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电动汽车充电桩检测技术应用及未来展望

更新时间:2024-01-12      点击次数:169

在我国新能源汽车产业迅猛发展的背景下,电动汽车充电桩检测技术应运而生,逐渐成为人们关注的焦点。作为一种新型基础设施,充电桩的建设直接影响着电动汽车的普及和应用。为了确保充电桩的安全、稳定、高效运行,电动汽车充电桩检测技术显得尤为重要。本文将围绕电动汽车充电桩检测技术的应用及未来展望展开讨论,以期为大家提供一个全面的认识。

让我们了解一下电动汽车充电桩检测技术的基本原理。电动汽车充电桩检测技术主要包括硬件检测和软件检测两个方面。硬件检测主要是对充电桩的物理性能进行检测,如外观、结构、电气性能等。软件检测则是对充电桩的控制系统、通信系统等进行检查,以保证充电桩的正常工作。通过硬件和软件的双重检测,可以确保充电桩的安全稳定运行,为电动汽车用户提供优质的充电服务。

目前,电动汽车充电桩检测技术在我国已经取得了显著的成果。一方面,充电桩检测技术不断完善,从单一的硬件检测发展到硬件与软件相结合的检测,大大提高了充电桩的检测效率和准确性。另一方面,随着充电桩建设规模的不断扩大,检测技术在实际应用中也不断得到验证和优化,为充电桩产业的持续发展提供了有力保障。

电动汽车充电桩检测技术在实际应用中仍然面临一些挑战。首先,充电桩检测标准尚未统一,导致不同厂家生产的充电桩可能存在差异,影响充电桩的互联互通。其次,随着充电桩使用年限的增加,一些设备可能出现老化现象,需要加强定期检测和维护。此外,随着充电桩数量的快速增长,如何提高检测效率、降低检测成本也成为行业亟待解决的问题。

展望未来,电动汽车充电桩检测技术将朝着以下几个方向发展:

1. 智能化。随着物联网、大数据、人工智能等技术的不断进步,电动汽车充电桩检测技术将实现智能化,提高检测效率和准确性。例如,通过远程监控和数据分析,可以实时了解充电桩的运行状态,提前发现并排除安全隐患。

2. 标准化。未来,我国将加大充电桩检测标准的制定和推广力度,推动充电桩产业的健康发展。统一的检测标准有助于提高充电桩的质量和安全性,降低用户的顾虑。

3. 绿色化。在环保意识日益增强的背景下,电动汽车充电桩检测技术将更加注重绿色环保,降低检测过程对环境的影响。例如,采用更加环保的检测设备和材料,减少检测过程中的能耗和污染。

4. 一体化。随着充电桩产业链的不断整合,电动汽车充电桩检测技术将与其他相关技术相结合,实现一体化发展。例如,充电桩检测技术与智能电网、能源管理等技术的融合,将为电动汽车用户提供更加便捷、高效、安全的充电服务。

电动汽车充电桩检测技术在我国新能源汽车产业中具有举足轻重的地位。通过不断发展和完善充电桩检测技术,将为电动汽车的普及和应用提供有力支持,助力我国新能源汽车产业的蓬勃发展。

1.电动汽车充电桩的特点

交流充电桩与直流充电桩是充电桩当 重要的两个组成部分。交流充电桩可以为电动车内部的车载充电机提 的电源;直流充电桩可以为电动汽车内部的电池运行系统充电变动需求输出功率。随着时间的不断推移,我们国家的充电行业呈现出高速的发展态势,充电桩不断建设与完善现场检测标准的制定、建设、布局等等,但是因为受到建设环境问题、安装调试问题等各方面因素所带来的影响,增加各种问题发生的可能和概率,主要表现在多个方面,1)充电桩发生问题的可能性非常大。现如今许多充电桩在充电过程当中会出现线路中断问题,对于用户的正常使用带来较大影响。2)并未形成具有统一性特点的充电桩标准。所以无法匹配全部车型,也没有办法满足客户所提出来的多样化要求。3)充电桩质量良莠不齐,所以造成在具体应用过程当中出现各种安全问题。因此相关部门需对电动汽车加大研究的力度,正视电动汽车充电桩检测问题,之后应用科学的方法与技术,大幅度提高充电桩使用水平和效率。

2.电动汽车充电桩检测技术应用及分析

2.1交流充电桩检测装置产品创新点

1)解决社会汽车移动需求的痛点问题。充电桩生产厂家组装好准备出厂的充电桩,需要进行充电测试,以预估充电桩售后企业维修人员在面对车主反馈车辆不能上电充电等故障情况。交流充电桩检测装置需具备轻型、操作简单、使用空间小的特征,以解决充电售后工程师应急外出,方便进行快速检测维修的问题。2)抓住关键电动汽车传导充电技术探索。交流充电桩检测装置采用人性化手提把的箱体;安全防护锁、儿童安全防护门、高阻PC颗粒面板、短路保护、漏电保护等电气防护设计用于保护人身及设备安全;智能控制主板,采用大屏蓝膜全视角液晶屏,防水钻纹,人性化拉手等精细工艺;充电一键启动开关,负载五孔输出接口,预留可扩展更多功能电量累计、温度测试、交流电压、交流电流、时间计时、蓝牙数据监测等;操作简单,采用彩色电路,配置操作手册。3)提出轻型化与结构布局设计结合。本项目所研究的是设计制作一种人性化手持式的交流充电桩检测装置,具有轻型化、操作简单、耐用、安全 等特点的交流充电桩检测装置,适用于所有欧标交流充电桩安装测试,采用人性化手持式交流充电桩检测装置,结合电动汽车传导充电连接装置通用要求,模拟车辆充电启停,充电一键启动功能,液晶显示屏各数值读取。

2.2快速充电策略

电动汽车充电时其充电可接受比是变化的,与动力电池的放电率和放电深度有关。所以在充电时同样可以进行放电操作,以降低充电时间,改善充电特性。如果在充电初始阶段进行正负脉冲充电,虽然可以提高动力电池的可接受充电电流,但是也增加了充电时间。因此本文提出一种分段式充电策略实现对智能充电桩的充电控制。一共将充电阶段分为四个阶段,即预充电阶段、分段恒流充电阶段、正负脉冲充电阶段、恒电压充电阶段1)预充电阶段:这个阶段动力电池SOC一般情况下不超10%,其作用是保护电池。首先要检测动力电池的端电压,如果小2.55V则说明动力电池处于过放电状态,需要进行小电流预充电,在进行快速充电之前进行小电流充电是十分必要的。在动力电池过放电状态时对其进行快速充电会造成动力电池的损伤2)分段恒流充电阶段:这个阶段要短时间 大限度对电池进行无损充电,首先检测动力电池的端电压是否处2.55V3V之间,这个阶段动力电池的极化现象不明显,不需要进行去极化操作。将这个阶段细分为七个小阶段,使之与动力电池的可接受电流变化规律相匹配3)正负脉冲充电阶段:这个阶段动力电池极化现象严重,采用正脉冲充电的同时,还需要加入去极化负脉冲。首先要检测动力电池的端电压值是否处3V3.3V之间。这个阶段动力电池的端电压已经接3.3V,不适合进行大电流充电,况且之前阶段由于大电流充电造成动力电池的极化现象比较严重。如果要缩短充电时间可以在采用正脉冲充电的同时,在正脉冲结束后加入一个短暂停歇和一个负脉冲,负脉冲的持续时间与动力电池的极化程度相关。

2.3绝缘自检测

在充电桩启动充电前检查整个充电回路绝缘性的过程中,绝缘自检测是其中的一项重要环节,整个检测中充电桩通常会发生两种故障,即开展绝缘检测和绝缘检测电压值的错误。在具体检测工作中,模拟电池的电压若10伏以内,充电桩应该正常开展绝缘自检测工作,如果检测中具有充电桩未能按照要求启动绝缘检测的问题,则原因通常在IMD模块的投切回路故障,或者在握手环节中,通讯报文BHMCHM发生了异常。但绝缘检测电压发生的错误,则会发发生于充电桩输出电压,以及握手报文 高规定充电电压范围内。例如,充电桩电压750伏,握手报文规定电 大值475伏,如果此时的充电桩仍然750伏电压状态下开展绝缘自检测工作,便容易出现车辆过电压的危险。当该项检测工作顺利完成后,检测人员应当泄放充电回路中的电压,可用来规避充电中对电池负载产生电压冲击的风险。电压泄放中有时会发生超时现象,与泄放回路切换延时有关,需要将充电回路直流电压下降60伏以下的时间,控制1秒以内。

.       安科瑞充电桩收费运营云平台

3.1概述

AcrelCloud-9000安科瑞充电柱收费运营云平台系统通过物联网技术对接入系统的电动电动自行车充电站以及各个充电整法行不间断地数据采集和监控,实时监控充电桩运行状态,进行充电服务、支付管理,交易结算,资要管理、电能管理,明细查询等。同时对充电机过温保护、漏电、充电机输/输出过压,欠压,绝缘低各类故障进行预警;充电桩支持以太网4GWIFI等方式接入互联网,用户通过微信、支付宝,云闪付扫码充电。

3.2应用场所

适用于民用建筑、一般工业建筑、居住小区、实业单位、商业综合体、学校、园区等充电桩模式的充电基础设施设计。

3.3系统结构

img1 

3.3.1系统分为四层:

1)即数据采集层、网络传输层、数据中心层和客户端层。

2)数据采集层:包括电瓶车智能充电桩通讯协议为标modbus-rtu。电瓶车智能充电桩用于采集充电回路的电力参数,并进行电能计量和保护。

3)网络传输层:通4G网络将数据上传至搭建好的数据库服务器。

4)数据中心层:包含应用服务器和数据服务器,应用服务器部署数据采集服务WEB网站,数据服务器部署实时数据库、历史数据库、基础数据库。

5)应客户端层:系统管理员可在浏览器中访问电瓶车充电桩收费平台。终端充电用户通过刷卡扫码的方式启动充电。

小区充电平台功能主要涵盖充电设施智能化大屏、实时监控、交易管理、故障管理、统计分析、基础数据管理等功能,同时为运维人员提供运APP,充电用户提供充电小程序。

3.4安科瑞充电桩云平台系统功能

3.4.1智能化大屏

智能化大屏展示站点分布情况,对设备状态、设备使用率、充电次数、充电时长、充电金额、充电度数、充电桩故障等进行统计显示,同时可查看每个站点的站点信息、充电桩列表、充电记录、收益、能耗、故障记录等。统一管理小区充电桩,查看设备使用率,合理分配资源。

img2 

3.4.2.实时监控

实时监视充电设施运行状况,主要包括充电桩运行状态、回路状态、充电过程中的充电电量、充电电/电流,充电桩告警信息等。img3

3.4.3交易管理

平台管理人员可管理充电用户账户,对其进行账户进行充值、退款、冻结、注销等操作,可查看小区用户每日的充电交易详细信息。

img43.4.4故障管理

设备自动上报故障信息,平台管理人员可通过平台查看故障信息并进行派发处理,同时运维人员可通过运APP收取故障推送,运维人员在运维工作完成后将结果上报。充电用户也可通过充电小程序反馈现场问题。

img5 

3.4.5统计分析

通过系统平台,从充电站点、充电设施、、充电时间、充电方式等不同角度,查询充电交易统计信息、能耗统计信息等。

img63.4.6基础数据管理

在系统平台建立运营商户,运营商可建立和管理其运营所需站点和充电设施,维护充电设施信息、价格策略、折扣、优惠活动,同时可管理在线卡用户充值 冻结和解绑。img7

3.4.7APP

面向运维人员使用,可以对站点和充电桩进行管理、能够进行故障闭环处理、查询流量卡使用情况、查询充\充值情况,进行远程参数设置,同时可接收故障推送。

img8img9 

3.4.8充电小程序

面向充电用户使用,可查看附近空闲设备,主要包含扫码充电、账户充值,充电卡绑定、交易查询、故障申诉等功能。

img10img11 

3.5系统硬件配置

类型

型号

图片

功能

安科瑞充电桩收费运营云平台

AcrelCloud-9000

img12 

安科瑞响应国家节能环保、绿色出行的号召,为广大用户提供慢充和快充两种充电方式壁挂式、落地式等多种类型的充电桩,包含智7kW交流充电桩30kW壁挂式直流充电桩,智60kW/120kW直流一体式充电桩等来满足新能源汽车行业快速、经济、智能运营管理的市场需求,提供电动汽车充电软件解决方案,可以随时随地享受便 安全的充电服务,微信扫一扫、微信公众号、支付宝扫一扫、支付宝服务窗,充电方式多样化,为车主用户提供便捷 、安全的充电服务。实现对动力电池快速 、安全、合理的电量补给,能计时,计电度、计金额作为市民购电终端,同时为提高公共充电桩的效率和实用性。

互联网版智能交流桩

AEV-AC007D

img13 

额定功7kW,单相三线制,防护等IP65,具备防雷

保护、过载保护、短路保护、漏电保护、智能监测、智能计量、远程升级,支持刷卡、扫码、即插即用。

通讯方4G/wifi/蓝牙支持刷卡,扫码、免费充电可选配显示屏

互联网版智能直流桩

AEV-DC030D

 

img14 

额定功30kW,三相五线制,防护等IP54,具备防雷保护、过载保护、短路保护、漏电保护、智能监测、智能计量、恒流恒压、电池保护、远

程升级,支持刷卡、扫码、即插即用

通讯方式4G/以太网

支持刷卡,扫码、免费充电

互联网版智能直流桩

AEV-DC060S

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额定功60kW,三相五线制,防护等IP54,具备防雷保护、过载保护、短路保护、漏电保护、智能监测、智能计量、恒流恒压、电池保护、远程升级,支持刷卡、扫码、即插即用

通讯方式4G/以太网

支持刷卡,扫码、免费充电

互联网版智能直流桩

AEV-DC120S

 

img16 

额定功120kW,三相五线制,防护等IP54,具备防雷保护、过载保护、短路保护、漏电保护、智能监测、智能计量、恒流恒压、电池保护、远程升级,支持刷卡、扫码、即插即用

通讯方式4G/以太网

支持刷卡,扫码、免费充电

10路电瓶车智能充电桩

ACX10A系列

img17 

10路承载电25A,单路输出电3A,单回路功1000W,总功5500W。充满自停、断电记忆、短路保护、过载保护、空载保护、故障回路识别、远程升级、功率识别、独立计量、告警上报。

ACX10A-TYHN:防护等IP21,支持投币、刷卡,扫码、免费充电

ACX10A-TYN:防护等IP21,支持投币、刷卡,免费充电

ACX10A-YHW:防护等IP65,支持刷卡,扫码,免费充电

ACX10A-YHN:防护等IP21,支持刷卡,扫码,免费充电

ACX10A-YW:防护等IP65,支持刷卡、免费充电

ACX10A-MW:防护等IP65,仅支持免费充电

2路智能插座

ACX2A系列

img18 

2路承载电20A,单路输出电10A,单回路功2200W,总功4400W。充满自停、断电记忆、短路保护、过载保护、空载保护、故障回路识别、远程升级、功率识别,报警上报。

ACX2A-YHN:防护等IP21,支持刷卡、扫码充电

ACX2A-HN:防护等IP21,支持扫码充电

ACX2A-YN:防护等IP21,支持刷卡充电

20路电瓶车智能充电桩

ACX20A系列

img19 

20路承载电50A,单路输出电3A,单回路功1000W,总功11kW。充满自停、断电记忆、短路保护、过载保护、空载保护、故障回路识别、远程升级、功率识别,报警上报。

ACX20A-YHN:防护等IP21,支持刷卡,扫码,免费充电

ACX20A-YN:防护等IP21,支持刷卡,免费充电

落地式电瓶车智能充电桩

ACX10B系列

img20 

10路承载电25A,单路输出电3A,单回路功1000W,总功5500W。充满自停、断电记忆、短路保护、过载保护、空载保护、故障回路识别、远程升级、功率识别、独立计量、告警上报。

ACX10B-YHW:户外使用,落地式安装,包1台主机5根立柱,支持刷卡、扫码充,不带广告屏

ACX10B-YHW-LL:户外使用,落地式安装,包1台主机5根立柱,支持刷卡、扫码充电。液晶屏支U盘本地投放图片及视频广告

智能边缘计算网关

ANet-2E4SM

 

img21 

4RS485 串口,光耦隔离2路以太网接口,支ModbusRtuModbusTCPDL/T645-1997DL/T645-2007CJT188-2004OPC UAModbusTCP(主、从)104(主、从)、建筑能耗SNMPMQTT;(主模块)输入电源DC 12 V 36 V 。支4G扩展模块485扩展模块。

扩展模ANet-485

M485模块4路光耦隔RS485

扩展模ANet-M4G

M4G模块:支4G全网通

导轨式单相电表

ADL200

img22 

单相电参UIPQSPFF测量,输入电流1080A

电能精度1

Modbus645协议

证书MID /CE认证

导轨式电能计量表

ADL400

 

img23 

三相电参UIPQSPFF测量,分相总有功电能,总正反向有功电能统计,总正反向无功电能统计;红外通讯;电流规格:经互感器接16A,直接接3×1080A,有功电能精0.5S级,无功电能精2

证书MID /CE认证

无线计量仪表

ADW300

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三相电参UIPQSPFF测量,有功电能计量(正、反向)、四象限无功电 、总谐波含量、分次谐波含量231 ABCN四路测温1路剩余电流测量;支RS485/LoRa/2G/4G/NBLCD显示;有功电能精度0.5S级(改造项 

证书CPA/CE认证

导轨式直流电表

DJSF1352-RN

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直流电压、电流、功率测量,正反向电能计量,复费率电能统计SOE事件记:8LCD:红外通:电压输入较1000V,电流外接分流器接(75mV)或霍尔元件接(0-5V);电能精11485通讯1路直流电能计AC/DC85-265V供电

证书MID/CE认证

面板直流电表

PZ72L-DE

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直流电压、电流、功率测量,正反向电能计:红外通:电压输入较1000V,电流外接分流器接·(75mV)或霍尔元件接(0-20mA0-5V);电能精1

证书CE认证

电气防火限流式保护器

ASCP200-63D

img27 

导轨式安装,可实现短路限流灭弧保护、过载限流保护、内部超温限流保护、过欠压保护、漏电监测、线缆温度监测等功;1RS485通讯1NB4G无线通();额定电流0~63A,额定电流菜单可设。

4结语

在新时代的大背景之下,电动汽车以及充电设施行业呈现出高速的发展,与之相关的标准也更加完善与健全,但是相关工作人员不要忽视充电桩自身存在的问题,并且制定出完善的方法,将问题妥善的解决,防止出现充电设施与车辆充电不兼容而导致资源浪费等问题。将充电桩检测技术加入电动汽车行业中,此项技术将自己的作用全部发挥出来,可以及时发现充电桩电流电压输入输出问题,保证在运行过程当中始终处在稳定、安全的状态当中,确保充电桩电能应用更加安全。为了能够满足现场检测过程当中所提出来的要求,相关部门以及相关工作人员还需要对电动汽车充电桩的检测技术进行深入分析和研究,保证检测方法更加可靠,为电动汽车提供更加高质量的服务。

参考文献

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[5] 张治.电动汽车充电桩检测技术应用及分.

[6] 安科瑞企业微电网设计与应用手.2022.05.

 


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