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淺談智能小區(qū)汽車充電樁及收費(fèi)管理云的應(yīng)用

更新時(shí)間:2023-07-17      點(diǎn)擊次數(shù):395

摘要:智能用電小區(qū)是國家電網(wǎng)為了研究智能電網(wǎng)智能用電的先進(jìn)技術(shù)如何運(yùn)用于居民區(qū),提高人民的生活水平,提高電網(wǎng)智能化水平以及提升用電服務(wù)質(zhì)量而進(jìn)行的一項(xiàng)嘗試。電動(dòng)汽車作為智能用電小區(qū)建設(shè)的一個(gè)組成部分同樣也逐漸被納入發(fā)展規(guī)劃,并且有著廣闊的發(fā)展前景。

關(guān)鍵詞:智能小區(qū);電動(dòng)汽車;充電樁;發(fā)展

1 電動(dòng)汽車充電站介紹

電動(dòng)汽車具有無(低)污染物律放、噪音低、能效高、維修及運(yùn)行成本低等優(yōu)點(diǎn),推動(dòng)電動(dòng)汽車替代燃油汽車將是緩解大氣環(huán)境污染和能源緊缺的有效方式之一。我國政府積極推進(jìn)新能源汽車的應(yīng)用與發(fā)展,充/換電站作為發(fā)展電動(dòng)汽車所的重要配套基礎(chǔ) 設(shè)施,具有非常重要的社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益。電動(dòng)汽車充電樁其功能類似于加油站里面的加油機(jī),可以固定在地面或墻壁,安裝于公共建筑(商場、寫字樓、公共停車場等)和居民小區(qū)停車場或充電站內(nèi),可以根據(jù)不同的電壓等級(jí)為各種型號(hào)的電動(dòng)汽車充電。電動(dòng) 汽車充電樁作為電動(dòng)汽車的能量補(bǔ)給裝置,其充電性 能關(guān)系到電池組的使用壽命、充電時(shí)間。實(shí)現(xiàn)對動(dòng)力電池快速、安全、合理的電量補(bǔ)給是電動(dòng)汽車充電器設(shè)計(jì)的基本原則。

2 充電樁的原理簡述

整體系統(tǒng)由四部分組成:電動(dòng)汽車充電樁、集中器、電池管理系統(tǒng)系統(tǒng)(BMS)、充電管理服務(wù)平臺(tái)。電動(dòng)汽車充電樁的控制電路主要由嵌入式ARM處理器完成,用戶可自助刷卡進(jìn)行用戶鑒權(quán)、余額查詢、計(jì)費(fèi)查詢等功能,也可提供語音輸出接口,實(shí)現(xiàn)語音交互。用戶可根據(jù)液晶顯示屏指示選擇4種充電模式 :包括按時(shí)計(jì)費(fèi)充電、按電量充電、自動(dòng)充滿、按里程充電等。

電動(dòng)汽車充電機(jī)控制器與集中器利用CAN總線進(jìn)行數(shù)據(jù)交互,集中器與服務(wù)器平臺(tái)利用有線互聯(lián)網(wǎng)或無線GPRS網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行數(shù)據(jù)交互,為了安全起見,電量計(jì)費(fèi)和金額數(shù)據(jù)實(shí)現(xiàn)安全加密。

電池管理系統(tǒng)系統(tǒng)(BMS)的主要功能是監(jiān)控電池的工作狀態(tài)(電池的電壓、電流和溫度)、預(yù)測動(dòng)力電池的電池容量(SOC)和相應(yīng)的剩余行駛里程,進(jìn)行電池管理以避免出現(xiàn)過放電、過充、過熱和單體電池之間電壓嚴(yán)重不平衡現(xiàn)象,利用電池存儲(chǔ)能力和循環(huán)壽命。

充電服務(wù)管理平臺(tái)主要有三個(gè)功能:充電管理、充電運(yùn)營、綜合查詢。充電管理對系統(tǒng)涉及到的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)進(jìn)行集中式管理,如電動(dòng)汽車信息、電池信息、用戶卡信息、充電樁信息:充電運(yùn)營主要對用戶充電進(jìn)行計(jì)費(fèi)管理;綜合查詢指對管理及運(yùn)營的數(shù)據(jù)進(jìn)行綜合分析查詢。

3 充電樁的種類

充電樁的安裝也分有很多的方式,不同的安裝方式適應(yīng)不同 的充電要求。可按安裝方式、安裝地點(diǎn)、充電方式的不同劃分,這么多種充電方式可以在電動(dòng)車充電時(shí)提供莫大的方便。安裝方式劃分,可分為落地式充電樁和掛壁式充電樁兩種不 同的充電樁。按安裝地點(diǎn)劃分,可分為公共充電樁、專用充電樁和自用充 電樁三種不同的充電樁。按充電方式劃分,可分為直流式充電樁和交流式充電樁兩種不同的充電樁。

直流式電動(dòng)汽車充電樁是固定安裝在電動(dòng)汽車外,與交流電網(wǎng)連接,輸入電壓采用三相四線 AC380V±15%,頻率50Hz,輸出為可調(diào)直流電,可直接為電動(dòng)汽車的動(dòng)力電池充電。據(jù)大家所知,直流充電樁是采用三相四線制供電的方式,有充足的功率,而且直流充電樁輸出的電壓和電流可調(diào)整范圍較寬,正因?yàn)檫@樣,所以直流充電樁是典型的“快充"。交流充電樁固定安裝在電動(dòng)汽車外、與交流電網(wǎng)連接 ,但它只提供電力輸出,沒有充電功能,充電式連接車載充電機(jī)才能為電動(dòng)汽車充電,是典型的“慢充"。在現(xiàn)在的市場上,直流電源的制作成本較昂貴,所以價(jià)格明顯高于交流充電樁。

4 解決充電樁智能小區(qū)用電的供電方案

4.1 在小區(qū)發(fā)展公網(wǎng)變壓器,解決小區(qū)充電樁用電問題

根據(jù)小區(qū)電動(dòng)汽車的發(fā)展前景,做好預(yù)測 ,提前介入,當(dāng)然 這要在政府支持,小區(qū)物業(yè)配合的前提下,按照充電樁的實(shí)際負(fù) 荷合理配備公用變壓器 ,實(shí)施一樁一表。

4.2 采用APF有源電力濾波器

將有源電力濾波器用于充電站諧波治理的基本思想是從電動(dòng) 汽車充電機(jī)產(chǎn)生的諧波電流中檢測出諧波電流分量,由補(bǔ)償裝置產(chǎn)生一個(gè)與該分量大小相等而極性相反的電流分量去抵消它,從而使得流入電網(wǎng)的電流中只含有基波分量。APF裝置具有動(dòng)態(tài)響應(yīng)速度快,補(bǔ)償功能多樣化,可削弱閃變并補(bǔ)償無功的特點(diǎn),且其補(bǔ)償特性不受電網(wǎng)阻抗的影響,由自身運(yùn)算與控制電路來決定。

4.3 在小區(qū)原有供配電設(shè)備基礎(chǔ)上發(fā)展充電樁

原有小區(qū)在初建期間,配電設(shè)施一般考慮小區(qū)住戶,小區(qū)配套公用設(shè)施的用電,變壓器的負(fù)荷率一般都已達(dá)到80%左右,在 此基礎(chǔ)上增加充電樁用電,顯然不夠用,因?yàn)殡妱?dòng)車充電樁每一個(gè)樁一般容量都在7千瓦以上,有的快速充電樁需用功率達(dá)到30千瓦。如果按此計(jì)算,一個(gè)小區(qū)100個(gè)車位就需要3000千瓦,且充電時(shí)間一般都會(huì)集中在夜間,一方面晚上停到車位上就是充電的好的時(shí)間,其次23點(diǎn)以后是谷段電價(jià),價(jià)格便宜,充電的時(shí)間當(dāng)然是在這一時(shí)間段充電,因此,小區(qū)充電樁的負(fù)荷利用率會(huì)很高的,而這個(gè)負(fù)荷是原有小區(qū)供配電設(shè)備無法承受的。因此要解決小區(qū)停車位充電樁的用電問題,還是要考慮專變供電,才能解決。其第一種方式就是由小區(qū)物業(yè)出面,根據(jù)需用負(fù)荷申請?jiān)鋈荨?/p>

5 充電樁技術(shù)的趨勢是智能化

要想解決充電樁安裝困難的原因就對充電樁的工作原理和核心技術(shù)進(jìn)行一定程度地了解。我國現(xiàn)在可見的充電樁一般按照充電方式的不同可以分為兩種:接觸式充電樁和非接觸式的充電樁。非接觸式充電樁的工作原理就是通過磁場感應(yīng)的方式進(jìn)行對電動(dòng)汽車充電,和手機(jī)的無線充電工作原理是一樣的。但是目 前應(yīng)用廣的還是接觸式的充電樁,因?yàn)檫@種方式的充電樁的經(jīng)濟(jì)性和功率性是好于非接觸式的充電樁。充電樁要想得到廣泛應(yīng)用就實(shí)現(xiàn)智能化,通過對充電設(shè)備的電池進(jìn)行智能識(shí)別,然后控制相應(yīng)的充電電壓、電流,使充電效率得到很大的提高,也保證了設(shè)備的安全性。充電樁的智能化是靠相關(guān)的研發(fā)人員在研發(fā)時(shí)對其進(jìn)行程序的編寫,保證充電樁的智能化,使時(shí)間得到合理的控制,因?yàn)闀r(shí)間如果太長,一般人就會(huì)沒有耐心等待了,所以這也是充電樁技術(shù)研發(fā)時(shí)需要考慮的問題。



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