電動汽車作為一種發(fā)展前景廣闊的綠色交通工具,今后的普及速度會異常迅猛,未來的市場前景也是異常的。在全球能源危機和環(huán)境危機嚴重的大背景下,我國積極推進新能源汽車的應用與發(fā)展,充/換電站作為發(fā)展電動汽車所的重要配套基礎設施,具有非常重要的社會效益和經(jīng)濟效益。一場興建電動汽車充/換電站的運動已經(jīng)在全國范圍內(nèi)展開。
整體系統(tǒng)由四部分組成:電動汽車充電樁、集中器、電池管理系統(tǒng)系統(tǒng)(BMS)、充電管理服務平臺。
電動汽車充電樁的控制電路主要由嵌入式ARM處理器完成,用戶可自助刷卡進行用戶鑒權、余額查詢、計費查詢等功能,也可提供語音輸出接口,實現(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:包括按時計費充電、按電量充電、自動充滿、按里程充電等。
電動汽車充電機控制器與集中器利用CAN總線進行數(shù)據(jù)交互,集中器與服務器平臺利用有線互聯(lián)網(wǎng)或無線GPRS網(wǎng)絡進行數(shù)據(jù)交互,為了安全起見,電量計費和金額數(shù)據(jù)實現(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)、預測動力電池的電池容量(SOC)和相應的剩余行駛里程,進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重不平衡現(xiàn)象,大限度地利用電池存儲能力和循環(huán)壽命。
充電服務管理平臺主要有三個功能:充電管理、充電運營、綜合查詢。充電管理對系統(tǒng)涉及到的基礎數(shù)據(jù)進行集中式管理,如電動汽車信息、電池信息、用戶卡信息、充電樁信息;充電運營主要對用戶充電進行計費管理;綜合查詢指對管理及運營的數(shù)據(jù)進行綜合分析查詢。
引言隨著我國社會經(jīng)濟的飛速發(fā)展,研究和發(fā)展新型清潔燃料汽車不僅對我國能源和汽車工業(yè)的可持續(xù)發(fā)展有重要意義,而且能夠促進相關技術與工業(yè)的發(fā)展.因此,電動汽車作為國家新能源戰(zhàn)略的重要組成部分越來越受到社會的關注,與此同時人們也逐漸關注與其相配套的充電設施產(chǎn)業(yè).與傳統(tǒng)的電動汽車充電站相比,電動汽車充電樁具有體積小,重量輕,可置于小區(qū),辦公樓,超市停車場,與電網(wǎng)供電系統(tǒng)連接方便等優(yōu)點,因此開發(fā)低成本的充電樁成為電動汽車發(fā)展的重要環(huán)節(jié).
電動汽車充電樁一般輸出的電壓有兩種:交流(AC)電壓和直流(DC)電壓。輸出電壓的具體數(shù)值通常取決于不同型號的充電樁,以及使用情況和充電速度等因素。
對于交流電充電樁,輸出電壓通常為220V或380V。這些電壓可以在很短的時間內(nèi)完全充滿電動汽車的電池。但由于交流電需要通過變壓器和整流器轉(zhuǎn)換為直流電,所以其充電效率不如直流電充電體驗好。
對于直流電充電樁,輸出電壓則一般為200V-500V左右。這樣的電壓可以讓電動汽車在較短的時間內(nèi)得到很高的充電速度,從而縮短了充電時間,且轉(zhuǎn)換損失更小,因此利用起交流電過程中浪費的能量更有效。但需要注意的是,使用直流電充電樁需要電動汽車支持直流快充。
總體來說,電動汽車充電樁輸出的電壓需要根據(jù)特定的充電需求和車型來選擇合適的電壓水平,以確保安全、地完成充電任務。
電動汽車充電樁的國家標準是《電動汽車充電設施技術要求及測試方法》(GB/T 20234.2-2015)。該標準規(guī)定了電動汽車充電設施的技術要求和測試方法,包括充電樁的接口類型、充電功率、安全性能、通訊接口、充電效率等方面的內(nèi)容。該標準的制定旨在推動電動汽車的普及和發(fā)展,保障電動汽車用戶的安全和權益。
作為電網(wǎng)配用電側(cè)的電動汽車充電樁(栓),其結(jié)構的特殊性決定了自動化通信系統(tǒng)的特點是被測點多且分散、覆蓋面廣、通信距離短。并且隨著城市的發(fā)展,網(wǎng)絡拓撲要求具有靈活性和擴展性的結(jié)構,因此,電動汽車充電樁(栓)通信方式的選擇應考慮如下問題:
(1) 通信的可靠性——通信系統(tǒng)要長期經(jīng)受惡劣環(huán)境和較強的電磁干擾或噪音干擾的考驗,并保持通信的暢通。
(2) 建設費用——在滿足可靠性的前提下,綜合考慮建設費用及長期使用和維護的費用。
(3) 雙向通信——不僅能實現(xiàn)信息量的上傳,還要實現(xiàn)控制量的下達。
(4) 多業(yè)務的數(shù)據(jù)傳輸速率——隨著以后終端業(yè)務量的不斷增長,主站到子站、子站到終端之間通信對實現(xiàn)多業(yè)務的數(shù)據(jù)傳輸速率要求越來越高。
(5) 通信的靈活性和可擴展性——由于充電樁(栓)具有控制點面多、面廣和分散的特點,要求采用標準的通信協(xié)議,隨著“ALL IP”網(wǎng)絡技術趨勢的發(fā)展以及電力運營業(yè)務的不斷增長,需要考慮基于IP的業(yè)務承載,同時要求便于安裝施工、調(diào)試、運行、維護。
小區(qū)充電站是指為電動汽車充電的站點,與現(xiàn)在的加油站相似。充電站按照功能可以劃分為四個子模塊:配電系統(tǒng)、充電系統(tǒng)、電池調(diào)度系統(tǒng)、充電站監(jiān)控系統(tǒng)。充電站給汽車充電一般分為三種方式:普通充電、快速充電、電池更換。普通充電多為交流充電,可以使用220V或380V的電壓。快速充電多為直流充電。充電站主要設備包括充電機、充電樁、有源濾波裝置、電能監(jiān)控系統(tǒng)。
電動車充電樁和充電站是不同的兩種產(chǎn)品。充電樁是在固定在地面上,利用充電接口,采用傳導方式,為具有車載充電機的電動汽車提供交流電能,具有相應的通訊、計費和安全防護功能。類似與加油站里面的單個加油機,固定于地面通過刷卡或者投幣的方式給來往的車輛充電。而充電樁本身又可以分為交流充電樁和直流充電樁。
充電樁無線數(shù)據(jù)傳輸應用方案由電動車輛、充電樁、路由器和第三方M2M云管理平臺四部分組成。其中,M2M云管理平臺包括WEB端控制平臺、手機移動APP終端、云服務器組成,人們可以在任何時間通過WEB端、或者APP客戶端查詢充電樁的詳細地理位置、使用情況、支付費用情況,同時還可以對充電樁提前使用預約服務。