任彥萍

（酒鋼（集團）宏聯(lián)自控有限責任公司，甘肅 嘉峪關(guān) 735100）

電瓶車以其方便、快捷、廉價、環(huán)保等特點，成為我國農(nóng)村和城市居民的主要交通工具，電瓶車的擁有量越來越大，電瓶車充電樁的需求量也會越來越大，各個醫(yī)院、廠區(qū)、學(xué)校、政府機關(guān)、工業(yè)園區(qū)、電瓶車維修點、共享單車充電站、小區(qū)、商場等電瓶車充電樁的需求越來越緊迫。根據(jù)國家十三五規(guī)劃以及國家相關(guān)政策性文件等的推出，要求規(guī)范電動車的停放及充電行為，鼓勵發(fā)展具備定時充電、自動斷電、故障報警等功能的智能充電控制設(shè)施，推廣安裝電氣火災(zāi)監(jiān)控和可視監(jiān)測系統(tǒng),公共充電設(shè)備的發(fā)展必將朝著智能化的方向前進[1]。

公司智能環(huán)保電瓶車充電樁不但能解決傳統(tǒng)充電設(shè)施管理手段落后、管理難度大、安全隱患多等痛點，而且充分利用了充電用戶量大、剛需、高頻的特點，依托充電APP 上的用戶，建設(shè)電瓶車產(chǎn)業(yè)鏈平臺，通過互聯(lián)網(wǎng)為用戶提供更便利、更高效的便民生活服務(wù)。通過集中式部署與各類火災(zāi)安全事故徹底隔絕，充電完成自動斷電，大大降低人身和設(shè)備安全事故的發(fā)生。

1 智能電瓶車充電樁系統(tǒng)方案的組成

智能電瓶車充電樁是新一代電瓶車智能充電設(shè)備，基于物聯(lián)網(wǎng)的智能充電管理運營系統(tǒng)打破現(xiàn)有充電方式，為用戶提供更加安全、智慧的充電解決方案。系統(tǒng)利用物聯(lián)網(wǎng)、移動互聯(lián)網(wǎng)等新一代信息技術(shù)，實現(xiàn)對用電設(shè)備的智能控制。通過平臺數(shù)據(jù)分析，并與移動客戶端或微信小程序?qū)?，實時向用戶反饋充電情況，將軟件移動支付、信息查看融為一體，為居民提供更優(yōu)質(zhì)的用能服務(wù)[2]，通過對電瓶車停放充電車棚的集中控制，實現(xiàn)故障及時發(fā)現(xiàn)與定位，保障車棚安全運營。

智能電瓶車充電樁系統(tǒng)方案主要組成包括：掃碼充電終端(插座)、充電樁、物聯(lián)網(wǎng)主機、云平臺管理系統(tǒng)及用戶終端[3]。

1.1 智能電瓶車充電樁的主要組成

1.1.1 柜體結(jié)構(gòu)

電瓶車充電樁采用分體式安裝，其外殼是通過國家檢測的IP54 防塵防水等級，設(shè)備可獨立安裝在戶外，極大地減少了運營商的安裝運維成本。智能充電樁外觀如圖1 所示。

圖1 智能充電樁外觀示意圖

1.1.2 刷卡模塊

刷卡裝置，對卡片實現(xiàn)硬件加密認證處理，保證其賬戶數(shù)據(jù)安全。

1.1.3 信號接收模塊

用于刷卡選擇端口及語音提醒。刷卡裝置，對卡片實現(xiàn)硬件加密認證處理，保證其賬戶數(shù)據(jù)安全。

1.1.4 溫度、漏電監(jiān)測模塊

主要用于監(jiān)測回路溫度以及檢測回路是否存在漏電情況。

1.1.5 聯(lián)網(wǎng)模塊

獨立的全網(wǎng)通4G 網(wǎng)絡(luò)，采用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)連接云平臺服務(wù)器，與用戶進行數(shù)據(jù)交換及定位，突破聯(lián)網(wǎng)難題。

1.1.6 CPU 控制模塊

采用分布式CPU 控制板，電磁兼容性好，工作穩(wěn)定可靠；具有輸入過/欠壓保護、輸出過流保護、輸出過壓保護、輸出短路保護、過溫保護及告警功能。

1.1.7 檢測模塊

檢測模塊主要完成負載的檢測，通過數(shù)據(jù)通訊接口，讀出充電設(shè)備參數(shù)，輸出對應(yīng)的充電電流，并通過充電芯片，或者通過輸出的電流表，檢測輸出的流電電流大小。當檢測到過載時，檢測模塊發(fā)送過載消息給控制模塊，控制模塊斷開此路負載[3]。

1.2 云平臺管理

充電樁管理平臺與互聯(lián)網(wǎng)運營公司，以云計算、大數(shù)據(jù)、人工智能技術(shù)為核心，致力于為政府、企業(yè)、社區(qū)提供電瓶車安全充電的多場景解決方案。通過網(wǎng)絡(luò)模塊與云端進行通信和數(shù)據(jù)交互。系統(tǒng)的軟、硬件設(shè)計采用模塊化特點，具有可重組性，系統(tǒng)采用分布式架構(gòu)，滿足工程分步實施的要求，方便軟、硬件配置的升級。系統(tǒng)資源占用低，報警及時，報警數(shù)據(jù)信息會實時傳輸?shù)轿覀兊氖謾CAPP 或電腦服務(wù)端。實現(xiàn)支付對接：能夠支持投幣、刷卡、微信等多種支付方式；必須保證支付過程交易的完整性，對充電過程中的異常情況進行有效處理；實現(xiàn)對下級平臺的清算、對賬功能[4]。如圖2 所示。

圖2 云平臺管理

2 智能電瓶車充電樁的功能

2.1 安全措施

防火、防水、防雷、防塵，異常情況立即啟動智能保護機制，杜絕火災(zāi)隱患。

2.2 遠程控制

使用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)遠程控制，一旦設(shè)備有任何問題即時反饋至后臺，設(shè)備更安全更快捷。

2.3 充滿自停，保護電池

管理平臺監(jiān)測通過實時檢測充電電流值，實現(xiàn)充滿后自動斷電，既保護車輛不因過充受損，保護電動車電池，延長壽命又預(yù)防火災(zāi)事故。

2.4 智能識別，杜絕隱患

智能電瓶車充電樁，可以設(shè)定功率報警值，達到報警值時會斷開對應(yīng)充電回路，防止用戶私接插線板給多臺電瓶車充電或大功率設(shè)備進行充電，杜絕過載引起的安全隱患。出廠默認設(shè)定300W。

2.5 電池組自動識別

根據(jù)當前不同被充電池自動識別電池組為（24V、36V、48V、60V、72V）何種電池組電壓，自動設(shè)定充電系統(tǒng)為該電池組最佳充電參數(shù)。

2.6 斷電記憶

當出現(xiàn)電網(wǎng)停電時，來電恢復(fù)后可繼續(xù)使用剩余的時間充電，用戶利益不受損。

2.7 空載保護

用戶拔掉充電器或充電器插頭未插緊，若還有剩余時間或電量，則會發(fā)出報警，同時在已設(shè)定的一定時間內(nèi)關(guān)閉該回路供電。

2.8 漏電、過載、短路保護

智能充電樁有自動熔斷機制，采用軟硬件雙重保護機制嚴防過流、漏電、短路電氣保護，靈活設(shè)置進行限流保護，充電樁待機狀態(tài)不帶電，避免觸電;充滿電自動切斷、漏電過載自動斷電、雷擊保護。智能充電樁特有的短路保護功能，可以避免短路點產(chǎn)生危險性電弧火花，從源頭上杜絕短路火災(zāi)發(fā)生的可能性。

2.9 人性化的收費模式

用戶可通過掃描二維碼的方式進行查詢、充值并接收提示消息，支持手機微信、支付寶等主流第三方支付軟件的線上支付功能，合理收費，滿足不同人群的支付需求

2.10 誤拔防盜電提醒

在充電過程中，如被他人惡意拔掉充電器進行盜充，平臺會及時斷開電源，并實時推送信息給充電用戶。

2.11 節(jié)約成本

每臺設(shè)備支持10 路插座輸出，滿足更多車輛充電，節(jié)約安裝成本。

2.12 電流自動調(diào)節(jié)

根據(jù)當前被充電池組特性,充電系統(tǒng)自動設(shè)置出當前電池組適合的充電電流。

3 智能電瓶車充電樁系統(tǒng)技術(shù)優(yōu)勢

智能環(huán)保電瓶車充電樁控制系統(tǒng)所設(shè)計的功能充分考慮到用戶使用的感受，充電樁設(shè)備控制系統(tǒng)具有實現(xiàn)簡單、集成化程度高、用戶操作界面友好等優(yōu)點，為電瓶車充電提供安全、可靠的電源，對于推動整個行業(yè)對電瓶車的發(fā)展及充電樁技術(shù)的發(fā)展起到了重要作用。

開發(fā)的智能電瓶車充電樁采用內(nèi)置CPU 控制技術(shù)，集計量為一體，效率高、電磁兼容性好，工作穩(wěn)定可靠，分布式組裝，能有效降低維護成本。設(shè)備多種保護措施：過充保護、短路保護、漏電保護、過載保護、防雷保護、空載保護、防雨保護、自檢保護、遠程控制、語音播報功能。智能充電樁具有平臺化管理，能降低人工維護成本，隨時知曉車輛和場地信息；集中式停充這種統(tǒng)一規(guī)范化管理，減少了亂停亂放亂沖的現(xiàn)象，降低了消防安全隱患；規(guī)范財務(wù)管理，實時知曉財務(wù)收支情況。采用智能控制芯片，性能穩(wěn)定，過載斷電、短路斷電、斷電記憶、獨立控制等功能。

4 智能電瓶車充電樁系統(tǒng)解決的實際問題

1）根據(jù)大眾需求，為小區(qū)、工廠、商場、學(xué)校等提供整體解決方案，完美解決電瓶車充電難、管理難、收費難的問題。

2）改善電動車亂停、亂放、上電梯、私拉電線等問題。

3）電流過載保護安全系數(shù)增加，大大降低充電引發(fā)火災(zāi)事故的概率，保證電動車充電安全，防止電動車充電引起火災(zāi)等危害。

4）智能充電，保護電動車電池、延長電動車使用壽命，解放人工看守。

5 結(jié)束語

隨著數(shù)字化、信息化、智能化技術(shù)水平的不斷提高，智能電瓶車充電樁系統(tǒng)在大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)、人工智能、虛擬助手等新科技的推動下，智能化程度越來越高，采用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)為社區(qū)提供“智慧、安全、便捷”的電瓶車充電解決方案，助力和諧社區(qū)建設(shè)。

智能環(huán)保電瓶車充電樁項目作為國務(wù)院和政府鼓勵與支持的民生工程，其建成與落地能夠有效降低充電火災(zāi)安全隱患，提高電瓶車充電效率，提高電瓶車電池的使用壽命，節(jié)能、節(jié)錢，利民、惠民、便民，為營造和諧社會提供有力的技術(shù)和安全保證。