浅谈新能源汽车充电桩的选型与安装

叶根胜

安科瑞电气股份有限公司 上海嘉定201801

摘要：电动汽车的大力发展和推广是国家为应对日益突出的燃油供需矛盾和环境污染，加强生态环境保护和治理而开发新能源和清洁能源的措施之一，加快了电动汽车的发展。如今，电动汽车已经进入千家万户，配套使用的电动汽车充电桩也越来越受欢迎。交流充电桩是一种为有车载充电机的电动汽车提供交流电源的装置。充电桩的供配电设计是为了保证电动汽车的充电安全，消除消防安全隐患的有力保障。基于此，本文对新能源电动汽车进行了充电测试。

关键词：新能源；电动汽车；充电桩；选型；安装

0引言

汽车在方便人们的生活中起着重要的作用，但汽车的广泛使用一方面造成了城市交通拥堵，另一方面也造成了环境污染。就经济可持续发展而言，汽车污染问题应该得到解决，因此现阶段新能源汽车的研发正在不断深入。与传统燃油汽车相比，电动汽车的能源利用更干净，但在使用过程中会出现能源储存问题。因此，在目前电动汽车的实际研究中，电池寿命已经成为研究的关键。

1充电桩配建标准及发展趋势

国家发布的[2015]73号文件明确了充电基础设施建设的基本原则:“统筹规划、科学布局；适度提前，有序建设；统一标准，通用开放；依托市场和创新机制，新建住宅配送停车位原则上应100%建设充电设施或预留建设安装条件，大型公共建筑配送停车场、社会公共停车场建设充电设施或预留建设安装条件的停车位比例不低于10%，每2000辆电动汽车应至少建设一个公共充电站。为支持开发新能源汽车充电设施，湖北省制定了一系列支持政策，包括根据电网项目建设地提供担保和优惠，将新能源汽车充电设施建设地纳入土地综合利用总体计划和年度土地利用计划。同时，武汉还要求新能源汽车充电设施的规划和配置，新住宅和大型公共停车场占20%。其它部分地区也相应地引入了附带措施，要求对新建住宅区新能源汽车充电桩的建设标准提出要求。湖北省发布的《湖北能源开发》表示，将加快电动汽车充电基础设施建设。作为满足城市电动汽车需求的起点，坚持能源互联网发展理念，采用智能电网技术，搭建电动汽车互动服务平台，搭建充电桩约19万个充电桩410个充电站。扩大充电设施对电网建设和改造的支持，保证充电设施无障碍，保证供电顺利，满足充电设施的运行要求。

2电动汽车的充电方式和建设充电监控系统的必要性分析

电动汽车在当今社会得到了广泛的应用，但电池寿命和充电问题一直困扰着电动汽车的发展。目前，许多企业提出使用智能充电桩来解决电池寿命问题。但充电桩具体推出后，发现充电桩整体管理成本较高，使用中容易发生安全事故。出于充电桩安全的考虑，我们也重视充电桩的运行管理成本，建设智能充电桩，在设计智能充电桩时加强监控系统的建设。这样，监控系统只能监控充电桩本身和充电过程，监控和控制汽车充电过程。

3电动汽车充电桩分类

3.1直流充电桩

DC充电桩更适合出租车、公交车、电动车、混合动力公交车等大型电动车的快速充电。它们功率大，所以在施工过程中需要注意电网的保护，一般建在大型停车场。DC充电桩的输入电源为三相四线380VAC±频率为50Hz的10%±5%。DC充电桩具有快速充电的能力，即充电电流大于0.2C。依据电动汽车电池容量C，充电电流为0.1C-在0.2C之间，叫做慢充电。充电电流大于0.2CC，低于0.8C是快速充电。当充电电流大于0.8C时，称为高速充电。在充电过程中，需要对电池状态进行监控，充电电压和电流可以根据电池的温度和电压自动调节，具有报警和保护功能。DC充电桩是一种直接充电电动汽车动力电池的传导充电方式，具有充电速度快的优点。

3.2交流桩

交流充电桩是给带有车载充电机的电动汽车提供电源，不调节输出，由于电动汽车车载充电机的功率一般都比较小，所以交流充电桩无法实现快速充电。

3.3交直流一体充电桩

交直流一体充电桩同时具备交流及直流充电功能，可以在白天业务量多时选择直流快速充电，在夜晚业务少时选择交流进行慢速充电。需具备为蓄电池系统安全、自动充满电的功能，减少在充电过程中对电池的伤害。充电模式可以分为定时、定量和智能三种模式。为确保充电桩安全可靠运行，需设置漏电、短路、过流等保护功能。交直流一体充电桩更为智能化。

4充电桩的安装注意事项

(1)确保电动汽车与充电桩之间的安全距离。充电桩安装在汽车侧面，当门没有打开时，充电桩的外部轮廓(包括防撞设施)在电动汽车头部不应小于0.4米。充电设备安装在汽车尾部时，充电设备的外部轮廓(包括防撞设施)在电动汽车头部应小于0.5米。充电桩桩的安装应保持维修和运行空间，工作平面与建筑物(结构)建筑物之间的距离应小于0.8米。在采用落地安装方式时，充电桩应满足下列要求：①充电桩基础应提高，高于地面50mm至100mm，室外应高于充电站地面200mm及以上。②底座应大于充电设备的长宽外轮廓，尺寸应大于50毫米。充电桩采用壁挂式安装方式时，满足下列要求：①墙面应垂直于地平面，墙面应符合承载要求，充电桩应保证紧固到位。②设备安装高度应易于操作，设备人机接口操作区域的水平线应距地面1.5米。

5电动汽车充电桩的运营管理

5.1建立一体化服务网络

电动汽车充电桩应建立一体化服务网络，为车主、新能源汽车企业、相关部门提供信息资源综合性的服务。可以各城市为单位，充电桩运营（监管）为主控，由充电桩（站）的基础信息数据与运营数据等组成应用网络。建立智能化数据库，应设置实时数据库和历史数据库，智能系统中包含的实体主要有电动汽车、充电站、充电桩、用户、账户。

5.2履职尽责，增强业主（车主）安全意识

在电动汽车充电桩管理中，提高业主的安全意识，增加应对事故的方法是很重要的。作为房地产服务行业，应开展以下工作:一是通过组织用户观看安全教育视频、照片、充电设备使用过程中的安全知识信息、微信共享案例等方式进行宣传教育。，并与主要节日一起在社区开展社区活动，提高对新能源汽车充电桩安全使用重要性的认识，让用户了解和掌握新能源汽车充电桩的安全使用常识。二是实行安全使用责任制。房地产服务企业通过签订电力充电设备

5.3智能充电桩的性能测试

智能充电桩的具体运行对于解决电动汽车充电问题而言有重要的作用，对某城市15个智能充电桩的具体利用做定点监控和分析发现其在性能方面表现出了两大优势：一是智能充电桩的具体利用更加的便捷，而且整个充电过程智能。用户仅仅需要做身份的认证，充电便能够实现自动化，这对于电动汽车的续航问题解决有重要的意义。二是智能充电桩的利用安全性十分的显著。

6安科瑞充电桩收费运营云平台

6.1概述

AcrelCloud-9000安科瑞充电柱收费运营云平台系统通过物联网技术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间断地数据采集和监控，实时监控充电桩运行状态，进行充电服务、支付管理，交易结算，资要管理、电能管理，明细查询等。同时对充电机过温保护、漏电、充电机输入/输出过压，欠压，绝缘低各类故障进行预警；充电桩支持以太网、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。

6.2应用场所

适用于民用建筑、一般工业建筑、居住小区、实业单位、商业综合体、学校、园区等充电桩模式的充电基础设施设计。

6.3系统结构

6.3.1系统分为四层：

1）即数据采集层、网络传输层、数据中心层和客户端层。

2）数据采集层：包括电瓶车智能充电桩通讯协议为标准modbus-rtu。电瓶车智能充电桩用于采集充电回路的电力参数，并进行电能计量和保护。

3）网络传输层：通过4G网络将数据上传至搭建好的数据库服务器。

4）数据中心层：包含应用服务器和数据服务器，应用服务器部署数据采集服务、WEB网站，数据服务器部署实时数据库、历史数据库、基础数据库。

5）应客户端层：系统管理员可在浏览器中访问电瓶车充电桩收费平台。终端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、交易管理、故障管理、统计分析、基础数据管理等功能，同时为运维人员提供运维APP，充电用户提供充电小程序。

6.4安科瑞充电桩云平台系统功能

6.4.1智能化大屏

智能化大屏展示站点分布情况，对设备状态、设备使用率、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显示，同时可查看每个站点的站点信息、充电桩列表、充电记录、收益、能耗、故障记录等。统一管理小区充电桩，查看设备使用率，合理分配资源。

6.4.2.实时监控

实时监视充电设施运行状况，主要包括充电桩运行状态、回路状态、充电过程中的充电电量、充电电压/电流，充电桩告警信息等。

6.4.3交易管理

平台管理人员可管理充电用户账户，对其进行账户进行充值、退款、冻结、注销等操作，可查看小区用户每日的充电交易详细信息。

6.4.4故障管理

设备自动上报故障信息，平台管理人员可通过平台查看故障信息并进行派发处理，同时运维人员可通过运维APP收取故障推送，运维人员在运维工作完成后将结果上报。充电用户也可通过充电小程序反馈现场问题。

6.4.5统计分析

通过系统平台，从充电站点、充电设施、、充电时间、充电方式等不同角度，查询充电交易统计信息、能耗统计信息等。

6.4.6基础数据管理

在系统平台建立运营商户，运营商可建立和管理其运营所需站点和充电设施，维护充电设施信息、价格策略、折扣、优惠活动，同时可管理在线卡用户充值、冻结和解绑。

6.4.7运维APP

面向运维人员使用，可以对站点和充电桩进行管理、能够进行故障闭环处理、查询流量卡使用情况、查询充电\充值情况，进行远程参数设置，同时可接收故障推送。

6.4.8充电小程序

面向充电用户使用，可查看附近空闲设备，主要包含扫码充电、账户充值，充电卡绑定、交易查询、故障申诉等功能。

6.5系统硬件配置

7结语

近年来，随着新能源电动汽车的快速发展，充电设施不仅存在“不开放”、“不兼容电动汽车充电”、“高使用成本”等问题，影响了新能源电动汽车充电的用户体验，迫切需要加快充电基础设施的建设，这是时代发展的必要条件。

参考文献

[1]赖茂松.电动汽车充电桩集中式电能规划技术研究[J].汽车实用技术，2018（24）：9-10.

[2]张振邦.浅谈电动汽车充电设施的现状与问题[J].科技资讯，2018，16（34）：61-62.

[3]张倩.电动汽车光伏充电桩关键技术研究与开发[D].扬州大学，2018.

[4]韩平军，张昉，朱思成.电动汽车充电桩设计智能优化[J].中国新技术新产品，2018（22）：19-20.

[5]胡雨婷.电动汽车充电桩的优化选择[J].数码世界，2018（11）：264.

[6]安科瑞企业微电网设计与应用手册.2022.05版.

[7]莫天毅. 新能源电动汽车充电桩选型与安装的探讨

作者简介

叶根胜，男，安科瑞电气股份有限公司，从事电气相关物联网系统研发工作