新能源汽车充电系统研究

PAGE27新能源汽车充电系统研究前言随着越来越多的内燃机汽车被制造出来，不可避免的出现了排放过多，汽车尾气已经开始影响了世界冷暖的情况。我们的地球自我循环的能力似乎已经满足不了人类的需求，所以有了新能源车的出现。从2017年下半年开始，世界很多国家纷纷对停止销售燃油车这件事表态了，各自公布了禁售燃油车时间表，如荷兰在2025年禁售传统燃油车；德国在2030年禁售传统内燃机汽车；印度在2030年禁售传统燃油车;我国也将在2035年左右禁售燃油车，到2050年将全面停止使用燃油车。近年来新能源汽车在国家的大力支持下高速发展，当前新能源汽车主要以插电式混合动力和纯电动汽车为主，这两种新能源汽车都需要进行充电，本文主要对目前国家采用的交流和直流充电技术，从充电系统的结构组成、充电模式和充电方法、充电站布局等几个方面进行介绍。1充电系统结构组成对于纯电动汽车和插电式混合动力汽车，高电压蓄电池充电系统是不可缺少的子系统之一，其功能是将电网的电能转化为车载高电压蓄电池的电能，当高电压蓄电池充满后自动停止充电。高电压蓄电池充电系统主要由充电器、充电设备和车载充电接口三部分组成。充电器充电器是指将电网提供的交直流电能转化为车载高电压蓄电池所需的直流电能的装置。纯电动汽车和插电式混合动力汽车充电器分为车载充电器（安装在车内）和非车载充电器（安装在充电桩内）两种。车载充电器是指将AC/DC整流器安装在插电式混合动力或纯电动汽车上，采用地面交流电网或车载电源对高电压蓄电池组进行充电的装置，如图1所示。车载充电器负责与交流电网建立连接并满足车辆充电电气安全要求。此外还通过控制导线与车辆建立通信。这样可以安全启动充电过程并在车辆与车载充电器之间交换充电参数（例如最大电流强度）。（图1：车载充电器）1.2．充电设备充电设备是指为满足纯电动汽车或插电式混合动力汽车充电而配备的户外使用型供电设备，可固定在停车场、广场及其他便于新能源汽车停靠的地点。充电设备给纯电动汽车或插电式混合动力汽车提供单相或三相交流电源，使用标准非接触式智能卡控制充电开始和结束，并提供过压、欠压、过流、过温、防雷等系统保护功能。1.2.1移动充电包

所谓的移动充电包，就是一条充电线，任何有普通电源插口的地方都可以充电，体积和重量均较小，所以使用非常方便，如图2所示。可将移动充电包放在发动机室盖下方的移动充电包盒内或者后备箱内。由于使用普通家用插座将移动充电包连接到交流电压网络上，因此限制了最大充电电流强度。在我国针对该交流电压网络提供的相关产品型号可使用最大16A电流强度或最大3.7kW充电功率，属于车载慢充系统，根据不同容量的蓄电池，对于完全放电的插电式混合动力与纯电动汽车高电压蓄电池重新充满电大约需要持续7小时以上,对于蓄电池容量较大的电动车，实际充电持续时间可能更长。需要注意的是使用家用插座为新能源汽车充电时，也需要考虑插座及线路的承受能力，如果采用一些伪劣产品的插座，也可能导致充电插座烧毁、线路烧熔等安全隐患。（图2：移动充电包）

1.2.2固定充电桩插电式混合动力与纯电动汽车供电设备型号根据其尺寸和电气要求必须以固定方式安装，例如客户屋内或车库内；在公共场所例如停车场也可以设立这种充电桩。固定安装式充电桩设备（又称为“充电桩”）分为交流电充电桩和直流电充电桩。交流电充电桩可通过二相或三相方式将交流电充电桩连接至交流电压网络，但始终通过单相方式与新能源汽车充电接口进行连接。在我国，固定安装式交流电充电桩包括落地式和挂壁式两种，如图3所示。与移动充电包不同，在此最大电流强度可为32A，最大充电功率可为7.4kW。这些最大值由电气安装所用导线横截面大小所决定。进行安装时，电气专业人员根据导线横截面进行充电桩配置，从而确保可通过控制信号将相应最大电流强度传输至车辆。（图3：落地式充电桩、壁挂式充电桩）直流电充电桩是固定安装式充电桩的另一种形式。与交流电充电桩不同，在直流电充电桩内已将交流电压转化为直流电压。因此在新能源汽车上无需通过车载充电器将交流电压转化为直流电压。直流电充电桩通常可提供远高于交流电充电桩的充电功率。因此通过直流电充电桩可更加迅速地为高电压蓄电池充电。1.3车载充电接口插电式混合动力与纯电动汽车车载充电可分为快充和慢充，为了保证充电迅速高效，使用特定的充电接口进行充电，像在传统车辆上必须打开燃油箱盖一样，按压充电接口盖或操作遥控钥匙开锁按钮从而使充电接口盖开锁。此外，充电时需要保证整车防水密封性要求，通过另一个端盖防止充电接口受潮和弄脏，如图4所示。并且要保证车载充电接口能够承受瞬时大电流的充电过程。（图4：车载充电接口）2充电模式制约纯电动汽车普及发展的主要因素为续航里程短、充电时间长、购买价格昂贵等因素。依据国际标准IEC61851-1中规定的电动汽车不同的充电模式（见表一)，以下是几种常见的充电模式。充电类型充电模式额定电压电流与车辆通信充电插头连接充交流充电电摸式1220VAC/16A无插座电摸式2220VAC/8-16A通过充电电缆的模块插座电摸式3220VAC/16-63A通过充电站内的模块交流串电桩直流充电电摸式4380VAC/30-300A通过充电站内的模块非车载充电机表一：电动汽车不同的充电模式充电模式1—由于家用充电插座内不带控制导线和接近导线，充电模式1无法与车辆建立通信，充电时无法限制和确认最大电流强度，所以大部分厂家都不采用。充电模式2—这是一种通过控制导线将家用电源与车辆建立连接与通信的充电模式。相比充电模式1增加了充电电缆对电动汽车进行充电，车内车载充电机可以与交流电网建立连接，由于车载充电机的主要作用是将交流220V电压转换为高压直流电（约440V左右）给动力电池，因此这种充电模式满足了对车辆充电的基本要求。家用插座中可使用16A的空调插座。因此充电模式2适用非常广泛，可设立在家里及公共充电站等。充电模式3—这是一种主要用在公共交流充电桩的充电模式。与车辆通信协议跟充电模式2类似，只是两者相比在充电模式2中，家用电源插头连接集成式电缆箱，然后与车端充电口连接；而充电模式3中，桩端充电接口直接与车端充电接口连接。在公共交流充电桩多数采用这种充电模式为电动车充电。充电模式4—这种充电模式主要是应用于直流充电桩对电动汽车进行快速充电，由于是380V的直流供电，电压可以直接通过车辆端的快充口进入车辆，这种充电方式与慢充最大的区别是电流电压较高，时间较短，不通过车载充电机而直接到达髙压控制盒，在充电桩与整车控制器VCU、动力电池管理系统BMS之间通讯正常后，便可以直接为动力电池充电。但这种充电方式对电池的损害较大，对电池保护散热方面要求更髙，所以并不是每款车型都可快速充电。3充电方式目前主流充电方式可分为有线充电、无线充电、换电模式三大类，其中有线充电又分为：交流充电和直流充电。3.1 有线充电有线充电又称为接触式充电，通过导线将电能导入车内给电池包充电。有线充电分为：交流充电和直流充电。3.1.1 交流充电交流充电一般有单相交流和三相交流充电方式，但是充电电流一般都不大，充电时间一般都在6小时以上，因此被称为慢充。优点是充电电流和功率都较低，对电动汽车电池寿命影响和对电网冲击都较小；缺点是电动汽车充电时间较长，有紧急电能补充需求时难以满足。（图5：交流桩充电原理）交流充电采用恒压、恒流的传统充电方式对电动车进行充电。家庭充电一般采用单相220V供电，以相当低的充电电流为蓄电池充电，电流大小约为10A，若以80Ah的蓄电池为例，充电时间要持续8个多小时。充电机功率一般为2kW和3kW，相应的充电器的工作和安装成本相对比较低。由于只需将车载充电器的插头插到停车场或家中的电源插座上即可进行充电，因此充电过程一般由客户自己独立完成。直接从低压照明电路取电，电功率较小，由220V/16A规格的标准电网电源供电。典型的充电时间为8~10（SOC达到90%以上）。这种充电方式对电网没有特殊要求，只要能够满足照明要求的供电质量就能够使用。由于在家中充电通常是晚上或者是在电低谷期，有利于电能的有效利用，因此电力部门一般会给予电动汽车用户一些优惠，例如电低谷期充电打折。（图6：壁挂式交流充电桩）三相交流充电一般为小型充电站式，是电动汽车的一种最重要的充电方式，充电机设置在街边、超市、办公楼、停车场等处。采用常规充电电流充电。电动汽车驾驶员只需将车停靠在充电站指定的位置上，接上电线即可开始充电。计费方式是投币或刷卡，充电功率一般在5~10KW，采用三相四线制380V供电或单相220V供电。其典型的充电时间是：补电1~2h，充满5~8h。3.1.2 直流充电直流充电一般采用三相交流电输入，充电电流都很大，因此被称为快充。优点是提高电动汽车充电效率，节约时间；缺点是对动力电池组产生巨大电流冲击，会降低动力电池组的循环寿命，电池组成本相对较高。该充电方式以150~400A的高充电电流在短时间内为蓄电池充电，与前者相比安装成本相对较高。快速充电也可称为迅速充电或应急充电，其目的是在短时间内给电动汽车充满电，充电时间应该与燃油车的加油时间接近。（图7：直流充电桩原理）大型充电站（机）多采用这种充电方式。大型充电站（机）快速充电方式主要针对长距离旅行或需要进行快速补充电能的情况进行充电，充电机功率很大，一般都大于30KW，采用三相四线制380V供电。其典型的充电时间是：10~30min。快速充电站的关键是非车载快速充电组件，它能够输出35KW甚至更高的功率。由于功率和电流的额定值都很高，因此这种充电方式对电网有较高的要求，一般应靠近10KV变电站附近或在监测站和服务中心中使用。（图8：双枪式直流充电桩）3.2 无线充电无线充电又称作感应充电、非接触式感应充电，基于电磁感应原理的空间范围内的电能无线传输技术。优点是使用方便、安全程度高、减少人工操作、提高与电网连接率有利于未来与电网互动的互联要求；缺点是目前成本较高、技术尚未完全成熟。电动汽车无线充电方式是近几年国外的研究成果，其原理就像在车里使用的移动电话——将电能转换成一种符合现行技术标准要求的特殊的激光或微波束，在汽车顶上安装一个专用天线接收即可。有了无线充电技术，公路上行驶的电动汽车或双能源汽车可通过安装在电线杆或其它高层建筑上的发射器快速补充电能。电费将从汽车上安装的预付卡中扣除。3.3 换电模式除了以上几种充电方式外，还可以采用更换电池组的方式，即在蓄电池电量耗尽时，用充满电的电池组更换已经耗尽的电池组。蓄电池归服务站或电池厂商所有，电动汽车用户只需租用电池。电动汽车用户把车停在一个特定的区域，然后用更换电池组的机器将耗尽的蓄电池取下，换上已充满电的电池组。对于更换下来的未充电蓄电池，可以在服务站充电，也可以集中收集起来以后再充电。由于电池更换过程包括机械更换和蓄电池充电，因此有时也称它为机械“加油”或机械充电。电池更换站同时具备正常充电站和快速充电站的优点，也就是说可以用低谷电给蓄电池充电，同时又能在很短的时间内完成“加油”过程。通过使用机械设备，整个电池更换过程可以在10min内完成，与现有的燃油车加油时间大致相当。不过，这种方法还存在不少问题有待解决。首先，这种电池更换系统的初始成本很高，其中包括昂贵的机械装置和大量的蓄电池。其次，由于存放大量未充电和已充电的蓄电池需要很多空间，因此修建一个蓄电池更换站所需空间远大于修建一个正常充电站或快速充电站所需的空间。还有，在蓄电池自动更换系统得到应用之前，需要对蓄电池的物理尺寸和电气参数制定统一的标准。4汽车充电站结构当电动汽车动力用蓄电池电量不足时，需要充电补充电能。充电站的主要功能就是完成电动汽车电池电能的补给。充电站的功能决定充电站的总体结构。为此，一个完整的充电站需要配电室、中央监控室、充电区、更换电池区和电池维护间等五个基本组成部分。4.1配电室。配电室为充电站提供所需的电源，不仅给充电机提供电能，而且要满足照明、控制设备的用电需求，内部建有变配电所有设备、配电监控系统、相关的控制和补偿设备。4.2中央监控室。中央监控室用于监控整个充电站的运行情况，并完成管理情况的报表打印等。内部建有充电机监控系统主机、烟雾传感器监视系统主机、配电监控系统通信接口、视频监视终端等。4.3充电区。在充电区完成电能的补给，内部建设充电平台、充电机以及充电站监控系统网络接口，同时应配备整车充电机。4.4更换电池区。更换电池区是车辆更换电池的场所，需要配备电池更换设备，同时应建设用于存放备用电池的电池存储间。4.5电池维护间。电池重新配组、电池组均衡、电池组实际容量测试、电池故障的应急处理等工作都在电池维护间进行。其消防等级按化学危险品处理。充电站结构可同时满足整车充电方式和电池组更换方式，且考虑了相关维护操作需求。但是，对于一个实际的充电对象，应该基于运行要求和环境条件，根据实际的功能进行组合，以降低建设成本。5电动汽车充电系统的要求尽管电动汽车设施的建设受到各方面的影响，其建设方式和建设要求需根据实际情况而确定，但随着电动汽车的逐步推广和产业化以及电动汽车技术的日益发展，电动汽车对充电桩的技术要求表现出了一致的趋势，要求充电桩尽可能向以下目标靠近。5.1高安全性影响电动汽车安全性的主要因素首先是蓄电池的充电过程，蓄电池技术状态的不一致性是各类蓄电池所共有的基本特性之一，主要表现在蓄电池的容量误差、内阻误差和电压误差。少数蓄电池的一致性误差并不明显，但是由数十个甚至数百个蓄电池单体所组成的电动汽车蓄电池组，其容量误差、内阻误差和电压误差等因素就会凸显出来。电动汽车充电的过程不可能对蓄电池单体依次充电，而是对整个蓄电池组进行充电。在充电的过程中，由于内阻误差的存在，导致在整个蓄电池组中的蓄电池单体两端的电压形成误差，内阻误差越大，形成的电压误差越明显。虽然整个蓄电池组两端的充电电压不会超过额定的电压，但是个别的单体蓄电池两端的电压，有可能超过其额定电压，从而容易导致蓄电池组充电不均衡，单体蓄电池充电量不一的状况。如果蓄电池的电压误差过大，就有可能超过蓄电池充电的安全能力，引起蓄电池过热，导致事故。因而，用于电动汽车的充电装置，必须具备防止蓄电池系统单体电压和温度超过允许值的技术措施，以提高电动汽车充电过程的安全性。5.2充电快速化相比发展前景良好的镍氢和锂离子蓄电池而言，传统铅酸蓄电池具有技术成熟、成本低、容量大、跟随负荷输出特性好等优点，但同样存在着比能量低、一次充电续驶里程短的问题。因此，在目前动力蓄电池不能直接提供更多续驶里程的情况下，如果能够实现蓄电池充电快速化，从某种意义上也就解决了电动汽车续驶里程短这个致命弱点。5.3充电通用化在很长一段时间内，电动汽车用的蓄电池仍将是多种类型蓄电池共存的局面，各类电动汽车的蓄电池容量配备不同，而且电压也会参差不齐，种类繁多。在多种类型蓄电池、多种电压等级共存的市场背景下，用于公共场所的充电装置必须具有适应多种类型蓄电池系统和适应各种电压等级的能力，即充电系统需要具有充电广泛性和多种类型蓄电池的充电控制算法，可与各类电动汽车上的不同蓄电池系统实现充电特性匹配，能够针对不同的蓄电池进行充电。目前电动汽车充电装置与蓄电池的充电控制算法主要由两个系统的对接协议来完成，为了给不同的电动汽车充电，用于电动汽车的充电装置，必须能够适应电动汽车的多种需求。因此，在电动汽车商业化的早期，就应该制定相关政策措施，规范公共场所用充电装置与电动汽车的充电接口、充电规范和接口协议等。5.4充电智能化制约电动汽车发展及普及的最关键问题之一是储能蓄电池的性能和应用水平，优化蓄电池智能化充电方法的目标是要实现蓄电池无损充电，监控蓄电池的放电状态，避免过放电现象，从而达到延长蓄电池的使用寿命和节能的目的。充电智能化的应用技术发展主要体现在以下方面。①优化的、智能充电技术和充电桩。②蓄电池电量的计算、指导和智能化管理。③蓄电池故障的自动诊断和维护技术等。5.5电能转换高效化电动汽车的能耗指标至关重要，衡量商业化运行的电动汽车的能耗指标，不仅是考察电动汽车驱动等系统的能耗指标，更关注电动汽车从电网获取电能的利用率。电动汽车的能耗指标与其运行能源费用紧密相关，降低电动汽车的运行能耗是推动电动汽车产业发展的关键因素之一。因此，提高充电装置的电能转换效率，采用高效充电装置，对于降低电动汽车的能耗具有重要意义。提高充电装置能耗效率的主要技术措施是选择高效变流电路拓扑，提高充电装置的效率因数，尽可能降低输出电流的交流分量并采用高效的充电控制算法。对于充电桩从电能转换效率和建造成本上考虑，应优先选择具有电能转换效率高、建造成本低等诸多优点的充电装置。5.6充电集成化本着子系统小型化和多功能化的要求，以及蓄电池可靠性和稳定性要求的提高，充电系统将和电动汽车能量管理系统集成为一个整体，集成传输晶体管、电流检测和反向放电保护等功能，无需外部组件即可实现体积更小、集成化更高的充电解决方案，从而为电动汽车其余部件节约出布置空间，大大降低系统成本，并可优化充电效果，延长蓄电池寿命。5.7对蓄电池寿命影响小电动汽车的蓄电池占电动汽车成本的主要部分，多数电动汽车的蓄电池占整车成本的一半以上，有的甚至超过整车成本的65%。因此，蓄电池的使用寿命极大地影响电动汽车的运行成本，这也是制约电动汽车发展的关键因素之一。如果电动汽车蓄电池性能早衰，电动汽车的续驶里程就会大大缩短，影响正常使用。如果蓄电池寿命提前终止，对于电动汽车来说就需要更换蓄电池。一旦更换蓄电池，对于电动汽车运营来说就会造成极大的负担。蓄电池寿命除了与蓄电池制造技术、制造工艺和蓄电池成组的一致性等因素有较大关系外，还与充电装置的性能直接相关。选用对蓄电池没有伤害的充电控制策略和性能稳定的充电装置，是保障蓄电池使用寿命达到设计指标，防止蓄电池过早损坏的合理途径，也是降低运营成本的重要技术措施之一。5.8操作简单化电动汽车充电系统必须简单方便，可使所有用户都能独立操作完成。由于电动汽车应用对象是广大群众，虽然有技术要求和技术指导文件，但不能保证每个用户的学习和领会能力都在同一水平，也不可能因此而增加更多的人员来对电动汽车进行充电服务。如果充电系统操作烦琐而又复杂，势必会需求更多的高素质技术人员，增加管理成本。尤其对于公共充电系统，充电系统必须具有智能化的操作特性，降低对操作人员的要求。6电动汽车充电系统系统架构6.1整体架构充电站监控管理系统是充电站本地控制中枢，负责监控整个充电系统的运行状态，保证充电系统处于最优的工作状态。既可以充当站内充电站调度的任务角色，也可以是联结站内调度和充电系统的桥梁，同时也可以监控站内各类辅助设施，如配电保护、防雷、热管理系统、三防系统（防尘、防潮、防腐）、消防、监控计量装置等。图9：充电站监控管理系统整体架构图（站级）6.1.1硬件架构图:10：充电站监控管理系统（站级）硬件架构图充电站监控管理系统由应用服务器、数据库服务器、监控管理工作站、充电卡管理工作站、读卡器等硬件设备组成。数据库服务器：主要部署监控系统应用程序及数据库管理软件，用于各充电桩（机）运行数据的采集及处理等，实现充电桩（机）运行情况的管控功能。通讯服务器：主要部署通讯管理软件，负责监控系统下行命令的发布及充电桩（机）上行数据的接收。监控管理工作站：部署客户端相关程序，主要用于对各充电桩（机）运行情况的监管操作，系统采用C/S架构，可扩容多台工作站。充电卡管理工作站：主要部署充值业务管理软件，通过与读卡器连接，读取充电卡信息，实现充值业务管理功能。6.1.2软件架构（1）硬件层系统软件可在主流PC服务器上运行，包括华为、戴尔、浪潮、曙光、联想、HP、IBM等。（2）操作系统层该系统软件支持WindowsServer2008、Windows7等操作系统。（3）平台层平台层主要给应用功能提供基础应用服务及数据管理服务，包括通信服务、应用服务、报文监视等基础应用服务，实时数据库、历史数据库及关系数据库等数据管理服务。（4）应用层系统应用采用模块化设计，任一功能应用停止或故障，不影响其它功能应用的正常运行。图11：充电站监控管理系统（站级）软件架构图6.2技术参数序号技术参数单位数值备注1模拟量测量综合误差%≤1.52遥测信息响应时间s≤33遥信变化响应时间s≤24控制命令从生成到输出时间s≤25画面实时数据更新周期（模拟量）s≤36画面实时数据更新周期（开关量）s≤27遥控动作成功率%≥99.998遥测合格率%≥989事故时遥信年正确动作率%≥9910系统可用率%≥99.911系统平均故障间隔时间（MTBF）h2000012充电机控制器平均故障间隔时间h3000013工作站平均负荷率正常时（任意30min内）%≤30事故时（10s）内%≤5014历史曲线日报、月报储存时间年≥215热备用计算机的切换时间s≤1016双击故障切换时间（人工）s≤517全系统最长恢复时间min≤518GPS对时精度ms≤16.3系统特色C/S、B/S混合架构，平台采用经典三层结构；多种通信方式、成熟电力系统规约支持；实时海量数据处理（20万/秒）；自主研发实时历史数据库TRHD；组态元素丰富、界面友好、简单易用；模块化搭建、组网灵活、扩展性强、具有良好的兼容性；业内独有的电池ID生命周期管理；具备高可靠性的信息统计、汇总和查询功能；保证信息系统数据的安全、完整与准确。6.4主要功能6.4.1数据采集与处理（1）充电设备信息采集与处理系统可实时采集充电设备的工作状态、故障信号等遥信信息，以及电压、电流、电量、时间、充电交易信息等遥测信息。（2）车载电池信息采集与处理系统可实时采集充电车辆的电池状态信息、告警信息等遥信信息，以及端电压、SOC、单体电压、采样点温度等遥测信息。（3）换电站电池信息采集与处理系统可实时采集换电站内电池箱状态信息、告警信息、编号信息、充电就位状态信息等遥信信息，以及端电压、单体电压、采样点温度等遥测信息。（4）充电站其它信息采集与处理烟雾报警信息采集与处理；视频监视信息采集与处理。6.4.2运行状态监视图12：运行状态监视界面通过运行状态监视界面，可实时监控充电站各充电设备充电状态，包括电池当前电量百分比、剩余充电时间、充电电流以及已充电量等信息。并用高亮、不同颜色显示充电桩的运行状态，灰色表示空闲、红色表示故障、绿色表示充电中、黄色表示连接中、橙色表示停止。系统界面配置灵活，响应及时，实时动态更新各充电设备的状态数据。系统具备二级界面功能，点击上图任一充电设备，全屏将全面显示该充电设备相关状态信息。6.4.3数据监视及管理对通道、设备、遥信、遥测、电度进行管理，可直观查看各类数据的通信状态，具备系统管理权限的管理员可进行编辑，其他人员只能浏览实时数据。图13：充电桩信息查看界面数据通道状态监视及管理（1）数据通道状态监视通道状态分2种”代表通道处于工作状态”代表通道处于休整状态。并可查看该通道下的测点数量信息，统计整个通道的遥测、遥信、电度、遥述的总测点数量。（2）数据通道管理可对数据通道进行添加、删除、修改等操作，并实现了数据通道快速查询功能，便于用户在大量的通道中快速查找到需要的通道，采用模糊检索方式，可输入数字、拼音（汉字的首字母）或汉字快速查找到需要的通道。充电设备状态监视及管理（1）充电设备状态监视充电设备状态分2种”代表通道处于工作状态”代表通道处于休整状态。并可查看该充电设备下的测点数量信息，统计遥测、遥信、电度、遥述的总测点数量。（2）充电设备管理可对充电设备进行添加、删除、修改等操作，编辑的内容包括设备名称、所关联的组态画面名称、所关联的组态画面名称、设备地址、设备IP地址、设备端口号等等信息。遥信状态监视及管理（1）充电设备状态监视遥信状态查看可查看通道下的全部遥信测点状态信息，也可以查看某个设备的遥信测点状态信息。遥信状态分2种”代表处于在线状态”代表通道处于离线状态。（2）遥信数据管理该功能主要是对遥信数据进行插入、删除等操作，可在任意位置插入一个或多个遥信点数据，也可任意删除1个或多个遥信点数据。系统会根据实际操作情况，对遥信点数据自动排序。遥测信息监视及管理（1）遥测信息监视可查看充电设备输出电压、输出电流、累计充电时间、输出功率、充电累计容量、充电累计电度等信息，包括对应遥测信息的当前值、最大值及最小值等，并可支持相关事件、历史曲线、即时走势、历史报表等查看及excel导出等操作。（2）遥测信息管理该功能主要是对遥测数据进行插入、删除等操作，可在任意位置插入一个或多个遥测点数据，也可任意删除1个或多个遥测点数据。系统会根据实际操作情况，对遥测点数据自动排序。电度信息监视及管理电度信息监视可查看充电设备的电度信息，包括设备名称、电度序号、电度名称、电能示值（从电能表采集上来的累计值）、最后更新时间等信息，并可支持相关事件、历史曲线、即时走势、历史报表等查看及excel导出等操作。6.4.4控制与调节功能（1）远程控制借助监控管理系统，用户可实现充电设备的远程启动、停机等动作。方案一：每个充电桩通过RJ45或者光纤分别接入以太网，连接充电站管理中心，再接入互联网管理中心和数据库。图14：充电桩联网示意图优点：有线以太网主要优点是数据传输可靠、网络容量大；缺点：布线复杂、扩展性差、施工成本高、灵活性差。方案二：充电站内部通过工业串行总线（RS485/RS232/CAN）接入集中器，再由集中器通过RJ45或者光纤接入以太网或移动数据接入服务连接服务管理平台和数据库。图15：充电桩联网示意图优点：数据传输可靠，设计简单；缺点：布网复杂、扩展性差、施工成本高、灵活性差、通信容量低。方案三：无线方式无线方式主要采用移动运营商的移动数据接入业务，如：GRPS、EVDO、CDMA等。图16：充电桩联网示意图优点：无需复杂的布线、灵活性强、施工成本低；缺点：采用移动运营商的移动数据业务需要将电动汽车充电桩这一电网内部设备接入移动运营商的移动数据网络，需要支付昂贵的月租和年费，随着充电桩数量的增加费用将越来越大；同时数据的安全性和网络的可靠性都受到移动运营商的限制，不利于设备的安全运行；其次，移动运营商的移动接入带宽属共享带宽，当局部区域有大量设备接入时，其接入的可靠性和每个用户的平均带宽会恶化，不利于充电桩群的密集接入、大数据量的数据传输。（2）远程调节借助监控管理系统，用户可实现校时信息的下发，以及充电参数的远程设置、电价信息的远程设置等动作。（3）短信报警管理针对遥信、遥测、遥控这三种测点发生异常报警时，通过手机短信发送到管理人员的手机中，便于管理人员及时掌握现场的情况。用户选择任意的测点种类，不同的测点对应不同的报警条件，在等级一列中，用户可根据该测点的重要性来选择，其中包括提示、警告、严重和紧急这四种等级。6.4.5事件管理功能对报警、操作、系统事件进行管理，支持各种事件的查询、打印、导出等操作，便于对各类事件进行查找、总结分析。6.4.6报表浏览浏览报表提供的查询功能主要包含：停止呈现、刷新、打印、打印布局、页面设置、导出报表、缩放、查找、查询日期、换页。移动鼠标至顶部菜单。6.4.7统计管理功能统计管理功能主要是对遥测、遥信数据进行统计：可以对遥测点进行某个时间段内的最大、最小、平均值、合格率、越限次数等类型的统计；对遥信点主要是从合到分次数、从分到合次数、合位时间、分位时间的统计。6.4.8电池管理功能系统可对电池组和电池箱的智能化管理，实现对电池组、电池箱的相关参数进行查找、修改、新增、删除，此外还包括电池曲线、电池报表的读取等。6.4.9充电卡管理功能（1）管理设置主要是对发卡器、站点进行相关配置，包含登录、注销、连接发卡器、站点编辑、费率设置等操作。（2）发卡管理发卡管理功能可实现对充电卡相关信息进行设置，包括发卡、读卡、解锁、修改信息、修改密码、挂失、黑名单、查询、统计及注销卡等操作。图17：发卡管理界面（3）充值管理具备充电卡充值管理功能，包括充值、查询及统计。（4）扣费管理具备充电卡扣费管理功能，包括扣费、查询及统计。（5）消费记录对充电卡使用情况进行详细记录，包括充电桩编号、充电卡号、充电开始时间、充电结束时间、充电消费金额等内容。6.4.10收费收费标准按照国家发改委文件《关于电动汽车用电价格政策有关事项的通知》(发改价格〔2014〕1668号)规定，充电设施经营企业可向电动汽车用户收取电费及充电服务费两项费用。其中，电费执行国家规定的电价政策，充电服务费用于弥补充电设施运营成本。充电服务费标准上限由省级人民政府价格主管部门或其授权的单位制定。目前国内公共充电桩都是由不同单位在运营管理和收费的，充电费一般是由基本电费和服务费组成的，基本电费约1元左右，服务费根据各地物价局批准范围不同，大部分服务费都是限制在1元以内，较多是每度电收取服务费0.8元，也就是总价约为1.8元-2.0元之间。对向电网经营企业直接报装接电的经营性集中式充换电设施用电，执行大工业用电价格。不过2020年前，暂免收基本电费。此后晚上每度电收费0.457元，白天0.9元左右。（2）居民家庭住宅、居民住宅小区、执行居民电价的非居民用户中设置的充电设施用电，执行居民合表用户电价。每度电收费0.558元，没有阶梯电价，暂不分峰谷电。（3）党政机关、企事业单位和社会公共停车场中设置的充电设施用电执行“一般工商业及其他”类用电价格。基本上每度电收费0.6元不到，实行峰谷电价。充电服务费按充电电量收取，每千瓦时收费上限标准为当日本市92号汽油每升最高零售价的15%。各经营单位可按照不超过上限标准，制定具体收费标准。各充电设施经营单位应严格执行明码标价规定，在经营场所的醒目位置标明相关的服务项目、服务内容、收费标准等事项。对擅自提高收费标准等价格违法行为，各级价格执法机构将依法予以查处。微信等自助收费微信充电桩是指充电桩采用微信支付作为收款方式，收款成功后充电桩自动启动充电程序，为顾客提供充电服务。

充电桩要实现用微信支付作为收款方式。

首先，通过一个二维码作为支付入口，让顾客通过手机扫码进入支付平台，在平台选择充电时间并支付，平台确认商家收款后，通过通讯服务器下发指令给充电桩。

充电桩是连接网络的。充电桩连接网络可分为有线连接和无线连接。有线连接因其受场地限制和连接麻烦等原因，基本上不被使用。现阶段，充电桩是通过无线通讯模块来连接网络的。无线通讯模块又和充电桩投币端口相连。起到承上启下的作用。

充电桩的无线通讯模块接收到指令后，通知主板，主板控制完成充电。图:18：充电桩微信支付原理6.4.10充电记录功能该系统将所有充电信息保存在历史库中供用户统计查询。6.4.11WEB发布功能通过浏览器浏览WEB服务网址，实现组态管理、系统管理、通道管理、事件管理、统计管理、曲线管理和报表管理中的数据信息进行查看和分析，能及时掌握充电设备的实时运行状态。网上发布，支持实时运行状态、历史数据、统计分析结果、故障分析结果等信息发布功能；报表浏览，能够在WEB服务器提供各种报表，供相关人员进行浏览；权限限制，在WEB服务器进行严格的权限限制，限制浏览范围，从而保证数据的安全性。7电动车充电系统建设7.2交直流充电桩主要参数对比序号参数名称交流桩直流桩1交流输入电压220V±15%AC380V±15%2交流输入频率45~55Hz45~55Hz3额定电压单相220VDC200～500V4额定电流32A100A/300A5额定功率7kW60kW/120kW6防护等级IP54IP547充电桩尺寸240mm（W）×240mm（D）×120mm（H）740mm（W）×540mm（D）×1750mm（H）8冷却方式自然冷却智能风冷9输入电缆选型YJV-3*6YJV22-4*35+1*161