淺聊電動汽車充電站電氣系統設計與應用

張繼冬

安科瑞電氣股份有限公司 上海嘉定 201801

摘要： 隨著全球對環境保護的日益重視以及電動汽車技術的不斷發展，電動汽車充電站的建設成為推動電動汽車普及的關鍵環節。本文深入探討了電動汽車充電站電氣系統的設計與應用，包括電氣系統的組成、設計原則、關鍵設備選型以及安全防護等方面，旨在為電動汽車充電站的建設提供理論參考和實踐指導。

1. 輸出功率
   根據電動汽車的電池容量和充電需求，選擇合適輸出功率的充電樁。一般來說，小型電動汽車可以選擇輸出功率為 7kW 左右的交流充電樁，大型電動汽車可以選擇輸出功率為 60kW 以上的直流充電樁。

2. 充電接口
   充電樁的充電接口應符合國家標準，并與電動汽車的充電接口相匹配。目前，我國電動汽車充電接口主要有 GB/T 20234 標準和 CCS 標準兩種。

3. 防護等級
   充電樁應具有良好的防護等級，能夠適應不同的環境條件。一般來說，充電樁的防護等級應不低于 IP54。

4. 功能特點
   充電樁應具備電量計量、計費管理、遠程監控等功能，方便用戶使用和管理。

1. 容量選擇
   根據充電站的規劃容量和負荷特性，選擇合適容量的變壓器。一般來說，變壓器的容量應略大于充電站的最大負荷需求。

2. 電壓等級
   變壓器的電壓等級應與外部供電線路的電壓等級相匹配，并滿足充電站內部用電設備的電壓要求。

3. 節能性能
   選擇節能性能好的變壓器，降低變壓器的損耗，提高能源利用效率。

1. 功能要求
   監控系統應具備實時監測、遠程控制、故障診斷、數據存儲等功能，能夠滿足充電站的運行管理需求。

2. 通信方式
   監控系統應支持多種通信方式，如以太網、GPRS、4G 等，以便實現遠程監控和數據傳輸。

3. 可靠性和穩定性
   監控系統應具有高可靠性和穩定性，能夠在惡劣的環境條件下正常運行。

五、充電站電氣系統設計解決方案

通過綜合考慮充電站的規模、布局、電網配電情況以及訪客的充電需求，進行合理的充電設施布局規劃、選擇適當的充電樁類型和功率規格，以及引入穩定可靠的運營平臺管理系統，以提升用戶體驗和滿足日益增長的新能源車輛充電需求。此解決方案具備智能化管理、多樣化設備、安全可靠、節能環保、靈活擴展和數據統計等特點，能夠為充電站提供高效便捷的充電服務。

圖1系統設計圖

圖2 平臺結構圖

充電運營管理平臺是基于物聯網和大數據技術的充電設施管理系統，可以實現對充電樁的監控、調度和管理，提高充電樁的利用率和充電效率，提升用戶的充電體驗和服務質量。用戶可以通過APP或小程序提前預約充電，避免在充電站排隊等待的情況，同時也能為充電站提供更準確的充電需求數據，方便后續的調度和管理。通過平臺可對充電樁的功率、電壓、電流等參數進行實時監控，及時發現和處理充電樁故障和異常情況對充電樁的功率進行控制和管理，確保充電樁在合理的功率范圍內充電，避免對電網造成過大的負荷。

六、安科瑞充電樁云平臺具體的功能

平臺除了對充電樁的監控外，還對充電站的光伏發電系統、儲能系統以及供電系統進行集中監控和統一協調管理，提高充電站的運行可靠性，降低運營成本，平臺系統架構如圖3所示。

圖2 充電樁運營管理平臺系統架構

大屏顯示：展示充電站設備統計、使用率排行、運營統計圖表、節碳量統計等數據。

圖3 大屏展示界面

站點監控：顯示設備實時狀態、設備列表、設備日志、設備狀態統計等功能。

圖4 站點監控界面

設備監控：顯示設備實時信息、配套設備狀態、設備實時曲線、關聯訂單信息、充電功率曲線等。

圖5 設備監控界面

運營趨勢統計：顯示運營信息查詢、站點對比曲線、日月年報表、站點對比列表等功能。

圖6 運營趨勢界面

收益查詢：提供收益匯總、實際收益報表、收益變化曲線、支付方式占比等功能。

圖7 收益查詢界面

故障分析：提供故障匯總、故障狀態餅圖、故障趨勢分析、故障類型餅圖等功能。

圖8 故障分析界面

訂單記錄：提供實時/歷史訂單查詢、訂單終止、訂單詳情、訂單導出、運營商應收信息、充電明細、交易流水查詢、充值余額明細等功能。

圖9 訂單查詢界面

七、產品選型

安科瑞為廣大用戶提供慢充和快充兩種充電方式，便攜式、壁掛式、落地式等多種類型的充電樁，包含智能7kw/21kw交流充電樁，30kw直流充電樁，60kw/80kw/120kw/180kw直流一體式充電樁來滿足新能源汽車行業快速、經濟、智能運營管理的市場需求。實現對動力電池快速、高效、安全、合理的電量補給，同時為提高公共充電樁的效率和實用性，具有有智能監測：充電樁智能控制器對充電樁具備測量、控制與保護的功能；智能計量：輸出配置智能電能表，進行充電計量，具備完善的通信功能；云平臺：具備連接云平臺的功能，可以實現實時監控，財務報表分析等等；遠程升級：具備完善的通訊功能，可遠程對設備軟件進行升級；保護功能：具備防雷保護、過載保護、短路保護，漏電保護和接地保護等功能；適配車型：滿足國標充電接口，適配所有符合國標的電動汽車，適應不同車型的不同功率。下面是具體產品的型號和技術參數。

八、現場圖片

參考文獻:

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作者介紹：

張繼冬，男，現任職于安科瑞電氣股份有限公司。