安科瑞 耿笠 187-6150-0144

摘要

近年來，國家提倡節能環保發展的觀念，因此，這也推動了電動汽車的發展，電動汽車在人們的生活中也越來越普及，而在電動汽車的發展中，電動汽車充電樁是其重要的部分，也是電動汽車發展的基礎。為了保證電動汽車具有良好的使用性能，就需要做好對電動汽車充電樁充電的控制，下面，本文就針對電動汽車充電樁主動充電控制策略進行分析，來深入的了解其充電控制的實現。

關鍵詞：電動汽車;充電樁;主動充電;控制策略

引言

電動汽車逐漸得到了普及，同時充電技術也在不斷的發展，如何進行電動汽車充電樁的充電控制，是電動汽車行業發展中的難點，也受到了人們的普遍關注。隨著充電技術的不斷發展,電動汽車充電樁充電控制也在不斷的進步，主動充電控制策略就是先進充電技術的體現，其具有著諸多的使用優勢，有效的提高了對異常狀態的檢測與處理能力，而其如何進行實現，就是本文主要研究的內容。

直流充電系統

直流充電系統是有功率部分以及控制部分所構成的，其功率部分主要包括充電樁、充電機以及動力電池等，控制部分主要包括充電的控制單元、功率的控制單元以及BMS等。充電機是有若干組的充電模塊通過并聯所組成的，其能夠滿足不同的容量動力對電池充電的需求,并且還便于進行輸出電壓和輸出電流調整。電動汽車的充電樁是實現充電機與動力電池連接的樞紐，主要負責人機的交互、充電刷卡的計費以及充電控制功能等，動力電池作為電動汽車動力的來源，目前使用較多的就是鋰電池類型，其動力電池容量主要取決自鋰電池的單體串并聯數量[1]。DBMS主要負責動力電池單體電壓以及溫度的采集，進而根據其采集的結果對當前電池SOC進行估算，充電的控制單元借助CAN通信來向BMS傳遞充電的策略，按照充電的策略，其BMS就能夠生成目前充電的電壓和電流，然后BMS再把充電的電壓和電流借助CAN通信向充電的控制單元進行傳遞。充電的控制單元把BMS所申請得到的充電電壓和電流值再傳遞向功率的控制單元，則功率的控制單元針對充電機的功率進行調節，其充電機就會輸出一定的電壓和電流值，最后充電的控制單元來對輸出的電壓和電流采集，并生成相應的電量，作為充電計費而用

充電樁的簡介以及類型

一臺配電的變壓器一般接常規的負荷以及電動汽車的充電負荷，配有專門配電的變壓器電動汽車的充電站來說其配電的變壓器可以當做常規的接入負荷是零。電動汽車的充電站主要是通過進行售電方式來對電動汽車的用戶提供相應的充電服務，有新電動汽車的客戶接入到充電站的充電樁后，其充電的控制系統就可以通過客戶的電動汽車電池的管理系統來獲取其電動汽車的電池容量信息和電池的充電水平，進而進行充電的實施。為了實現電動汽車有效的智能充電，充電客戶需要進行電動汽車的預期停留時間和客戶的電池期望充電水平向充電控制系統進行告知，在這和基礎上，就需要滿足客戶的需求，同時保證充電站的變壓器不發生過載，使用智能化主動充電的控制，來實現有效的充電。

主動充電控制策略

充電樁主動充電的控制策略主要目的實現充電機對其BMS所下發充電的電壓以及電流進行有效的判斷，從而對BMS所要求充電的電,壓以及電流判斷是否合理，若是存在不合理的情況，就不進行BMS需求的響應，并進行BMS的故障報警。充電樁主動充電的控制策略主要取決充電的數據庫導入，充電的數據庫信息主要包括電池的類型、健康程度、電池的容量、電池單體的容量、單體和電池的電壓以及單體和電池的溫度等和充電時間等,此數據是一種標準電池正常標準的充電曲線，其實際的充電參數會借助BMS向充電機進行實時的上，其和標準的充電曲線實時進行比較，如果實際的充電曲線和標準的充電曲線存在偏離，就說明其存在一定的問題[2]。

電動汽車的每次充電，其充電的時間都由人為進行設定的，電池的信息是通過BMS進行上傳，主要有電池的類型、容量、SOH等，這些參數到充電的數據庫中就能夠生成當前的電池標準充電的曲線,這種標準的充電曲線在不同的充電電流和環境溫度中，SOC會隨著充電的時間進行變化的曲線,任意給予其3個變量，就能夠得到第4個變量，在這個控制的策略下，充電機就能夠實時的獲取到充電的電流、溫度以及SO℃,同時在此充電的時間下，還能夠循環的判斷其實際的充電電流、溫度以及SOC和標準值具有的偏差,如果偏差超過了其規定的閾值,就要停止其充電機的輸出，并且對故障信息進行報告。對標準的充電曲線獲取主要有兩途徑，一個是通過大量的測試，來對大數據進行記錄，從而形成相應的充電曲線，還可以通過使用BMS的充電算法來生成相應的充電曲線。

仿真分析

構建一套充電的測試系統，來對其主動充電控制策略進行仿真實驗，在充電策略下，來對充電的過程連續性進行測試，同時看其是否存在充電策略引起誤判而導致出現異常的停機，另外，在充電的策略下，通過人為的對BMS充電的指令進行修改，使充電的指令和正常的指令產生偏離，來對充電機主動的保護進行測試，存在故障就要停止充電，并且對故障進行報告。在不同的溫度條件下，鋰電池類型的充電曲線也存在不同,如果將不同充電的曲線向充電機的充電控制單元進行導入，通過反復的試驗驗證，就能夠了解到在BMS出現失效情況下，則其充電機就能夠主動進行保護，若是在正常的充電過程中，設置存在不合理就會造成充電機的誤判斷，從而造成停機狀況的出現

安科瑞充電樁收費運營云平臺

5.1概述

AcrelCloud-9000安科瑞充電柱收費運營云平臺系統通過物聯網技術對接入系統的電動電動自行車充電站以及各個充電整法行不間斷地數據采集和監控，實時監控充電樁運行狀態，進行充電服務、支付管理，交易結算，資要管理、電能管理，明細查詢等。同時對充電機過溫保護、漏電、充電機輸入/輸出過壓，欠壓，絕緣低各類故障進行預警；充電樁支持以太網、4G或WIFI等方式接入互聯網，用戶通過微信、支付寶，云閃付掃碼充電。

5.2應用場所

適用于民用建筑、一般工業建筑、居住小區、實業單位、商業綜合體、學校、園區等充電樁模式的充電基礎設施設計。

5.3系統結構

5.3.1系統分為四層：

1）即數據采集層、網絡傳輸層、數據中心層和客戶端層。

2）數據采集層：包括電瓶車智能充電樁通訊協議為標準modbus-rtu。電瓶車智能充電樁用于采集充電回路的電力參數，并進行電能計量和保護。

3）網絡傳輸層：通過4G網絡將數據上傳至搭建好的數據庫服務器。

4）數據中心層：包含應用服務器和數據服務器，應用服務器部署數據采集服務、WEB網站，數據服務器部署實時數據庫、歷史數據庫、基礎數據庫。

5）應客戶端層：系統管理員可在瀏覽器中訪問電瓶車充電樁收費平臺。終端充電用戶通過刷卡掃碼的方式啟動充電。

小區充電平臺功能主要涵蓋充電設施智能化大屏、實時監控、交易管理、故障管理、統計分析、基礎數據管理等功能，同時為運維人員提供運維APP，充電用戶提供充電小程序。

5.4安科瑞充電樁云平臺系統功能

5.4.1智能化大屏

智能化大屏展示站點分布情況，對設備狀態、設備使用率、充電次數、充電時長、充電金額、充電度數、充電樁故障等進行統計顯示，同時可查看每個站點的站點信息、充電樁列表、充電記錄、收益、能耗、故障記錄等。統一管理小區充電樁，查看設備使用率，合理分配資源。

5.4.2實時監控

實時監視充電設施運行狀況，主要包括充電樁運行狀態、回路狀態、充電過程中的充電電量、充電電壓/電流，充電樁告警信息等。

5.4.3交易管理

平臺管理人員可管理充電用戶賬戶，對其進行賬戶進行充值、退款、凍結、注銷等操作，可查看小區用戶每日的充電交易詳細信息。

5.4.4故障管理

設備自動上報故障信息，平臺管理人員可通過平臺查看故障信息并進行派發處理，同時運維人員可通過運維APP收取故障推送，運維人員在運維工作完成后將結果上報。充電用戶也可通過充電小程序反饋現場問題。

5.4.5統計分析

通過系統平臺，從充電站點、充電設施、、充電時間、充電方式等不同角度，查詢充電交易統計信息、能耗統計信息等。

5.4.6基礎數據管理

在系統平臺建立運營商戶，運營商可建立和管理其運營所需站點和充電設施，維護充電設施信息、價格策略、折扣、優惠活動，同時可管理在線卡用戶充值、凍結和解綁。

5.4.7運維APP

面向運維人員使用，可以對站點和充電樁進行管理、能夠進行故障閉環處理、查詢流量卡使用情況、查詢充電充值情況，進行遠程參數設置，同時可接收故障推送

5.4.8充電小程序

面向充電用戶使用，可查看附近空閑設備，主要包含掃碼充電、賬戶充值，充電卡綁定、交易查詢、故障申訴等功能。

5.5系統硬件配置

結語

綜上所述，電動汽車在人們的生活中越來普及，為了保證其長期穩定的發展，就需要做好對其充電樁充電的控制，經過長期的發展，充電技術已經取得了不錯的成績，還需要相關人員對充電技術繼續不斷進行技術的研究和探索，從而推進其行業的發展。


審核編輯 黃宇