摘要
全國各地電瓶車充電引發(fā)火災的事故時有發(fā)生，對人民群眾的生命財產安全造成了威脅，本文介紹的電瓶車充電樁收費平臺，采用無線通信技術、物聯網技術和電氣火災探測及防護技術，對電瓶車充電樁的狀態(tài)及充電過程進行監(jiān)控，及時對充電樁過壓、欠壓、空載、絕緣檢測故障、漏電、過溫、短路等一系列故障進行預警和保護，并按照GB51348-2019《民用建筑電氣設計標準》中的規(guī)定設置限流式保護器，當線路發(fā)生短路時在150微秒內切斷回路，無危險火花產生，起到短路滅弧的作用，從而保障充電安全和預防火災事故，防范電瓶車火災隱患，保護人們的生命財產安全。
1 項目概述
河南某軍工企業(yè)為內部員工謀福利，計劃建造免費充電的電瓶車充電站點，同時要兼顧充電安全的問題。廠區(qū)內外共設置300臺電瓶車充電樁，每臺充電樁再搭配一套限流式保護器，用于及時切除火災隱患，保障充電安全。
基于軍工企業(yè)對于保密的要求，所有設備采用局域網組網的方式，對傳輸的數據進行加密，平臺實施本地化部署，在局域網內訪問，此外，系統(tǒng)需求主要包括：
● 采用刷卡方式啟動充電，預留微信和支付寶充電方式。
● 使用企業(yè)現有的員工卡進行充電，且要防止卡被復制。
● 通過監(jiān)控值班室后臺實時監(jiān)控充電樁狀態(tài)。
● 實現三級保護功能，包括短路保護、功率保護和系統(tǒng)保護，其中系統(tǒng)保護指超過功率閾值時不允許增加充電位。
2 系統(tǒng)結構
現場采用電瓶車智能充電樁和限流式保護器，對充電回路進行采集，通過RS485接口與無線通信終端進行通訊，實現電力參數的監(jiān)測、預警與保護，再由無線通信終端，通過以太網將數據上傳至搭建在數據中心的電瓶車充電樁收費平臺。
平臺采用分層分布式結構進行設計。

系統(tǒng)分為四層：即數據采集層、網絡傳輸層、數據中心層和客戶端層。
數據采集層：包括電瓶車智能充電樁和限流式保護器，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。限流式保護器用于當線路發(fā)生短路時，在150微秒內切斷回路，無危險火花產生，起到短路滅弧的作用。
網絡傳輸層：包含無線通信終端。無線通信終端主動采集數據采集層的數據，通過以太網將數據上傳至搭建好的數據庫服務器。
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。應用服務器和數據服務器部署在局域網內，與外網隔離。
客戶端層：系統(tǒng)管理員通過局域網，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的方式啟動充電。
3系統(tǒng)應用價值
3.1 社會收益
充電安全
實時監(jiān)控充電過程，對充電機輸入輸出過壓、欠壓、絕緣檢測故障、漏電、過溫、短路等故障進行告警，并以短信、APP推送、小程序、釘釘等方式通知相關人員及時處理，避免過熱起火和電路老化等問題，保障充電安全。同時在短路時快速切斷回路，無危險火花產生，起到短路滅弧的作用，及時預防火災事故的發(fā)生。
解決充電難的問題
統(tǒng)一安裝充電設備，終端用戶只需要把電瓶車停在充電區(qū)，按照指示操作就能充電，實現終端用戶的有序充電。
解決管理難的問題
電瓶車集中停放、充電，易于管理，同時也更好地防止了被盜現象的發(fā)生，解決了用戶私拉亂接充電的問題。
環(huán)境友好
通過功率拓撲創(chuàng)新、電磁屏蔽設計，降低電磁輻射，減少對電氣設備、對人體的影響。
3.2 經濟收益
廣告收益
充電樁可以投放商業(yè)廣告提高商家的額外收益。預計單個廣告每個屏收益1元/天。小程序可以接入微信廣告聯盟，平均收益40元/天。
充電差價收益
通常充電樁按充電時間收費，每臺設備按1元充4小時計算，兩輪電動車功率為200W。充電期間都按200W計算，則4小時消耗電能0.88千瓦時。如每度電為0.6元，則4小時共計消費0.88*0.6=0.528元，充電一元錢的利潤則為1-0.528=0.472元。每臺充電樁每天充電10次，則每臺充電樁單日收益為4.72元，月收益為141.6元年收益為1722.8元。
按功率分檔收費，相對于按時間充電收益提高30%-60%。1檔位：0-150W480分鐘/元；2檔位：150-285W360分鐘/元；3檔位：285-400W240分鐘/元；4檔位：400-600W120分鐘/元。
享受政府補貼
各地政府對電瓶車集中停放，集中充電及其重視，三令五申各類紅頭文件，對于這種基礎設施建設非常重視，一般都伴有車棚建設的補貼。參考浙江省文件補貼100元/點位。
快速回籠資金
通過會員充值的活動快速回籠資金。

審核編輯：符乾江