袁媛 

安科瑞电气股份有限公司

1 新能源汽车充电桩控制系统设计原理

1.1 充电管理与调度原理

充电桩的控制系统具备管理多个充电桩的能力，以根据不同车辆的需求合理分配充电资源。这涉及到一系列重要功能，包括实时监测电池状态，识别连接的车辆，以及智能管理充电功率等。通过这些功能的协同作用，可以大程度地提高充电效率，确保车辆能够在短的时间内获得所需的电能，同时避免过度负载和资源浪费。这种智能化的控制系统为新能源汽车的普及和可持续发展提供了坚实的支持^[1]。

1.2 通信与数据交换原理

控制系统通过通信网络与充电桩和车辆进行实时数据交换。通常采用互联网、物联网技术，以及标准通信协议来实现充电桩与控制系统之间的通信。这种通信架构支持远程监控，实时数据采集和快速故障诊断。通过远程监控，运营商能够实时监测充电桩状态、电池充电情况等信息，为运维提供及时反馈和决策支持。同时，数据采集还有助于分析充电行为和需求趋势，为优化充电服务提供宝贵数据支持。这种通信技术的应用，提高了充电桩的管理效率和可靠性。

1.3 电能管理原理

电能管理在充电桩的运行中扮演着至关重要的角色，旨在确保充电过程的安全性。控制系统具备智能调节电流和电压的能力，以满足各种不同车型和电池类型的充电需求。通过实时监测电池状态和温度，系统可以动态调整电能输出，防止过载、电池过热或其他潜在问题的发生。这种的电能管理不仅有助于延长电池寿命，还提高了充电效率，减少了能源浪费，推动了新能源汽车的普及和发展。因此，电能管理在充电桩控制系统中的作用不可忽视。

1.4 安全管理原理

安全管理原理在充电桩控制系统中具有极其重要的地位。系统不断监测电池和设备的状态，以确保充电过程中不会出现电池泄漏、过压、过流或其他异常情况，从而保障用户和设备的安全。此外，为了防止潜在风险，实施严格的用户身份验证和访问控制，以防止未经授权的人员或设备对充电桩进行操作。这种全面的安全管理原则不仅有助于防范潜在危险，还增强了用户的信任感，促进了新能源汽车的广泛应用。因此，安全管理在充电桩控制系统设计中扮演着不可或缺的角色^[2]。

1.5 用户界面原理

用户界面原理在充电桩控制系统中发挥着关键作用。为了确保用户操作的便捷性，系统通常配备了直观的用户界面，如触摸屏、手机应用或网页。通过这些界面，用户可以轻松选择不同的充电模式，实时查看充电进度，以及便捷地进行付款等操作。这种用户友好的设计不仅提升了充电服务的便捷性，还增强了用户体验，促进了新能源汽车的普及和使用。因此，用户界面原理是为了满足用户需求和提高充电服务的可用性而不可或缺的组成部分。

1.6 智能调度原理

智能调度原理在充电桩控制系统中扮演着重要角色，旨在优化充电桩的使用率，从而降低充电站的拥堵和高峰期的充电需求。智能调度的实现需要考虑多种因素，包括电价、充电站的容量、用户需求等。通过综合考虑这些因素，系统可以自动调整充电桩的使用计划，以大程度地提高充电资源的利用效率，同时降低电力成本。这不仅有助于平衡电网负荷，还改善了用户充电体验，促进了新能源汽车的可持续发展。因此，智能调度原理在充电桩控制系统中的应用具有重要意义。

2安科瑞充电桩收费运营云平台

2.1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、充电机输入/输出过压，欠压，各类故障进行预警；充电桩支持以太网、4G或WIFI等方式接入互联网，用户通过微信、云闪付扫码充电。

2.2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。

2.3系统结构

2.3.1系统分为四层：

1）即数据采集层、网络传输层、数据层和客户端层。

2）数据采集层：包括电瓶车智能充电桩通讯协议为标准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：通过4G网络将数据上传至搭建好的数据库服务器。

4）数据层：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维APP，充电用户提供充电小程序。

3安科瑞充电桩云平台系统功能

3.1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。

3.2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、充电电压/电流，充电桩告警信息等。

3.3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。

3.4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维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。

3.5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。

3.6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。

3.7运维APP

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、查询充电充值情况，进行远程参数设置，同时可接收故障推送。

3.8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。

参考文献

[1]华光辉,夏俊荣,廖家齐等.新能源汽车充换电及车网互动[J/OL].现代电力:1-9[2023-09-20].

[2]黄蔚瑶,新能源汽车40KW至120KW直流充电桩及其智能化充泊系统的研发.四川省,泸州能源投资有限公司,2022-07-26.

[3]钱建华.新能源汽车充电桩控制系统设计研究[J].装备制造技术,2022(06):114-116+134.

[4]赵岐，蔡陶亮，胡泽，左建，赵纾杰.新能源汽车充电桩系统探索

[5]安科瑞企业微电网设计与应用手册.2023.13版.