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淺聊電動汽車充電樁絕緣智能化自檢裝置

瀏覽次數(shù):23更新時間:2024-09-18

 

張繼冬

安科瑞電氣股份有限公司 上海嘉定 201801

摘要: 隨著電動汽車的快速發(fā)展,充電樁的需求也日益增長。然而,充電樁的安全問題一直備受關注,其中絕緣問題是影響充電樁安全的重要因素之一。本文旨在設計一種電動汽車充電樁絕緣智能化自檢裝置,通過對充電樁絕緣狀態(tài)的實時監(jiān)測和智能化自檢,提高充電樁的安全性和可靠性。首先介紹了電動汽車充電樁絕緣問題的重要性,然后詳細闡述了絕緣智能化自檢裝置的設計原理、硬件組成和軟件實現(xiàn),最后對該裝置的應用效果進行了分析和展望。

一、引言
隨著全球對環(huán)境保護的重視和能源危機的加劇,電動汽車作為一種綠色、環(huán)保的交通工具,得到了越來越廣泛的應用。而充電樁作為電動汽車的重要配套設施,其數(shù)量也在迅速增長。然而,充電樁的安全問題一直是制約電動汽車發(fā)展的重要因素之一。其中,絕緣問題是充電樁安全的關鍵問題之一,如果充電樁的絕緣性能不好,可能會導致電擊、火災等嚴重安全事故。因此,設計一種電動汽車充電樁絕緣智能化自檢裝置,對提高充電樁的安全性和可靠性具有重要意義。
二、電動汽車充電樁絕緣問題的重要性
(一)電擊風險
如果充電樁的絕緣性能不好,可能會導致充電樁外殼帶電,當人接觸到帶電的外殼時,就會發(fā)生電擊事故。電擊事故不僅會對人的生命安全造成威脅,還會對電動汽車的使用者造成心理上的恐懼,影響電動汽車的推廣和應用。
(二)火災風險
如果充電樁的絕緣性能不好,可能會導致充電樁內部的電氣元件發(fā)生短路、過載等故障,從而引發(fā)火災事故?;馂氖鹿什粌H會對人的生命安全和財產造成嚴重損失,還會對社會的穩(wěn)定和安全造成不良影響。
(三)影響電動汽車的性能和壽命
如果充電樁的絕緣性能不好,可能會導致充電樁輸出的電壓和電流不穩(wěn)定,從而影響電動汽車的充電效果和性能。長期使用絕緣性能不好的充電樁充電,還可能會縮短電動汽車電池的壽命。
三、絕緣智能化自檢裝置的設計原理
(一)絕緣電阻檢測原理
絕緣電阻是衡量充電樁絕緣性能的重要指標之一。本裝置采用兆歐表法來檢測充電樁的絕緣電阻。兆歐表法是通過在充電樁的絕緣部分施加一定的直流電壓,然后測量流過絕緣部分的泄漏電流,從而計算出絕緣電阻的大小。
(二)接地電阻檢測原理
接地電阻是衡量充電樁接地性能的重要指標之一。本裝置采用四線法來檢測充電樁的接地電阻。四線法是通過在充電樁的接地部分施加一定的交流電流,然后測量接地部分的電壓降,從而計算出接地電阻的大小。
(三)智能化自檢原理
本裝置采用微處理器作為核心控制器,通過對絕緣電阻和接地電阻的實時監(jiān)測和分析,實現(xiàn)對充電樁絕緣狀態(tài)的智能化自檢。當絕緣電阻或接地電阻低于設定的閾值時,裝置會自動發(fā)出報警信號,并采取相應的保護措施,如切斷電源等,以確保充電樁的安全運行。

四、安科瑞充電樁收費運營云平臺系統(tǒng)選型方案

(一)概述

AcrelCloud-9000安科瑞充電柱收費運營云平臺系統(tǒng)通過物聯(lián)網技術對接入系統(tǒng)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(shù)據(jù)采集和監(jiān)控,實時監(jiān)控充電樁運行狀態(tài),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(lián)網,用戶通過微信、支付寶,云閃付掃碼充電。

(二)應用場所

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

(三)系統(tǒng)結構

淺聊電動汽車充電樁絕緣智能化自檢裝置

系統(tǒng)分為四層:

(1)即數(shù)據(jù)采集層、網絡傳輸層、數(shù)據(jù)層和客戶端層。

(2)數(shù)據(jù)采集層:包括電瓶車智能充電樁通訊協(xié)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(shù),并進行電能計量和保護。

(3)網絡傳輸層:通過4G網絡將數(shù)據(jù)上傳至搭建好的數(shù)據(jù)庫服務器。

(4)數(shù)據(jù)層:包含應用服務器和數(shù)據(jù)服務器,應用服務器部署數(shù)據(jù)采集服務、WEB網站,數(shù)據(jù)服務器部署實時數(shù)據(jù)庫、歷史數(shù)據(jù)庫、基礎數(shù)據(jù)庫。

(5)應客戶端層:系統(tǒng)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(qū)充電平臺功能主要涵蓋充電設施智能化大屏、實時監(jiān)控、交易管理、故障管理、統(tǒng)計分析、基礎數(shù)據(jù)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。

(四)安科瑞充電樁云平臺系統(tǒng)功能

(1)智能化大屏

智能化大屏展示站點分布情況,對設備狀態(tài)、設備使用率、充電次數(shù)、充電時長、充電金額、充電度數(shù)、充電樁故障等進行統(tǒng)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(tǒng)一管理小區(qū)充電樁,查看設備使用率,合理分配資源。

淺聊電動汽車充電樁絕緣智能化自檢裝置

(2)實時監(jiān)控

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

淺聊電動汽車充電樁絕緣智能化自檢裝置

(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(qū)用戶每日的充電交易詳細信息。

淺聊電動汽車充電樁絕緣智能化自檢裝置

(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(fā)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(xiàn)場問題。

淺聊電動汽車充電樁絕緣智能化自檢裝置

(5)統(tǒng)計分析

通過系統(tǒng)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(tǒng)計信息、能耗統(tǒng)計信息等。

淺聊電動汽車充電樁絕緣智能化自檢裝置

(6)基礎數(shù)據(jù)管理

在系統(tǒng)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(yōu)惠活動,同時可管理在線卡用戶充值、凍結和解綁。

淺聊電動汽車充電樁絕緣智能化自檢裝置

(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(huán)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(shù)設置,同時可接收故障推送

淺聊電動汽車充電樁絕緣智能化自檢裝置

(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。

淺聊電動汽車充電樁絕緣智能化自檢裝置

(五)系統(tǒng)硬件配置

 

淺聊電動汽車充電樁絕緣智能化自檢裝置

淺聊電動汽車充電樁絕緣智能化自檢裝置

淺聊電動汽車充電樁絕緣智能化自檢裝置

淺聊電動汽車充電樁絕緣智能化自檢裝置

 

五、結束語

由上述內容可以得知,在對電動汽車的充電樁進行使用時,需要提前進行絕緣檢測,以保證其應用的安全性。這便要求將絕緣檢測裝置控制模塊融入到充電樁內,然后再進行充電操作,只有切實保證絕緣性能后,方可進入充電階段,這樣能夠有效降低因充電樁質量問題而導致的電動汽車受損,或對操作人員人身安全所造成的威脅。

參考文獻:

[1] 趙陽,殷玉朋,陳霞,單率,朱雅雯.電動汽車充電樁絕緣智能化自檢裝置的設計與應用

[2] 劉芳.企業(yè)檔案管理中信息技術應用搞研究

[3] 安科瑞企業(yè)微電網設計與應用手冊.2022.05版

作者介紹:

張繼冬,男,安科瑞電氣股份有限公司

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