維護(hù)充電設(shè)施信息、價(jià)格策略、折扣、優(yōu)惠活動(dòng)，同時(shí)可管理在線(xiàn)卡用戶(hù)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(duì)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(xún)流量卡使用情況、查詢(xún)充電充值情況，進(jìn)行遠(yuǎn)程參數(shù)設(shè)置，同時(shí)可接收故障推送

5.4.8充電小程序

面向充電用戶(hù)使用，可查看附近空閑設(shè)備，主要包含掃碼充電、賬戶(hù)充值，充電卡綁定、交易查詢(xún)、故障申訴等功能。

5.5系統(tǒng)硬件配置

結(jié)語(yǔ)

綜上所述，電動(dòng)汽車(chē)在人們的生活中越來(lái)普及，為了保證其長(zhǎng)期穩(wěn)定的發(fā)展，就需要做好對(duì)其充電樁充電的控制，經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期的發(fā)展，充電技術(shù)已經(jīng)取得了不錯(cuò)的成績(jī)，還需要相關(guān)人員對(duì)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