淺聊電動汽車充電樁絕緣智能化自檢裝置的設計與應用

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，其中絕緣故障是一個潛在的安全隱患。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的實時監測和智能化判斷，提高充電樁的安全性和可靠性。首先介紹了充電樁絕緣故障的危害和現有檢測方法的不足，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，最后通過實驗驗證了該裝置的有效性和可行性。

1. 電擊危險：當充電樁的絕緣性能下降時，可能會導致充電樁外殼帶電，從而對使用者造成電擊危險。

2. 火災危險：絕緣故障可能會引起充電樁內部短路，產生高溫和火花，從而引發火災。

3. 設備損壞：絕緣故障還可能會損壞充電樁內部的電子元件和電氣設備，影響充電樁的正常運行。

1. 人工檢測：人工檢測需要專業人員使用專業設備進行檢測，檢測效率低，成本高，且不能實時監測充電樁的絕緣狀態。

2. 定期檢測：定期檢測需要將充電樁停止運行，進行全面檢測，這會影響充電樁的使用效率，且不能及時發現絕緣故障。

3. 在線監測：目前的在線監測方法主要是通過監測充電樁的電壓、電流等參數來判斷絕緣狀態，但是這種方法的準確性和可靠性不高，容易受到干擾。

四、安科瑞充電樁收費運營云平臺系統選型方案

（一）概述

AcrelCloud-9000安科瑞充電柱收費運營云平臺系統通過物聯網技術對接入系統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據采集和監控，實時監控充電樁運行狀態，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、一般工業建筑、居住小區、實業單位、商業綜合體、學校、園區等充電樁模式的充電基礎設施設計。

（三）系統結構

系統分為四層：

（1）即數據采集層、網絡傳輸層、數據層和客戶端層。

（2）數據采集層：包括電瓶車智能充電樁通訊協議為標準modbus-rtu。電瓶車智能充電樁用于采集充電回路的電力參數，并進行電能計量和保護。

（3）網絡傳輸層：通過4G網絡將數據上傳至搭建好的數據庫服務器。

（4）數據層：包含應用服務器和數據服務器，應用服務器部署數據采集服務、WEB網站，數據服務器部署實時數據庫、歷史數據庫、基礎數據庫。

（5）應客戶端層：系統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。

小區充電平臺功能主要涵蓋充電設施智能化大屏、實時監控、交易管理、故障管理、統計分析、基礎數據管理等功能，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、設備使用率、充電次數、充電時長、充電金額、充電度數、充電樁故障等進行統計顯示，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。統一管理小區充電樁，查看設備使用率，合理分配資源。

（2）實時監控

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

（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，可查看小區用戶每日的充電交易詳細信息。

（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場問題。

（5）統計分析

通過系統平臺，從充電站點、充電設施、、充電時間、充電方式等不同角度，查詢充電交易統計信息、能耗統計信息等。

（6）基礎數據管理

在系統平臺建立運營商戶，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、優惠活動，同時可管理在線卡用戶充值、凍結和解綁。

（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，進行遠程參數設置，同時可接收故障推送

（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。

（五）系統硬件配置

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.企業檔案管理中信息技術應用搞研究

[3] 安科瑞企業微電網設計與應用手冊.2022.05版