互联网+电动汽车充电桩

一、互联网+“互联网+”，它是移动通信网络+大数据收集、挖掘、分析、整合+智能感应能力形成的新的业务体系和新的商业模式。比如互联网金融，由于与互联网的相结合，诞生出了很多普通用户触手可及的理财投资产品，比如余额宝、理财通以及p2p等。比如零售业+互联网成就了淘宝。比如互联网+交通已经在交通运输领域产生了化学效应，经常使用的打车软件、网上购买火车和飞机票、出行导航系统等等。互联网+”代表一种新的经济形态，即充分发挥互联网在生产要素配置中的优化和集成作用，将互联网的创新成果深度融合于经济社会各领域之中，提升实体经济的创新力和生产力，形成更广泛的以互联网为基础设施和实现工具的经济发展新形态。“互联网+”行动计划将重点促进以云计算、物联网、大数据为代表的新一代信息技术与现代制造业、生产性服务业等的融合创新，发展壮大新兴业态，打造新的产业增长点，为大众创业、万众创新提供环境，为产业智能化提供支撑，增强新的经济发展动力，促进国民经济提质增效升级。二、互联网+电力移动互联网背景下要求电力部门建立标准化、统一化、科学化的信息处理系统为用户提供更加便捷、快速、高效的服务。而“互联网+”计划的提出更为智能电网的发展提供了良好的突破口。智能电网可以看作是“以云计算、物联网和大数据为代表的新一代信息技术+传统电力行业”的产物，届时电网各个环节的设备都可以连接到互联网平台上。在能源互联网的时点上,电改是一个非常大的催化因素,新能源汽车是最早实现售电侧放开的行业，同时,充电桩作为能源互联网的入口主要有两层含义,一是充电过程中电动车与充电后台需要数据交换来控制充电电流,因而获得电动车的数据;二是电动车充电缴费一般会 采用手机等移动设备,APP绑定银行卡等。同时，有充电桩的建设才会有新能源汽车的发展。三、充电桩充电桩是电动力车充电站，一般一个充电桩可同时为两辆汽车充电，从没电到充满的充电时间为6至8小时。充电桩能实现计时、计电度、计金额充电，可以作为购电终端。同时为提高公共充电桩的效率和实用性。1、种类充电桩可分为直流充电桩，交流充电桩和交直流一体充电桩。交流充电桩交流充电桩技术要求 1、环境条件要求 工作环境温度：-20+50； 相对湿度：5%95%； 海拔高度：1000m； 安装地点：户外； 抗震能力：地面水平加速度 0.3g； 地面垂直加速度 0.15g； 设备应能承受同时作用持续三个正弦波，并且安全系数应大于1.67； 2、结构要求 交流充电桩壳体应坚固； 结构上须防止手轻易触及露电部分； 交流充电桩应选用厚度1.0以上钢组合结构，表面采用浸塑处理，并充分考虑散热的要求。充电桩应有良好的防电磁干扰的屏蔽功能； 充电桩应有足够的支撑强度，应提供必要设施，以保证能够正确起吊、运输、存放和安装设备，且应提供地脚螺栓孔； 桩体底部应固定安装在高于地面不小于200mm的基座上。基座面积不应大于500mm500mm； 桩体外壳应采用抗冲击力强、防盗性能好、抗老化的材质； 非绝缘材料外壳应可靠接地； 3、电源要求 输入电压：单相220V； 输出功率：单相220V/5KW； 频率：50Hz2Hz； 允许电压波动范围为：单相220V15%； 4、电气要求 插头与插座正确连接确认成功后，带负载可分合电路方可闭合，实现对插座的供电； 漏电保护装置应安装在供电电缆进线侧； 低压配电设备及线路的保护应满足低压配电设计规范（GB/50053）中的相关规定； 对IT系统配电线路，当第一次接地故障时，应由绝缘监察装置发出音响或灯光信号，当发生第二次异相接地故障时应由过电流保护电器或漏电电流动作保护器切断故障电路； 照明配电系统中，照明和插座回路不宜由同一回路供电。插座回路的电源侧应设置剩余 电流动作保护装置，其额定动作电流为30mA； 6、安全防护功能 交流充电桩应具备急停开关，可通过手动或远方通信的方式紧急停止充电； 交流充电桩应具备输出侧的漏电保护功能； 交流充电桩应具备输出侧过流和短路保护功能； 交流充电桩应具有阻燃功能； 7、IP防护等级 交流充电桩应遵守IP54（在室外），并配置必要的防雨、防晒装置； 8、三防（防潮湿，防霉变，防盐雾） 保护 充电机内印刷线路板、 接插件等电路应进行防潮湿、防霉变、防盐雾处理，其中防盐雾腐蚀能力满足 GB/T 4797.6-1995电工电子产品自然环境条件 尘、沙、盐雾中表9的要求，使充电机能在室外潮湿、含盐雾的环境下正常运行； 9、防锈（防氧化）保护 充电桩铁质外壳和暴露在外的铁质支架、零件应采取双层防锈措施，非铁质的金属外壳也应具有防氧化保护膜或进行防氧化处理； 10、防风保护 安装在平台上的充电机以及暴露在外的部件应能承受 GB/T 4797.5-9电工电子产品自然环境条件降水和风中表 9 规定的不同地区、不同高度处相对风速的侵袭； 11、防盗保护 电桩外壳门应装防盗锁，固定交流充电桩的螺栓必须在打开外壳门后方能安装或拆卸； 12、温升要求 交流充电桩在额定负载长期连续运行，内部各发热元器件及各部位温升应不超过Q/GDW 397-2009中表2规定； 13、平均故障间隔时间（MTBF） MTBF应不小于8760h； 14、安装垂直倾斜度不超过5%； 15、设备安装地点不得有爆炸危险介质，周围介质不含有腐蚀金属和破坏绝缘的有害气体及导电介质 直流充电桩技术要求a) 充电桩电源输入电压：三相四线380VAC15%，频率50Hz5%； b) 充电桩应满足充电对象 c) 充电桩输出为直流电，输出电压满足充电对象的电池制式要求； d) 最大输出电流满足充电对象的电池制式1C的充电要求，并向下兼容； e) 充电方式分为常规和快速2种方式，常规为5小时充电方式，快速为1小时充电方式（针对不同电池类型选择）； f) 实现智能IC管理； g) 每个充电桩自带操作器，以供用户进行充电方式选择和操作指导，并显示电动车电池状态和用户IC卡资费信息，实现无人管理； h) 充电桩接口应符合电动汽车传导式充电接口(暂行)中直流充电接口的相关规定； i) 充电桩通讯接口采用CAN通讯接口，通信协议按照电动汽车电池管理系统与非车载充电机之间的通信协议(暂行)的规定执行（充电对象为锂电池电动车）； j) 充电桩对充电过程中的非正常状态应具备相应的报警和保护功能； k) 充电桩对电池的状态要监控，根据电池的温度，电压对充电曲线，充电电流，充电压自动调整； l) 充电桩采用强制风冷； m) 充电桩防护等级符合GB 4208-1993 外壳防护等级(IP代码)IP54要求； 一体充电桩快速充电桩设备采用交直流一体的结构。既可实现直流充电，也可以交流充电。白天充电业务多的时候，使用直流方式进行快速充电，当夜间充电站用户少时可用交流充电进行慢充操作。 外形特点1、人体工学设计，充分考虑中国人特点，安装后整机高度、屏幕高度、键盘高度、充电接头安放槽高度，适宜操作； 2、上出线口的形式，节省操作者一半的体力； 3、考虑人的使用习惯和耐用性，采用触摸和键盘互为备份的操控，触摸屏和键盘采用防雨、防尘的设计； 4、具备紧急停机的急停开关；具备充电接头安放槽，安放槽可防水；5米长的软电缆。 功能特点1、提供人机交互操作；提供直流、交流充电接口； 2、具备语音提示功能；具备刷卡功能； 3、具备打印凭条的功能； 4、和BMS实时通信，获取动力电池类型、单体电压、剩余容量、温度、告警等信息； 5、向充电机发生控制指令、开关信号，控制充电机启动与停止，获取充电机状态信息； 6、具备充电接口的连接状态判断、联锁、控制导引等完善的安全保护控制逻辑； 7、具备CAN2.0B、RS485通讯接口，可以和集中监控通信，上送充电状态信息； 8、具备漏电、短路、过压、欠压、过流等保护功能，确保充电桩安全可靠运行；防护等级IP54。 建设要求作为电网配用电侧的电动汽车充电桩，其结构的特殊性决定了自动化通信系统的特点是被测点多且分散、覆盖面广、通信距离短。并且随着城市的发展，网络拓扑要求具有灵活性和扩展性的结构，因此，电动汽车充电桩通信方式的选择应考虑如下问题： （1） 通信的可靠性通信系统要长期经受恶劣环境和较强的电磁干扰或噪音干扰的考验，并保持通信的畅通。 （2） 建设费用在满足可靠性的前提下，综合考虑建设费用及长期使用和维护的费用。 （3） 双向通信不仅能实现信息量的上传，还要实现控制量的下达。 （4） 多业务的数据传输速率随着以后终端业务量的不断增长，主站到子站、子站到终端之间通信对实现多业务的数据传输速率要求越来越高。 （5） 通信的灵活性和可扩展性由于充电桩具有控制点面多、面广和分散的特点，要求采用标准的通信协议，随着“ALL IP”网络技术趋势的发展以及电力运营业务的不断增长，需要考虑基于IP的业务承载，同时要求便于安装施工、调试、运行、维护。 通信方式电动汽车充电桩属于配电网侧，其通信方式往往和配电网自动化一起综合考虑。通信是配电网自动化的一个重点和难点，区域不同、条件不同，可应用的通信方式也不同，具体到电动汽车充电桩，其通信方式主要有有线方式和无线方式： （1）有线方式 有线方式主要有：有线以太网（RJ45线、光纤）、工业串行总线（RS485、RS232、CAN总线）。 有线以太网主要优点是数据传输可靠、网络容量大，缺点是布线复杂、扩展性差、施工成本高、灵活性差。 工业串行总线（RS485、RS232、CAN总线）优点是数据传输可靠，设计简单，缺点是布网复杂、扩展性差、施工成本高、灵活性差、通信容量低。 （2）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。 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、组成整体系统由四部分组成：电动汽车充电桩、集中器、电池管理系统系统(BMS)、充电管理服务平台。 电动汽车充电桩的控制电路主要由嵌入式ARM处理器完成，用户可自助刷卡进行用户鉴权、余额查询、计费查询等功能，也可提供语音输出接口，实现语音交互。用户可根据液晶显示屏指示选择4种充电模式：包括按时计费充电、按电量充电、自动充满、按里程充电等。 电动汽车充电机控制器与集中器利用CAN总线进行数据交互，集中器与服务器平台利用有线互联网或无线GPRS网络进行数据交互，为了安全起见，电量计费和金额数据实现安全加密。 电池管理系统系统(BMS)的主要功能是监控电池的工作状态(电池的电压、电流和温度)、预测动力电池的电池容量(SOC)和相应的剩余行驶里程，进行电池管理以避免出现过放电、过充、过热和单体电池之间电压严重不平衡现象，最大限度地利用电池存储能力和循环寿命。 充电服务管理平台主要有三个功能：充电管理、充电运营、综合查询。充电管理对系统涉及到的基础数据进行集中式管理，如电动汽车信息、电池信息、用户卡信息、充电桩信息；充电运营主要对用户充电进行计费管理；综合查询指对管理及运营的数据进行综合分析查询。 （1）CAN串口通信协议控制器局域网（CAN）为串行通讯协议，能有效地支持具有很高安全等级的分布实时控制。CAN的应用范围很广，从高速的网络到低价位的多路接线都可以使用CAN。在汽车电子行业里，使用CAN连接发动机控制单元、传感器、防刹车系统、等等，其传输速度可达 1 Mbit/s。CAN被细分为以下不同的层次： CAN 对象层（the object layer ） CAN 传输层（the transfer layer ） 物理层（the phyical layer）对象层的作用范围包括： 查找被发送的报文。 确定由实际要使用的传输层接收哪一个报文。 为应用层相关硬件提供接口。传输层的作用主要是传送规则，也就是控制帧结构、执行仲裁、错误检测、出错标定、故障界定。总线上什么时候开始发送新报文及什么时候开始接收报文，均在传输层里确定。物理层的作用是在不同节点之间根据所有的电气属性进行位信息的实际传输。当然，同一网络内，物理层对于所有的节点必须是相同的。(2)集中器集中器(Concentrator)是连接终端、计算机或通信设备的中心连接点设备。它能成为电缆会合的中心点。技术上，一个集中器聚合一定数量的输入线和一定数量的输出线，或者为许多设备提供一条中心通信链路，集中器设备有多种类型。在若干终端密集区内，通常为减少通信线路，先把终端接到集中器，然后再经过高速线路将集中器连接到计算机的通信控制器，因此，集中器也是共享线路和提高线路利用率的一种有效设备。具有统计时分复用器的功能，能够平滑各路终端输入的数据流;具有缓冲存储和智能能力，当集中器发生超负荷运转情况时，可以输入信息进行缓存和排队;具有通信控制软件，可以执行数据流的复接和分接以及执行传输控制规程。增强信号的功能。（3）电池管理系统系统(BMS)BMS主要完成的功能有：电池电源的开关（电池紧急情况断开）管理、电池充电和放电管理、电池充电放电状态管理、电池状态管理和SOC检测、主动式平衡充、电池温度电流电压监控(过温 过流 过压保护)、高阻抗负载断开管理、电池泄漏检测、BMS的通信、延长电池寿命、优化电池容量、补偿电池的差异、补偿电池的新旧、监控电池的温度、降温和加热控制。1电池终端模块（1）电池电压精密测量（2）电池温度测量（3）能量均衡（4）热管理（5）CAN通信。2电池中控模块（1）总电压测量（2）总电流测量（3）SOC计算（4）数据分析及分级报警（5）CAN通信。37吋彩色液晶表（1）常规数据采集（2）实时数据显示（3）语音报警（4）数据记录及图表显示（5）OBD数据显示（6）CAN通信功能。（4）充电桩原理电气系统主回路由输入保护断路器、交流智能电能表、交流控制接触器和充电接口连接器组成；二次回路由控制继电器、急停按钮、运行状态指示灯、充电桩智能控制器和人机交互设备（显示、输入与刷卡）组成。 主回路输入断路器具备过载、短路和漏电保护功能；交流接触器控制电源的通断；连接器提供与电动汽车连接的充电接口，具备锁紧装置和防误操作功能。二次回路提供“启停”控制与“急停”操作；信号灯提供“待机”、“充电”与“充满”状态指示；交流智能电能表进行交流充电计量；人机交互设备则提供刷卡、充电方式设置与启停控制操作。3、CEV3000智能充换电服务网络运营管理系统CEV3000智能充换电服务网络运营管理系统采用智能充换电服务网络与物联网的融合技术，保障充电服务网络运行高效、安全，实现电动汽车有序充电，为电动汽车提供智能、方便、快捷的充换电服务，最终实现充换电服务的智能化、网络化、标准化。随智能充换电服务网络规划逐步开展，最终形成管辖区域内的充换电服务网络业务及功能的互联互通，实现对电动汽车用户跨区域全覆盖的同网、同质和同价的“三同”服务。一、产品功能1）购电管理：关口电表计量为收费依据，不同的缴费渠道、收款方式实现购电2）计费管理:计费模型管理、下发,计费调整及充换电费用计算3）缴费结算:智能电卡支付系统解决电动汽车运营的收费问题，包含智能电卡密钥系统，智能电卡发行、销售、充值4）有序充电:制定合理的调控策略，实现最优的交直流转换效率，能量的平稳输入输出，对电网的冲击小，提供良好的电能质量5）运行管理:包含系统运行监控、设备运维等功能6）车辆监控:利用ArcGIS、超图及WebGIS等多种GIS技术实现地图查询服务、车辆电池信息监控、车辆定位、跟踪及历史轨迹追溯等功能7）物流配送：实现各类设备在物流调度过程中的自动识别，物流车辆的定位跟踪以及实现设备调度请求的实时在线8）客户服务：实现充电设施地图查询服务、客户档案管理、客户换电业务管理、客户车载终端管理、故障受理、客户反馈、车辆定位跟踪等功能9）资产管理:实现采购管理、仓储管理、设备台帐管理、设备轮换及报废管理集中监控:对充换电站、电池更换站、交流充电桩进行集中统一调控、管理二、产品特点1）金融级别的智能电卡缴费模式，采用符合金融卡片规范PBOC2.0的CPU卡以及完善的密钥体系，支持脱机交易，系统安全可靠2）跨区域联网收费、清分、结算，支撑城际互联，实现对电动汽车用户跨区域全覆盖的同网、同质和同价的“三同”服务3）智能化有序充电管理采取不同策略进行错峰、避峰，实现可控、有序、合理的充电服务，保证了电网的平稳运行4）充分利用RFID、GPS、GPRS等物联网技术，实现与智能电网和交通网的“三网”技术融合5）电动汽车智能车载终端（EVT）采用双向互动技术，提供多样化的增值服务。三、主要性能指标1）可处理数据点容量：80万点；同时登录用户数：150。2）可监视充电站、电池更换站数量：100座。4、物联网应用于电动汽车充电设施的设想物联网顾名思义即物物相连的互联网是通过射频识别红外感应器全球定位系统激光扫描器等信息传感设备，按约定的协议把任何需要的物品与互联网连接起来，进行信息交换和通信，以实现智能化识别定位跟踪监控和管理的一种网络，其包括层意思物联网的核心和基础仍然是互联网是在互联网基础之上延伸和扩展的一网络 其用户端延伸和扩展到了任何物品与物品之间进行信息交换和通信。物联网是在互联网的基础上利用无线数据通信等技术构造的一个覆盖世界上万事万物的网络，在该网络中物品商品能够彼此进行交流，而无需人的干预其实质是利用技术通过互联网实现物品、商品的自动识别和信息的互联与共享在物联网中标签中存储着规范，而具有互用性的信息通过无线数据通信网络把它们自动采集到中央信息系统，实现物品商品的识别进而通过开放性的计算机网络实现信息交换和共享，实现对物品的透明管理。物联网体系架构可分为层感知层网络层和应用层。感知层是物联网的皮肤和五官识别物体，感知层包括二维码标签和识读器标签和读写器摄像头传感器终端传感器网络等。主要用于识别物体采集信息。网络层是物联网的神经中枢和大脑用于信息传递和处理,网络层包括与互联网的融合网络网络管理中心信息中心和智能处理中心等。网络层将感知层获取的信息进行传递和处理应用层是物联网的社会分工与行业需求的结合，用于实现广泛智能化，应用层是物联网行业专业技术的深度融合。 物联网应用于充电设施的调度在电动汽车动力电池中置入RFID标签，那么当充电车辆驶入充电设施时，充电设施处 的阅读器能够感知当前电动汽车电池电量剩余情况，充电设施将需要等待充电的车辆数目和充电设施内的剩余充电车位，通过物联网上报给调度指挥中心，由调度指挥中心协调就近的 充电设施，同时将就近充电设施的行使线路提供给等待充电的车主避免车主的长时间等待。 物联网应用于充电设施的监控将RFID标签等传感器置入充电站的充电机和充电桩中,可以识别充电电池组的状态,计算剩余充电时间，自动开合充电电路，实现充电的自动管理，将充电站内的烟雾传感器，安防传感器，视频摄像头，通过物联网接入监控系统，可实时监测站内设备运情况确保站内设备安全。物联网用于充电设施的计量计费在交流充电桩和直流充电机内安装智能电能表和刷卡器，可自动实现充电电量的计量和充电费用的结算，通过物联网与远方营运中心进行数据信息交互，可自动实现充电车主账户管理， 充电费用结算等，营运中心同时提供发卡服务，用户投诉用户，账户信息查询等功能。