安科瑞 鮑靜君

摘 要：全國(guó)各地電瓶車充電引發(fā)火災(zāi)的事故時(shí)有發(fā)生，對(duì)人民群眾的生命財(cái)產(chǎn)安全造成了威脅,，本文介紹的電瓶車充電樁收費(fèi)平臺(tái),，采用無(wú)線通信技術(shù)、物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)和電氣火災(zāi)探測(cè)及防護(hù)技術(shù),，對(duì)電瓶車充電樁的狀態(tài)及充電過(guò)程進(jìn)行監(jiān)控,，及時(shí)對(duì)充電樁過(guò)壓、欠壓,、空載,、絕緣檢測(cè)故障、漏電,、過(guò)溫,、短路等一系列故障進(jìn)行預(yù)警和保護(hù)，并按照GB51348-2019《民用建筑電氣設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》中的規(guī)定設(shè)置限流式保護(hù)器，當(dāng)線路發(fā)生短路時(shí)在150微秒內(nèi)切斷回路,，無(wú)危險(xiǎn)火花產(chǎn)生,，起到短路滅弧的作用，從而保障充電安全和預(yù)防火災(zāi)事故,，防范電瓶車火災(zāi)隱患,，保護(hù)人們的生命財(cái)產(chǎn)安全。電瓶車充電樁收費(fèi)云平臺(tái)

??關(guān)鍵詞：電瓶車充電樁,；充電安全,；預(yù)警；云平臺(tái)

??1 項(xiàng)目概述

??河南某軍工企業(yè)為內(nèi)部員工謀福利,，計(jì)劃建造免費(fèi)充電的電瓶車充電站點(diǎn),，同時(shí)要兼顧充電安全的問(wèn)題。廠區(qū)內(nèi)外共設(shè)置300臺(tái)電瓶車充電樁,，每臺(tái)充電樁再搭配一套限流式保護(hù)器,，用于及時(shí)切除火災(zāi)隱患，保障充電安全,。

??基于軍工企業(yè)對(duì)于保密的要求,，所有設(shè)備采用局域網(wǎng)組網(wǎng)的方式，對(duì)傳輸?shù)臄?shù)據(jù)進(jìn)行加密,，平臺(tái)實(shí)施本地化部署,，在局域網(wǎng)內(nèi)訪問(wèn)，此外,，系統(tǒng)需求主要包括：

??● 采用刷卡方式啟動(dòng)充電,，預(yù)留微信和支付寶充電方式

??● 使用企業(yè)現(xiàn)有的員工卡進(jìn)行充電，且要防止卡被復(fù)制

??● 通過(guò)監(jiān)控值班室后臺(tái)實(shí)時(shí)監(jiān)控充電樁狀態(tài)

??● 實(shí)現(xiàn)三級(jí)保護(hù)功能,，包括短路保護(hù),、功率保護(hù)和系統(tǒng)保護(hù)，其中系統(tǒng)保護(hù)指超過(guò)功率閾值時(shí)不允許增加充電位

??2 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

??現(xiàn)場(chǎng)采用電瓶車智能充電樁和限流式保護(hù)器,，對(duì)充電回路進(jìn)行采集,，通過(guò)RS485接口與無(wú)線通信終端進(jìn)行通訊，實(shí)現(xiàn)電力參數(shù)的監(jiān)測(cè),、預(yù)警與保護(hù),，再由無(wú)線通信終端,，通過(guò)以太網(wǎng)將數(shù)據(jù)上傳至搭建在數(shù)據(jù)中心的電瓶車充電樁收費(fèi)平臺(tái),。

??電瓶車充電樁收費(fèi)云平臺(tái)采用分層分布式結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì),，詳細(xì)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)如下：

??系統(tǒng)分為四層：即數(shù)據(jù)采集層、網(wǎng)絡(luò)傳輸層,、數(shù)據(jù)中心層和客戶端層,。

??數(shù)據(jù)采集層：包括電瓶車智能充電樁和限流式保護(hù)器,，通訊協(xié)議為標(biāo)準(zhǔn)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(jìn)行電能計(jì)量和保護(hù),。限流式保護(hù)器用于當(dāng)線路發(fā)生短路時(shí),，在150微秒內(nèi)切斷回路,，無(wú)危險(xiǎn)火花產(chǎn)生，起到短路滅弧的作用。

??網(wǎng)絡(luò)傳輸層：包含無(wú)線通信終端,。無(wú)線通信終端主動(dòng)采集數(shù)據(jù)采集層的數(shù)據(jù),，通過(guò)以太網(wǎng)將數(shù)據(jù)上傳至搭建好的數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器。

??數(shù)據(jù)中心層：包含應(yīng)用服務(wù)器和數(shù)據(jù)服務(wù)器，應(yīng)用服務(wù)器部署數(shù)據(jù)采集服務(wù),、WEB網(wǎng)站,，數(shù)據(jù)服務(wù)器部署實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù),、歷史數(shù)據(jù)庫(kù)、基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫(kù),。應(yīng)用服務(wù)器和數(shù)據(jù)服務(wù)器部署在局域網(wǎng)內(nèi),，與外網(wǎng)隔離。

??客戶端層：系統(tǒng)管理員通過(guò)局域網(wǎng),，在瀏覽器中訪問(wèn)電瓶車充電樁收費(fèi)平臺(tái)。終端充電用戶通過(guò)刷卡的方式啟動(dòng)充電,。

??3 系統(tǒng)功能

??3.1 登錄

??在瀏覽器打開平臺(tái)鏈接,、輸入賬戶名和權(quán)限密碼，進(jìn)行登錄,，防止未授權(quán)人員瀏覽有關(guān)信息,。掃描左上角二維碼下載運(yùn)維APP，可在移動(dòng)端對(duì)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備進(jìn)行日常運(yùn)維,。

??3.2 首頁(yè)

??顯示充電站地理位置,、站點(diǎn)信息及充電設(shè)備狀態(tài),，包括充電中、空閑,、故障,、離線等。統(tǒng)計(jì)充電站運(yùn)營(yíng)數(shù)據(jù)和充電數(shù)據(jù),，包括充電金額,、充電度數(shù),、充電次數(shù)、充電時(shí)長(zhǎng),，并進(jìn)行今日,、昨日、本月趨勢(shì)分析和對(duì)比,。

??3.3 實(shí)時(shí)監(jiān)控

??3.3.1 充電站監(jiān)控

??展示當(dāng)前充電站各充電樁的狀態(tài)及實(shí)時(shí)充電數(shù)據(jù),，統(tǒng)計(jì)站點(diǎn)和各充電樁今日充電數(shù)據(jù)，支持充電單價(jià),、設(shè)備重啟,、充電/報(bào)警/保護(hù)等參數(shù)的遠(yuǎn)程批量下發(fā)，其中對(duì)于遠(yuǎn)程參數(shù)設(shè)置進(jìn)行了權(quán)限控制,，未授權(quán)的用戶不可操作,，確?，F(xiàn)場(chǎng)設(shè)備正常運(yùn)行,。

??3.3.2 充電樁監(jiān)控

??顯示充電樁各回路的狀態(tài)及充電數(shù)據(jù)，統(tǒng)計(jì)充電樁今日充電數(shù)據(jù),、訂單記錄,、故障信息，可以查看訂單和故障的詳情,。

??3.4 設(shè)備監(jiān)控

??顯示限流式保護(hù)器的狀態(tài),，包括線路中的剩余電流、溫度及異常報(bào)警,，當(dāng)線路發(fā)生短路時(shí),，自動(dòng)在150微秒內(nèi)切斷回路，無(wú)危險(xiǎn)火花產(chǎn)生,，起到短路滅弧的作用,。

??3.5 交易管理

??3.5.1 賬戶管理

??顯示所有關(guān)聯(lián)充電用戶的賬戶信息，可進(jìn)行充值,、退款,、凍結(jié)、解凍,、注銷等操作,。

??3.5.2 充電記錄

??顯示所有訂單數(shù)據(jù)，可以對(duì)訂單按照充電站,、充電樁,、支付方式、交易狀態(tài)等進(jìn)行分類查詢,，可對(duì)充電中的充電樁進(jìn)行停止充電操作,。

??3.5.3 交易流水

??顯示所有訂單的交易流水明細(xì),，包括預(yù)付、消費(fèi),、退款等類型,，微信、支付寶,、IC卡,、錢包等支付方式及交易金額。

??3.5.4 充值記錄

??顯示錢包賬戶充值記錄,，包括微信,、支付寶、現(xiàn)金等支付方式,、充值金額和錢包余額等,，可以打印充值金額收款票據(jù)。

??3.6 故障管理

??3.6.1 故障查詢

??顯示充電樁的故障信息及處理進(jìn)度,，故障類型包括過(guò)壓,、欠壓、空載,、絕緣檢測(cè)故障,、漏電、過(guò)溫,、短路等,。

??3.6.2 故障派發(fā)

??顯示待派發(fā)的充電樁故障信息，派發(fā)之后生成工單,，由運(yùn)維人員到現(xiàn)場(chǎng)處理故障,。

??3.6.3 故障處理

??顯示當(dāng)前登錄用戶待處理的充電樁故障信息，運(yùn)維人員處理完故障之后在平臺(tái)中進(jìn)行閉環(huán)操作,，支持圖片,、文檔、視頻等附件上傳,。

??3.7 統(tǒng)計(jì)分析

??3.7.1 運(yùn)營(yíng)趨勢(shì)

??可按日,、月、季度,、年查看充電次數(shù),、充電時(shí)長(zhǎng)、充電金額,，同時(shí)顯示對(duì)應(yīng)的曲線圖,。

??3.7.2 能耗分析

??可查看時(shí)段充電站和充電樁的用電量，顯示對(duì)應(yīng)的能耗趨勢(shì)圖并進(jìn)行同環(huán)比分析。

??3.7.3 故障分析

??可查看相關(guān)時(shí)間內(nèi)的故障數(shù),、故障狀態(tài),、故障類型、趨勢(shì)分析及故障列表,。

??3.7.4 財(cái)務(wù)報(bào)表

??可根據(jù)時(shí)間查看關(guān)聯(lián)站點(diǎn)的財(cái)務(wù)數(shù)據(jù),，包括預(yù)付金額、消費(fèi)金額,、退款金額,、充值金額、賬戶余額等,，可導(dǎo)出成excel表格,。

??3.7.5 收益查詢

??可查看總的收益統(tǒng)計(jì)、收益變化曲線圖,、支付占比餅圖及實(shí)際收益報(bào)表,。

??3.7.6 能耗報(bào)表

??可按日、月,、年查看各個(gè)充電樁的用電量,，可導(dǎo)出成excel表格。

??3.8 報(bào)告分析

??可根據(jù)選擇時(shí)間和站點(diǎn)查看站點(diǎn)的運(yùn)營(yíng)狀況,，并以報(bào)告的形式展示,，支持導(dǎo)出成PDF文件和打印,。

??3.9 IC卡管理

??充電樁可以通過(guò)刷卡進(jìn)行支付和啟動(dòng)充電,，使用C/S程序?qū)ι漕l卡進(jìn)行開卡、充值,、退卡等操作,。

??3.10 運(yùn)維APP

??面向運(yùn)維人員使用，可以對(duì)站點(diǎn)和充電樁進(jìn)行管理,、能夠進(jìn)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(jìn)行遠(yuǎn)程參數(shù)設(shè)置,。

??4 系統(tǒng)應(yīng)用價(jià)值

??4.1 社會(huì)收益

??? 充電安全

??實(shí)時(shí)監(jiān)控充電過(guò)程，對(duì)充電機(jī)輸入輸出過(guò)壓,、欠壓,、絕緣檢測(cè)故障、漏電,、過(guò)溫,、短路等故障進(jìn)行告警，并以短信、APP推送,、小程序,、釘釘?shù)确绞酵ㄖ嚓P(guān)人員及時(shí)處理，避免過(guò)熱起火和電路老化等問(wèn)題,，保障充電安全,。同時(shí)在短路時(shí)快速切斷回路，無(wú)危險(xiǎn)火花產(chǎn)生,，起到短路滅弧的作用，及時(shí)預(yù)防火災(zāi)事故的發(fā)生,。

??? 解決充電難的問(wèn)題

??統(tǒng)一安裝充電設(shè)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(shí)現(xiàn)終端用戶的有序充電,。

??? 解決管理難的問(wèn)題

??電瓶車集中停放、充電,，易于管理,，同時(shí)也更好地防止了被盜現(xiàn)象的發(fā)生，解決了用戶私拉亂接充電的問(wèn)題,。

??? 環(huán)境友好

??通過(guò)功率拓?fù)鋭?chuàng)新,、電磁屏蔽設(shè)計(jì)，降低電磁輻射,，減少對(duì)電氣設(shè)備,、對(duì)人體的影響。

??4.2 經(jīng)濟(jì)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(yù)計(jì)單個(gè)廣告每個(gè)屏收益1元/天,。小程序可以接入微信廣告聯(lián)盟，平均收益40元/天,。

??? 充電差價(jià)收益

??通常充電樁按充電時(shí)間收費(fèi),，每臺(tái)設(shè)備按1元充4小時(shí)計(jì)算，兩輪電動(dòng)車功率為200W,。充電期間都按200W計(jì)算,，則4小時(shí)消耗電能0.88千瓦時(shí)。如每度電為0.6元,，則4小時(shí)共計(jì)消費(fèi)0.88*0.6=0.528元,，充電一元錢的利潤(rùn)則為1-0.528=0.472元。每臺(tái)充電樁每天充電10次,，則每臺(tái)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(fèi)，相對(duì)于按時(shí)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(bǔ)貼

??各地政府對(duì)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(duì)于這種基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)非常重視，一般都伴有車棚建設(shè)的補(bǔ)貼,。參考浙江省文件補(bǔ)貼100元/點(diǎn)位,。

??? 快速回籠資金

??通過(guò)會(huì)員充值的活動(dòng)快速回籠資金。

??5 產(chǎn)品特點(diǎn)

??5.1 電瓶車智能充電樁ACX10A-YHW

??●  承載電流：25A

??●  每路輸出電流:3A

??●  待機(jī)功率：3W

??●  防護(hù)等級(jí)：IP65

??●  可同時(shí)充 10 輛電瓶車,。

??●  尺寸空間大,，內(nèi)部空間充裕，具備充足的電氣安全性,。

??●  實(shí)體按鍵設(shè)計(jì),，手感實(shí)在，使用壽命長(zhǎng),。

??●  顯示IC 刷卡次數(shù),，IC 卡余額，卡內(nèi)余額語(yǔ)音播報(bào),。

??●  每次扣費(fèi)和充電時(shí)間可調(diào),，可多次刷卡掃碼，充電時(shí)間自動(dòng)累計(jì),。

??●  可根據(jù)客戶需求開通免費(fèi)充電功能,。

??●  可使用微信、支付寶掃碼,，刷卡支付充電。

??●  自動(dòng)識(shí)別出現(xiàn)故障的線路,，并伴有字母和語(yǔ)音提示,。

??●  具有斷電記憶功能，當(dāng)出現(xiàn)斷電,，來(lái)電后可以繼續(xù)使用剩余的時(shí)間充電,。

??●  具有拔掉斷電功能，當(dāng)用戶拔掉充電器,，及時(shí)自動(dòng)斷電,。

??●  具有充滿自停功能，自動(dòng)檢測(cè)電瓶車充電狀態(tài)，如充滿則停止供電,，計(jì)費(fèi)時(shí)間清零,。

??●  具有過(guò)載保護(hù)功能，能識(shí)別大功率電器,，自動(dòng)暫停供電,，防止用戶私接插線板給多臺(tái)電瓶車充電。

??●  具有短路保護(hù)功能,，當(dāng)出現(xiàn)短路,，保險(xiǎn)絲熔斷確保安全。

??●  具有功率分檔功能,，根據(jù)檢測(cè)到的功率,，按照不同功率檔位設(shè)定的時(shí)間開啟充電。

??過(guò)溫保護(hù)功能,，當(dāng)檢測(cè)機(jī)箱溫度過(guò)高,，停止充電

??5.2 限流式保護(hù)器

??ASCP200-1型電氣防火限流式保護(hù)器可克服傳統(tǒng)斷路器、空氣開關(guān)和監(jiān)控設(shè)備存在的短路電流大,、切斷短路電流時(shí)間長(zhǎng),、短路時(shí)產(chǎn)生的電弧火花大，以及使用壽命短等弊端,，發(fā)生短路故障時(shí),，能以微秒級(jí)速度快速限制短路電流以實(shí)現(xiàn)滅弧保護(hù)，從而能顯著減少電氣火災(zāi)事故,，保障使用場(chǎng)所人員和財(cái)產(chǎn)的安全,。

??●  短路保護(hù)：保護(hù)器實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)用電線路電流，當(dāng)線路發(fā)生短路故障時(shí),，能在150微秒內(nèi)實(shí)現(xiàn)快速限流保護(hù),，并發(fā)出聲光報(bào)警信號(hào)；

??●  過(guò)載保護(hù)：當(dāng)線路電流過(guò)載且持續(xù)時(shí)間超過(guò)動(dòng)作時(shí)間（3~60秒可設(shè)）時(shí),，保護(hù)器啟動(dòng)限流保護(hù),，并發(fā)出聲光報(bào)警信號(hào)；

??●  表內(nèi)超溫保護(hù)：當(dāng)保護(hù)器內(nèi)部器件工作溫度過(guò)高時(shí),，保護(hù)器實(shí)施超溫限流保護(hù),，并發(fā)出聲光報(bào)警信號(hào)；

??●  組網(wǎng)通訊：保護(hù)器具有1路RS485接口,，可以將數(shù)據(jù)發(fā)送到后臺(tái)監(jiān)控系統(tǒng),，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)控

??5.3 無(wú)線通信終端AWT100

??●  支持串口MODBUS RTU協(xié)議的數(shù)據(jù)采集，并通過(guò)安科瑞平臺(tái)協(xié)議與安科瑞服務(wù)器通訊,。

??●  支持30個(gè)MODBUS RTU設(shè)備的數(shù)據(jù)采集,。

??●  支持對(duì)每個(gè)MODBUS設(shè)備5個(gè)寄存器地址域的采集,，每個(gè)寄存器地址范圍不超過(guò)64個(gè)

??●  支持對(duì)每個(gè)MODBUS地址范圍預(yù)設(shè)報(bào)警地址以及報(bào)警值觸發(fā)報(bào)警。每個(gè)地址域報(bào)警地址目前5個(gè),。

??●  支持服務(wù)器MODBUS或者LoRa透?jìng)魍ㄓ崱?/p>

??●  支持固定IP和動(dòng)態(tài)域名解析方式連接數(shù)據(jù)中心,。

??●  支持透明傳輸協(xié)議，通用模式（主動(dòng)輪抄,，定時(shí)上報(bào)）,，MQTT協(xié)議，智慧用電無(wú)線協(xié)議,，預(yù)付費(fèi)無(wú)線協(xié)議等,，可定制開發(fā)。

??●  AWT100-LW無(wú)線通信終端可通過(guò)LoRa通訊將數(shù)據(jù)上傳至服務(wù)器

??6 結(jié)語(yǔ)

??各級(jí)政府部門高度重視電瓶車充電引發(fā)火災(zāi)的危害,GB51348-2019《民用建筑電氣設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》中也規(guī)定了儲(chǔ)備倉(cāng)庫(kù),、電動(dòng)車充電等場(chǎng)所的末端回路應(yīng)設(shè)置限流式電氣防火保護(hù)器,。AcrelCloud-9500電瓶車充電樁收費(fèi)平臺(tái)將現(xiàn)場(chǎng)的離散電瓶車充電樁接入平臺(tái)，進(jìn)行集中管理,，降低管理難度,，方便用戶運(yùn)維，同時(shí)通過(guò)充電樁本身的安全監(jiān)控與保護(hù),，結(jié)合限流式保護(hù)器,，能夠及時(shí)的杜絕充電過(guò)程中存在的火災(zāi)隱患，讓充電安全,、放心,，能夠切實(shí)保障人民群眾的生命財(cái)產(chǎn)安全。

??參考文獻(xiàn)

??[1] Q/320281DGB57-2019《江蘇安科瑞電器制造有限公司電瓶車智能充電樁企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)》

??[2] GB51348-2019《民用建筑電氣設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》

??[3] 《關(guān)于規(guī)范電動(dòng)車停放充電加強(qiáng)火災(zāi)防范的通告》

??證書報(bào)告