电动汽车充电站的监控系统

项目八电动汽车充电站监控系统（一）电动汽车充电站充电监控系统配置标准当前，我国电动汽车充电设施并没有开展商业运行，只是为一些特定对象服务。比如，公交线路电动汽车充电站，它属于公交企业内部充电站，只服务于电动公交，并不向社会开放。充电站为电动汽车充电提供了3种充电模式，即按时间充电、按电量充电和按电池信息充电。1.确保电池充电安全性当前，我国电动汽车产业普通选取锂离子蓄电池作为供给能源。即使锂离子蓄电池电能比较强，使用时间较长，不过，在充电时对其有较高要求。2.提升充电站运行管理水平电动汽车充电站是确保电动汽车正常行驶关键，是电动汽车所需能源供给处。电动汽车充电站的监控系统第1页（二）电动汽车充电站监控网络（二）电动汽车充电站监控网络电动汽车充电设施监控系统是由电动汽车充电监控中心、充电站、换电站和分布式充电设施4部分组成。1.充电监控充电站是电动汽车能源供给处，在电动汽车充电过程中，普通都配置监控设备。2.配电监控配送站主要工作是更换电池，而它是由移动设备组成。配电监控含有采集数据、控制操作和事件异常报警等功效。3.换电监控顾名思义，换电站是为电动汽车换电地方。换电监控是对电动汽车充电站充电架、电池更换设备、电池箱等进行实时监控。电动汽车充电站的监控系统第2页4.安全防护监控经过安全防护监控子系统视频监控充电站，同时，还要监控消防、门禁和充电站周围环境。这么做，能够及时发觉充电设施或者其它设备存在异常情况，实时控制电动汽车充电站安全防护系统，将异常情况快速地反馈到监控室，实现电动汽车充电站安全防护监控，以确保工作人员和充电设备安全。电动汽车充电站的监控系统第3页（三）电动汽车电能供给方式（三）电动汽车电能供给方式当前，电动汽车电能供给方式主要有交流充电、直流充电和电池组快速更换3种经典方式。1.交流充电方式。外部提供220V或380V交流电源给电动汽车车载充电机，由车载充电机给动力蓄电池充电。普通小型纯电动汽车、可外接充电式混合动力电动汽车(pluginhybridelectricvehicle，PHEV)多采取此种方式。车载充电机普通功率较小，充电时间长。2.直流充电方式。地面充电机直接输出直流电能给车载动力蓄电池充电，电动汽车只需提供充电及相关通信接口。具备快速充电功效。3.电池组快速更换方式。电动汽车与充电机无直接联络，而是经过专用电池更换设备将车上少电电池取下，换上充满电电池，这个过程所需时间短。电池由地面充电机充满电，并放置在更换专用电池架上备取。电动汽车充电站的监控系统第4页（四）电动汽车充电站建设模式结合电动汽车发展趋势以及电动汽车电能供给经典方式，未来电动汽车充电站建设主要有3种经典模式：1.模式1。在住宅小区或商业大厦专用停车场安装一定数量智能充电桩和少许智能地面充电机。智能充电桩为电动汽车提供220V或380V交流电源接口，智能地面充电机为电动汽车提供给急充电服务。该模式适合用于小型纯电动汽车、PHEV等。2.模式2。在专用停车场安装一定数量智能地面充电机，直接连接电动汽车上专用充电接口为车载电池充电。该模式适合用于含有专用停车场车辆，如纯电动公交车、纯电动环卫车等。3.模式3。即电池更换站模式。站内安装有直接为电池包充电充电机和直接为电动汽车充电应急充电机，配置电池快速更换设备和电池架，配有专用配电系统(含电能谐波集中治理装置)，能为纯电动汽车提供电池更换服务。该模式适合用于一次充电续驶里程不能满足日常行驶需要而频繁充电车辆，如大型纯电动公交车、纯电动环卫车等。电动汽车充电站的监控系统第5页（五）电动汽车充电站监控系统功效（五）电动汽车充电站监控系统功效充电站监控系统充电监控功效能够监测电池和充电机当前状态。采取智能充电机充电保护办法能够有效确保动力蓄电池充电过程安全。1.系统监控对象依据上述电动汽车充电站建设3种模式，可确定电动汽车充电站监控系统监控对象。1）模式1充电站。模式1充电站结构功效如图8-1所表示，该系统主要监控对象是大量具备交流输出接口充电桩和少许智能地面充电机，并与电动汽车进行部分信息交互，并将相关数据上送给上级集中监控系统。电动汽车充电站的监控系统第6页模式1充电站结构功效如图8-1所表示，电动汽车充电站的监控系统第7页2）模式2充电站。模式2充电站结构如图8-2所表示，该系统主要监控对象是大量智能地面充电机和站内配电装置，需要采集电动汽车和电池包充电过程数据，与上级集中监控系统进行信息交互。电动汽车充电站的监控系统第8页3）模式3充电站。模式3充电站结构如图8-3所表示，其主要监控对象是充电机及其连接电池包、应急充电机及其连接电动汽车、站内配电设备、烟感装置、电池维护设备和快速更换设备等，并与上级集中监控系统进行信息交互。电动汽车充电站的监控系统第9页2.系统应用功效需求1）充电监控功效充电监控功效是充电站监控系统关键功效，主要实现对充电桩和充电机监视与控制。电动汽车充电站的监控系统第10页3.配电监控功效实现对电动汽车充电站配电设备监控，方便统一管理和数据共享。可实现对整个充电站总功率、总电流、总电量、功率因数、主变状态、开关状态、无功赔偿及谐波治理设备监视和控制。4.烟感监视功效在模式3充电站中，为了保障电池充电安全，除了经过电池管理系统监视电池电压、温度外，在电池充电架中安装了数量众多烟雾传感器，用于探测锂离子动力电池因过充电造成电池自燃而释放出烟雾。5.电池维护监控功效在大型充电站中，需要经过专门电池维护设备对电池进行定时维护。在维护过程中，系统将采集到维护数据存入充电站监控系统数据库，形成电池完整数据档案，便于对电池进行整体评定。电动汽车充电站的监控系统第11页6.快速更换设备监控功效在具备电池快速更换设备充电站中，可经过充电站监控系统对电池快速更换设备下发详细电池更换命令，让快速更换设备在指定轨道位置更换电池架上指定位置电池包。7.数据交换与转发功效充电站要与上级集中监控系统进行数据交互，上传当地全部数据包等实时信息以及电池系统充电历史数据信息，方便对电池数据进行集中分析和评定。电动汽车充电站的监控系统第12页（六）电动汽车充电站监控系统实现与应用（六）电动汽车充电站监控系统实现与应用1.系统结构参考当前充电监控系统与电力监控系统技术实现路线及发展趋势，采取平台化、模块化、组件化设计思想，开发了EVCS充电站监控系统。该系统由基础平台、支撑平台、应用系统组成，系统结构如图8-4所表示。电动汽车充电站的监控系统第13页EVCS应用系统包含充电监控子系统、配电监控子系统、烟感监视子系统、电池维护监控子系统、快速更换设备监控子系统、数据交换与转发子系统等。其应用系统网络结构如图8-5所表示。电动汽车充电站的监控系统第14页工作人员能够经过各充电分区主监视画面监视各充电机当前工作状态、电池充电状态以及对应烟雾传感器状态，如图8-6所表示。电动汽车充电站的监控系统第15页工作人员还能够经过充电机或电池包充电状态信息监控画面，监视充电机当前输出电压、电流、电量、充电故障状态、充电模式信息、该充电机所连接电池包各电池单体电压、温度信息以及电池管理系统故障状态信息等，如图8-7所表示。电动汽车充电站的监控系统第16页（七）电动汽车充电站监控系统运行与操作（七）电动汽车充电站监控系统运行与操作伴随新能源政策出台和国家电网企业统一坚强智能电网建设，电动汽车充电设施建设和相关技术研究已成为推进电动汽车发展工作主要内容。伴随电动汽车充电设施建设以及电动汽车产业发展，亟需处理电动汽车及充电设施信息化运作问题，迫切需要开展电动汽车充电设施运行管理系统研究和应用。电动汽车充电站的监控系统第17页1.系统总体架构系统利用RFID、传感器、图像识别等技术，经过GPRS/3G、Wi-Fi、Internet等通信伎俩，将含有身份标识电动汽车、动力电池、充电设施、用户车主、智能电网等相关主体进行互联，实现基于物联网电动汽车智能充换电服务网络自动化运行与管理。电动汽车充电站的监控系统第18页2.系统技术架构。系统采取基于JavaEE多层技术构架，系统层次结构总体上划分为界面展示层、界面逻辑层、应用逻辑层和企业资源层，经过各层次系统组件间服务承载关系，实现系统对应功效。电动汽车充电站的监控系统第19页3.应用布署架构系统采取省（市）级布署模式，在每个省企业布署1套运行管理系统，总部完成份析决议与跨省资产和资金清分管理。各站内采集与监控系统、视频、安防系统，作为运行管理系统数据起源。电动汽车充电站的监控系统第20页4.应用功效依据电动汽车智能运行管理需求，并考虑对应扩展功效，将管理系统从功效上分为14个模块，每个模块又由若干个子功效模块组成1）收费管理模块。①充电标准管理功效按照电价调整文件对电价、电价政策版本、电价政策分类等进行管理，审核后公布最新电价全过程管理，以确保电价政策执行正确性、完整性。②充电计费管理功效利用信息采集技术，获取充电电量数据信息，完成充电技术路线下计量计费。③换电计费管理功效依据电动汽车车载终端或其它方式取得电动汽车当前行驶里程和计费策略信息，完成换电技术路线下计量计费。2）检修管理模块。对电池、充换电设备、其它设施进行巡视、检测和异动管理，及时消除设备存在各种缺点和故障。电动汽车充电站的监控系统第21页3）安全管