電動汽車充電樁

充電樁是電動汽車充換電系統中最重要的設施，一般固定在路邊或停車場內，利用專用充電介面，採用傳導方式，為具有車載充電機的電動汽車提供交流電能，並具有相應的通訊、計費和安全防護功能。通過投幣或購買專用的IC卡，為電動汽車充電。

充電樁可分為交流充電樁和直流充電樁兩種。交流充電樁是安裝在電動汽車外、與交流電網連接，為電動汽車車載充電機提供交流電源的供電裝置，同時具備計量計費功能；直流充電樁是固定安裝在電動汽車外、與交流電網連接，為電動汽車動力電池提供小功率直流電源的供電裝置，直流充電樁具有充電機功能，可以實時監視並控制被充電電池狀態，同時，直流充電樁可以對充電電量進行計量。

交流充電樁功能概述
1）採用三相四線AC380V交流輸入。
2）充電模式分為：定電量、定時間、自動充滿斷電三種，並能夠語音告知。
3）具有人機交互功能，人機交互界面採用觸摸屏（或液晶+鍵盤操作）。可設定充電模式，並顯示當前充電模式、時間(已充電時間、剩餘時間等)、電量（已充電電量、待充電電量）及計費信息等。
4）具有充電身份（IC卡）識別功能，能夠識別電動汽車充電連接情況並根據實際情況確認充電與否。
5）具有票據列印功能。
6）具有外部手動充電控制功能。
7）安全防護功能：具備防觸電電磁閉鎖機構，安裝有漏電保護器，並具備急停按鈕。
8）外形結構：具有國家電網公司統一標識，採用框架鋼結構，不鏽鋼外殼。
4.2.2 交流充電樁技術參數
1）基本配置：觸摸屏、控制板、IC卡讀取器、智能計量表計、控制開關電器、票據列印器、標準充電介面、控制電源、模具成型殼體。
2）技術參數：
額定輸入電壓：AC380V/220 V±10%
額定輸出電壓：AC380 V±10%
額定功率：30KW 最大輸出電流：50A
機械連接壽命：40000次 電氣壽命：36000次
外形尺寸：1200x400x300 防護等級：IP54
絕緣強度：2500V

直流充電樁是充電機為電動汽車慢充以及快速充電的輔助設備，提供充電介面、人機介面等功能，對電動汽車的充電進行控制，實現充電開停機、插卡計費等操作。充電樁由嵌入式單片機經二次開發後作為主控制器，包括IC卡管理、充電介面管理、憑據列印、聯網監控等功能，是充電操作人員進行操作的人機系統。
直流充電樁主要用於電動大巴的日常充電和電動轎車的中快速充電，適合單位用戶和充電站經營者在停車場、寫字樓、酒樓、購物中心和單位內部等地建站。直流充電樁可實現IC卡管理、液晶顯示、充電計費、充電管理、遠程通信等功能，將運行數據(包括計費信息)傳到伺服器後台，通過後台主站，管理員可以實時監控充電樁的運行情況，為系統的良好運行提供了保障。
直流充電樁功能介紹
● 界面顯示：顯示提示信息、用戶IC卡信息、充電相關信息等內容，是充電裝置提供給用戶和管理員的唯一可視內容；
● 身份識別：讀取IC卡內信息，識別用戶身份及相關信息；
● 充電操作：提供操作按鈕，用於用戶充電操作和管理員管理操作；
● 控制輸出接觸器：管理輸出接觸器，實現對充電輸出的控制；
● 與充電機交互：向充電機發送控制指令、開關量信號，控制充電機啟動與停止，獲取充電機工作狀態信息；
● 費用收取：收取充電費用，進行卡內餘額信息的讀寫操作；
● 票據列印：列印用戶充電費用的票據；
● 數據管理：管理各項數據，保護數據的完整性、安全性，提供管理員查詢、拷貝、刪除等功能；
● 系統配置：管理員進行系統配置，實現不同充電裝置的相關設置；
● 其他：提供用戶操作幫助、異常信息提示等功能。

根據充電方式不同，可分為：慢速充電方式、快速充電方式、無線充電方式、更換電池充電方式等。
功能
★採用有限預付費方案，用多少扣多少；
★內置印表機，充電數據自動列印；
★用戶自助充電，無需專人守護；
★自主制卡、發卡，方便經營管理；
★具備區域充電樁網路管理功能；
★管理軟體可不斷升級；
★具有語言導航功能，用於指導用戶操作；
★智能電磁門鎖，確保充電介面安全；
★備用電源 系統，確保供電異常時存儲數據的安全性、連續性；
★漏電、過流、過壓、插頭斷開、線纜破損等均可自動保護；
★外形美觀堅固，安裝維護方便和防竊電功能；
★管理中心可同時管理數百個以上的充電樁，沖電卡，充電樁信息全自動記錄；
★具有遠程管理功能，適合區域充電樁管理。便於投資者管理查詢。
北京基業達電氣有限公司成立於1995年，是以開發和生產高、低壓成套電氣設備、電動汽車充電設備為主導產品的專業性國家級高新技術企業。
在國家大力推進新能源汽車的大環境下，公司成立了北京基業達新能源事業部。整合資源優勢，依託清華大學、中科院電工所等高校院所專家學者，從事電動汽車交直流充電設備、大功率充電機、車載充電機、攜帶型充電機、電池管理系統、動力電池修復儀等得研究、開發、生產和銷售。專業為國內外電動汽車充放電技術及管理行業提供全方位的系統解決方案，以先進的技術、可靠的產品、優質的服務回報社會。

作為電網配用電側的電動汽車充電樁，其結構的特殊性決定了自動化通信系統的特點是被測點多且分散、覆蓋面廣、通信距離短。並且隨著城市的發展，網路拓撲要求具有靈活性和擴展性的結構，因此，電動汽車充電樁通信方式的選擇應考慮如下問題：
（1） 通信的可靠性——通信系統要長期經受惡劣環境和較強的電磁干擾或噪音干擾的考驗，並保持通信的暢通。
（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——不僅能實現信息量的上傳，還要實現控制量的下達。
（4） 多業務的數據傳輸速率——隨著以後終端業務量的不斷增長，主站到子站、子站到終端之間通信對實現多業務的數據傳輸速率要求越來越高。
（5） 通信的靈活性和可擴展性——由於充電樁具有控制點面多、面廣和分散的特點，要求採用標準的通信協議，隨著「ALL IP」網路技術趨勢的發展以及電力運營業務的不斷增長，需要考慮基於IP的業務承載，同時要求便於安裝施工、調試、運行、維護。

電動汽車充電樁屬於配電網側，其通信方式往往和配電網自動化一起綜合考慮。通信是配電網自動化的一個重點和難點，區域不同、條件不同，可應用的通信方式也不同，具體到電動汽車充電樁，其通信方式主要有有線方式和無線方式：
（1）有線方式
有線方式主要有：有線乙太網（RJ45線、光纖）、工業串列匯流排（RS485、RS232、CAN匯流排）。
有線乙太網主要優點是數據傳輸可靠、網路容量大，缺點是布線複雜、擴展性差、施工成本高、靈活性差。
工業串列匯流排（RS485、RS232、CAN匯流排）優點是數據傳輸可靠，設計簡單，缺點是布網複雜、擴展性差、施工成本高、靈活性差、通信容量低。
（2）無線方式
無線方式主要採用移動運營商的移動數據接入業務，如：GRPS、EVDO、CDMA等。
採用移動運營商的移動數據業務需要將電動汽車充電樁這一電網內部設備接入移動運營商的移動數據網路，需要支付昂貴的月租和年費，隨著充電樁數量的增加費用將越來越大；同時數據的安全性和網路的可靠性都受到移動運營商的限制，不利於設備的安全運行；其次，移動運營商的移動接入帶寬屬共享帶寬，當局部區域有大量設備接入時，其接入的可靠性和每個用戶的平均帶寬會惡化，不利於充電樁群的密集接入、大數據量的數據傳輸。

電動汽車作為一種發展前景廣闊的綠色交通工具，今後的普及速度會異常迅猛，未來的市場前景也是異常巨大的。在全球能源危機和環境危機嚴重的大背景下，中國政府積極推進新能源汽車的應用與發展，充/換電站作為發展電動汽車所必須的重要配套基礎設施，具有非常重要的社會效益和經濟效益。目前，一場興建電動汽車充/換電站的運動已經在全國範圍內展開。

整體系統由四部分組成：電動汽車充電樁、集中器、電池管理系統系統(BMS)、充電管理服務平台。
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、餘額查詢、計費查詢等功能，也可提供語音輸出介面，實現語音交互。用戶可根據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匯流排進行數據交互，集中器與伺服器平台利用有線互聯網或無線GPRS網路進行數據交互，為了安全起見，電量計費和金額數據實現安全加密。
電池管理系統系統(BMS)的主要功能是監控電池的工作狀態(電池的電壓、電流和溫度)、預測動力電池的電池容量(SOC)和相應的剩餘行駛里程，進行電池管理以避免出現過放電、過充、過熱和單體電池之間電壓嚴重不平衡現象，最大限度地利用電池存儲能力和循環壽命。
充電服務管理平台主要有三個功能：充電管理、充電運營、綜合查詢。充電管理對系統涉及到的基礎數據進行集中式管理，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據進行綜合分析查詢。