浅谈解决新能源汽车充电桩充电技术难题的方法

摘要：近些年来，绿色环保理念被运用到汽车领域当中，电动汽车的飞速发展，使其在汽车市场中的占有率不断提升。在的扶持之下，电动汽车获得了很大的关注，所以，加大针对电动汽车充电桩充电技术的研究和应用力度可谓十分关键。本文通过分析现阶段电动汽车充电桩、充电技术的发展状况，同时编制出攻克电动汽车充电桩充电技术难题的策略，进而对有关电动汽车充电桩技术人员形成有效的借鉴与启发。

关键词：电动汽车；充电桩；充电技术；难题

0.引言

受到全世界环境污染严重、石油资源逐渐匮乏的影响，加快了电动汽车的发展速度。在此过程当中，不同汽车厂商为了落实我国的相关政策，开始新能源电动汽车，以便在市场中迅速占据有利的位置。面对此种情况，电动汽车必将成为未来的发展趋势。基于获得消费者支持的目的，应该注重研究充电桩充电技术方面的难题，以便扩大电动汽车的市场规模。

1.现阶段电动汽车充电桩、充电技术的发展状况分析

从目前的情况来看，国内电动汽车充电桩、充电技术在具体发展的过程当中，充电桩主要运用了电气管控、交易服务一体化的方式得以设计出来，在硬件结构方面，则采用了一块板卡集成设计的方法。因为相关电气控制、服务交易部门之间紧密关联，使充电桩的充电服务和电气管控密切融合，严重影响到充电桩的拓展性能，无法达到系统集成处理的效果，妨碍到电动汽车的长远发展。所以，现阶段，电动汽车充电桩、充电技术在发展的过程当中碰到了很多的阻碍与困难，具体涵盖了下述几个不同的方面：一方面，在扩展性方面的难题。对于如今的电动车充电桩当中，相应的产品自身的扩展性不佳，无法定期进行更新，没有达到集成系统功能的效果，由此造成后续相关充电服务、技术等无法发挥出其良好的作用，严重影响到电动车充电桩的定期更新、技术优化。另一方面，欠缺一定的规范性与合理性。如今大部分使用的电动车充电桩进行操控的时候十分复杂，缺少规范性。比如，从日前的状况而言，建立电动汽车充电桩的过程当中，其运用到的设备和操作界面无法达到一定的统一性，造成操控步骤也存在着很大的差异性，没有严格依据相关服务充电技术的标准规定，具体的操控步骤也显现出不够科学、合理的情况。实际上，当电动车充电桩充电技术在发展过程当中面临着各种困难的时候，由于欠缺规范化的设计方式，产生了不良的影响。鉴于此，在电动汽车充电技术发展的过程当中，需要科学利用模块，实现组件化的效果，使针对电动车充电桩的管控和交易处于彼此独立的状态，达到建设网络管理平台的目的，以便体现出电动车充电桩充电技术的科学性优势。由此可见，经过前文的论述与分析之后，从中可以获悉，科学分析现阶段电动汽车充电桩、充电技术的发展状况可谓十分关键。

2.攻克电动汽车充电桩充电技术难题的有效策略

为了攻克电动汽车充电桩充电技术的难题，应该确保布局的合理性，形成科学化经营管理的模式。一直以来，因为当前的相关充电设施构建大部分借助从前的停车场、电力系统加以改造和优化实现，所以，不仅应该合理设计出充电车位，对充电容量配备加以准确计算，而且需要保证所选用相关充电设备的科学性，借助技术，能够进一步减小充电桩构建的难度，达到增强充电管理系统服务质量的目的。有关电动汽车充电桩企业编制充电难题处理策略的过程当中，需要依据相关不同类型的运用场地，针对相关设施与构建的难度等因素加以参考，以便提出科学的运营模式，带给有关部门充电桩建设工作更大的便利。从未来发展的势态来说，能源互联网必将成为电力发展过程当中的主要内容。当前采用的充电桩＋互联网模式，开始逐步和光伏发电技术、电池储能技术等紧密融合到一起，然后与智能电网相连。而相关充电运营管控系统和三方系统之间的融合，则使运营商的经营模式也发生了很大的变化。例如，对于一些非常老旧的城区来说，进行电动汽车充电桩建设的过程当中，面临着电力容量不够的难题，应该进行电动汽车充电难题处理策略的设计时，考虑到充电车位的规划问题，然后对相应电力设施的容量加以准确计算，使得所选取的各类充电桩组合能够满足相关规定，达到安装的要求，通过应用科学的能源管理系统，完成对用电的改进和完善任务，达到削峰填谷的目的，然后依靠电动汽车充电桩智慧化控制云平台，可以科学分配与利用相关电力能源，减小用电方面的压力。对于居民区、停车场中充电桩、公共建筑物建立的停车场、社会中的公共停车场来说，在公共充电桩的电气设计方面存在着很大的差异性，具体情况如下表1所示。

表1各种类别建筑的充电桩设计差异表

	居民区充电桩	企业充电桩	公共的充电桩
计量规定	一桩一表	与其他用电进行单独计量
峰谷错开	是	否	否
充电形式	主要是慢充	快慢融合	主要是快充
谐波干扰	能够被忽视	需要对谐波的影响进行参考	需要增添滤波设备

对于不同的地区来说，如果当地可以利用光伏发电、电池储能技术，则能够与相关配电系统相连，然后实现和充电系统之间的对接，达到了增加电力来源的效果。从经营管控的角度而言，现阶段已经设计出电动汽车充电桩智慧化管控云平台，其主要运用了B/S架构体系，使得众多的运作系统能够存在于同一个充电站管控系统当中，能够达到对相关数据信息的互联目的。借助此平管控平台，可以接入很多的各类品牌充电桩，同时和三方系统实现无缝对接的效果，有关经营管理人员则依靠WEB页面，完成浏览的任务，达到了多层级与站点的集中化管控效果。而电动汽车的充电桩则能够进行实时联网，相关运营商可以监测到相关设备运作的状况，广大用户则借助APP查看到充电桩的运行情况，完成预约充电和支付的任务。

1. 安科瑞充电桩收费运营云平台

3.1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。

3.2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。

3.3系统结构

3.3.1系统分为四层：

1）即数据采集层、网络传输层、数据层和客户端层。

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。

3.4安科瑞充电桩云平台系统功能

3.4.1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。

3.4.2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。

3.4.3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。

3.4.4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。

3.4.5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。

3.4.6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。

3.4.7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。

3.4.8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。

3.5系统硬件配置

类型	型号	图片	功能
安科瑞充电桩收费运营云平台	AcrelCloud-9000		安科瑞响应节能环保、绿色出行的号召，为广大用户提供慢充和快充两种充电方式壁挂式、落地式等多种类型的充电桩，包含智能7kW交流充电桩，30kW壁挂式直流充电桩，智能60kW/120kW直流一体式充电桩等来满足新能源汽车行业快速、经济、智能运营管理的市场需求，提供电动汽车充电软件解决方案，可以随时随地享受便捷安全的充电服务，微信扫一扫、微信公众号、支付宝扫一扫、支付宝服务窗，充电方式多样化，为车主用户提供便捷、安全的充电服务。实现对动力电池快速、安全、合理的电量补给，能计时，计电度、计金额作为市民购电终端，同时为提高公共充电桩的效率和实用性。
互联网版智能交流桩	AEV-AC007D		额定功率7kW，单相三线制，防护等级IP65，具备防雷保护、过载保护、短路保护、漏电保护、智能监测、智能计量、远程升级，支持刷卡、扫码、即插即用。通讯方：4G/wifi/蓝牙支持刷卡，扫码、免费充电可选配显示屏
互联网版智能直流桩	AEV-DC030D		额定功率30kW，三相五线制，防护等级IP54，具备防雷保护、过载保护、短路保护、漏电保护、智能监测、智能计量、恒流恒压、电池保护、远程升级，支持刷卡、扫码、即插即用通讯方式：4G/以太网 支持刷卡，扫码、免费充电
互联网版智能直流桩	AEV-DC060S		额定功率60kW，三相五线制，防护等级IP54，具备防雷保护、过载保护、短路保护、漏电保护、智能监测、智能计量、恒流恒压、电池保护、远程升级，支持刷卡、扫码、即插即用通讯方式：4G/以太网 支持刷卡，扫码、免费充电
互联网版智能直流桩	AEV-DC120S		额定功率120kW，三相五线制，防护等级IP54，具备防雷保护、过载保护、短路保护、漏电保护、智能监测、智能计量、恒流恒压、电池保护、远程升级，支持刷卡、扫码、即插即用通讯方式：4G/以太网 支持刷卡，扫码、免费充电
10路电瓶车智能充电桩	ACX10A系列		10路承载电流25A，单路输出电流3A，单回路功率1000W，总功率5500W。充满自停、断电记忆、短路保护、过载保护、空载保护、故障回路识别、远程升级、功率识别、独立计量、告警上报。 ACX10A-TYHN：防护等级IP21，支持投币、刷卡，扫码、免费充电 ACX10A-TYN：防护等级IP21，支持投币、刷卡，免费充电 ACX10A-YHW：防护等级IP65，支持刷卡，扫码，免费充电 ACX10A-YHN：防护等级IP21，支持刷卡，扫码，免费充电 ACX10A-YW：防护等级IP65，支持刷卡、免费充电 ACX10A-MW：防护等级IP65，仅支持免费充电
2路智能插座	ACX2A系列		2路承载电流20A，单路输出电流10A，单回路功率2200W，总功率4400W。充满自停、断电记忆、短路保护、过载保护、空载保护、故障回路识别、远程升级、功率识别，报警上报。 ACX2A-YHN：防护等级IP21，支持刷卡、扫码充电 ACX2A-HN：防护等级IP21，支持扫码充电 ACX2A-YN：防护等级IP21，支持刷卡充电
20路电瓶车智能充电桩	ACX20A系列		20路承载电流50A，单路输出电流3A，单回路功率1000W，总功率11kW。充满自停、断电记忆、短路保护、过载保护、空载保护、故障回路识别、远程升级、功率识别，报警上报。 ACX20A-YHN：防护等级IP21，支持刷卡，扫码，免费充电 ACX20A-YN：防护等级IP21，支持刷卡，免费充电
落地式电瓶车智能充电桩	ACX10B系列		10路承载电流25A，单路输出电流3A，单回路功率1000W，总功率5500W。充满自停、断电记忆、短路保护、过载保护、空载保护、故障回路识别、远程升级、功率识别、独立计量、告警上报。 ACX10B-YHW：户外使用，落地式安装，包含1台主机及5根立柱，支持刷卡、扫码充电,不带广告屏 ACX10B-YHW-LL：户外使用，落地式安装，包含1台主机及5根立柱，支持刷卡、扫码充电。液晶屏支持U盘本地投放图片及视频广告
智能边缘计算网关	ANet-2E4SM		4路RS485串口，光耦隔离，2路以太网接口，支持ModbusRtu、ModbusTCP、DL/T645-1997、DL/T645-2007、CJT188-2004、OPCUA、ModbusTCP（主、从）、104（主、从）、建筑能耗、SNMP、MQTT；（主模块）输入电源：DC12V～36V。支持4G扩展模块，485扩展模块。
	扩展模块ANet-485		M485模块：4路光耦隔离RS485
	扩展模块ANet-M4G		M4G模块：支持4G全网通
导轨式单相电表	ADL200		单相电参量U、I、P、Q、S、PF、F测量，输入电流：10（80）A； 电能精度：1级 支持Modbus和645协议 证书：MID/CE认证
导轨式电能计量表	ADL400		三相电参量U、I、P、Q、S、PF、F测量，分相总有功电能，总正反向有功电能统计，总正反向无功电能统计；红外通讯；电流规格：经互感器接入3×1（6）A，直接接入3×10（80）A，有功电能精度0.5S级，无功电能精度2级 证书：MID/CE认证
无线计量仪表	ADW300		三相电参量U、I、P、Q、S、PF、F测量，有功电能计量（正、反向）、四象限无功电能、总谐波含量、分次谐波含量（2～31次）；A、B、C、N四路测温；1路剩余电流测量；支持RS485/LoRa/2G/4G/NB；LCD显示；有功电能精度：0.5S级（改造项目） 证书：CPA/CE认证
导轨式直流电表	DJSF1352-RN		直流电压、电流、功率测量，正反向电能计量，复费率电能统计，SOE事件记录:8位LCD显示:红外通讯:电压输入较大1000V，电流外接分流器接入(75mV)或霍尔元件接入(0-5V);电能精度1级，1路485通讯，1路直流电能计量AC/DC85-265V供电 证书：MID/CE认证
面板直流电表	PZ72L-DE		直流电压、电流、功率测量，正反向电能计量:红外通讯:电压输入较大1000V，电流外接分流器接入·(75mV)或霍尔元件接入(0-20mA0-5V);电能精度1级 证书：CE认证
电气防火限流式保护器	ASCP200-63D		导轨式安装，可实现短路限流灭弧保护、过载限流保护、内部超温限流保护、过欠压保护、漏电监测、线缆温度监测等功能;1路RS485通讯，1路NB或4G无线通讯(选配);额定电流为0~63A，额定电流菜单可设。

1. 结束语

综上所述，对于电动汽车的发展来说，需要面临着充电桩充电技术方面的难题与挑战，因而，应该做好对电动汽车充电桩的设计工作，使电动车充电桩交易服务系统与充电系统彼此能够处于独立的状态，借助高效的互联网平台，加快电动车充电桩充电技术发展的速度，实现电动车充电桩系统的集成，便于安装充电桩。与此同时，在此过程当中，形成电动车充电桩和用户间全新的充电交易方式。在提高充电桩的标准化程度，确保电动车充电桩充电技术发展的稳定性。并且，通过构建统一化的结算形式，让电动车充电桩的操控变得更加便利、安全，还进一步降低了电动汽车充电桩运作的经济成本。

参考文献：

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1. 舒印彪，孙卫东，陈皓月，李媛媛.充电桩基础设施不足问题已基本解决[J].中国房地产，2019,187(220):109-110.
2. 何焕耀.浅析如何解决电动汽车充电桩充电技术难题
3. 安科瑞企业微电网设计与应用手册.2022.05版.

作者简介

闻什益，女，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；手机：[phone]

审核编辑 黄宇