電動(dòng)汽車充電站的監(jiān)控系統(tǒng)

項(xiàng)目八電動(dòng)汽車充電站監(jiān)控系統(tǒng)（一）電動(dòng)汽車充電站充電監(jiān)控系統(tǒng)配置標(biāo)準(zhǔn)當(dāng)前，我國電動(dòng)汽車充電設(shè)施并沒有開展商業(yè)運(yùn)行，只是為一些特定對(duì)象服務(wù)。比如，公交線路電動(dòng)汽車充電站，它屬于公交企業(yè)內(nèi)部充電站，只服務(wù)于電動(dòng)公交，并不向社會(huì)開放。充電站為電動(dòng)汽車充電提供了3種充電模式，即按時(shí)間充電、按電量充電和按電池信息充電。1.確保電池充電安全性當(dāng)前，我國電動(dòng)汽車產(chǎn)業(yè)普通選取鋰離子蓄電池作為供給能源。即使鋰離子蓄電池電能比較強(qiáng)，使用時(shí)間較長(zhǎng)，不過，在充電時(shí)對(duì)其有較高要求。2.提升充電站運(yùn)行管理水平電動(dòng)汽車充電站是確保電動(dòng)汽車正常行駛關(guān)鍵，是電動(dòng)汽車所需能源供給處。電動(dòng)汽車充電站的監(jiān)控系統(tǒng)第1頁（二）電動(dòng)汽車充電站監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)（二）電動(dòng)汽車充電站監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)電動(dòng)汽車充電設(shè)施監(jiān)控系統(tǒng)是由電動(dòng)汽車充電監(jiān)控中心、充電站、換電站和分布式充電設(shè)施4部分組成。1.充電監(jiān)控充電站是電動(dòng)汽車能源供給處，在電動(dòng)汽車充電過程中，普通都配置監(jiān)控設(shè)備。2.配電監(jiān)控配送站主要工作是更換電池，而它是由移動(dòng)設(shè)備組成。配電監(jiān)控含有采集數(shù)據(jù)、控制操作和事件異常報(bào)警等功效。3.換電監(jiān)控顧名思義，換電站是為電動(dòng)汽車換電地方。換電監(jiān)控是對(duì)電動(dòng)汽車充電站充電架、電池更換設(shè)備、電池箱等進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控。電動(dòng)汽車充電站的監(jiān)控系統(tǒng)第2頁4.安全防護(hù)監(jiān)控經(jīng)過安全防護(hù)監(jiān)控子系統(tǒng)視頻監(jiān)控充電站，同時(shí)，還要監(jiān)控消防、門禁和充電站周圍環(huán)境。這么做，能夠及時(shí)發(fā)覺充電設(shè)施或者其它設(shè)備存在異常情況，實(shí)時(shí)控制電動(dòng)汽車充電站安全防護(hù)系統(tǒng)，將異常情況快速地反饋到監(jiān)控室，實(shí)現(xiàn)電動(dòng)汽車充電站安全防護(hù)監(jiān)控，以確保工作人員和充電設(shè)備安全。電動(dòng)汽車充電站的監(jiān)控系統(tǒng)第3頁（三）電動(dòng)汽車電能供給方式（三）電動(dòng)汽車電能供給方式當(dāng)前，電動(dòng)汽車電能供給方式主要有交流充電、直流充電和電池組快速更換3種經(jīng)典方式。1.交流充電方式。外部提供220V或380V交流電源給電動(dòng)汽車車載充電機(jī)，由車載充電機(jī)給動(dòng)力蓄電池充電。普通小型純電動(dòng)汽車、可外接充電式混合動(dòng)力電動(dòng)汽車(pluginhybridelectricvehicle，PHEV)多采取此種方式。車載充電機(jī)普通功率較小，充電時(shí)間長(zhǎng)。2.直流充電方式。地面充電機(jī)直接輸出直流電能給車載動(dòng)力蓄電池充電，電動(dòng)汽車只需提供充電及相關(guān)通信接口。具備快速充電功效。3.電池組快速更換方式。電動(dòng)汽車與充電機(jī)無直接聯(lián)絡(luò)，而是經(jīng)過專用電池更換設(shè)備將車上少電電池取下，換上充滿電電池，這個(gè)過程所需時(shí)間短。電池由地面充電機(jī)充滿電，并放置在更換專用電池架上備取。電動(dòng)汽車充電站的監(jiān)控系統(tǒng)第4頁（四）電動(dòng)汽車充電站建設(shè)模式結(jié)合電動(dòng)汽車發(fā)展趨勢(shì)以及電動(dòng)汽車電能供給經(jīng)典方式，未來電動(dòng)汽車充電站建設(shè)主要有3種經(jīng)典模式：1.模式1。在住宅小區(qū)或商業(yè)大廈專用停車場(chǎng)安裝一定數(shù)量智能充電樁和少許智能地面充電機(jī)。智能充電樁為電動(dòng)汽車提供220V或380V交流電源接口，智能地面充電機(jī)為電動(dòng)汽車提供給急充電服務(wù)。該模式適合用于小型純電動(dòng)汽車、PHEV等。2.模式2。在專用停車場(chǎng)安裝一定數(shù)量智能地面充電機(jī)，直接連接電動(dòng)汽車上專用充電接口為車載電池充電。該模式適合用于含有專用停車場(chǎng)車輛，如純電動(dòng)公交車、純電動(dòng)環(huán)衛(wèi)車等。3.模式3。即電池更換站模式。站內(nèi)安裝有直接為電池包充電充電機(jī)和直接為電動(dòng)汽車充電應(yīng)急充電機(jī)，配置電池快速更換設(shè)備和電池架，配有專用配電系統(tǒng)(含電能諧波集中治理裝置)，能為純電動(dòng)汽車提供電池更換服務(wù)。該模式適合用于一次充電續(xù)駛里程不能滿足日常行駛需要而頻繁充電車輛，如大型純電動(dòng)公交車、純電動(dòng)環(huán)衛(wèi)車等。電動(dòng)汽車充電站的監(jiān)控系統(tǒng)第5頁（五）電動(dòng)汽車充電站監(jiān)控系統(tǒng)功效（五）電動(dòng)汽車充電站監(jiān)控系統(tǒng)功效充電站監(jiān)控系統(tǒng)充電監(jiān)控功效能夠監(jiān)測(cè)電池和充電機(jī)當(dāng)前狀態(tài)。采取智能充電機(jī)充電保護(hù)辦法能夠有效確保動(dòng)力蓄電池充電過程安全。1.系統(tǒng)監(jiān)控對(duì)象依據(jù)上述電動(dòng)汽車充電站建設(shè)3種模式，可確定電動(dòng)汽車充電站監(jiān)控系統(tǒng)監(jiān)控對(duì)象。1）模式1充電站。模式1充電站結(jié)構(gòu)功效如圖8-1所表示，該系統(tǒng)主要監(jiān)控對(duì)象是大量具備交流輸出接口充電樁和少許智能地面充電機(jī)，并與電動(dòng)汽車進(jìn)行部分信息交互，并將相關(guān)數(shù)據(jù)上送給上級(jí)集中監(jiān)控系統(tǒng)。電動(dòng)汽車充電站的監(jiān)控系統(tǒng)第6頁模式1充電站結(jié)構(gòu)功效如圖8-1所表示，電動(dòng)汽車充電站的監(jiān)控系統(tǒng)第7頁2）模式2充電站。模式2充電站結(jié)構(gòu)如圖8-2所表示，該系統(tǒng)主要監(jiān)控對(duì)象是大量智能地面充電機(jī)和站內(nèi)配電裝置，需要采集電動(dòng)汽車和電池包充電過程數(shù)據(jù)，與上級(jí)集中監(jiān)控系統(tǒng)進(jìn)行信息交互。電動(dòng)汽車充電站的監(jiān)控系統(tǒng)第8頁3）模式3充電站。模式3充電站結(jié)構(gòu)如圖8-3所表示，其主要監(jiān)控對(duì)象是充電機(jī)及其連接電池包、應(yīng)急充電機(jī)及其連接電動(dòng)汽車、站內(nèi)配電設(shè)備、煙感裝置、電池維護(hù)設(shè)備和快速更換設(shè)備等，并與上級(jí)集中監(jiān)控系統(tǒng)進(jìn)行信息交互。電動(dòng)汽車充電站的監(jiān)控系統(tǒng)第9頁2.系統(tǒng)應(yīng)用功效需求1）充電監(jiān)控功效充電監(jiān)控功效是充電站監(jiān)控系統(tǒng)關(guān)鍵功效，主要實(shí)現(xiàn)對(duì)充電樁和充電機(jī)監(jiān)視與控制。電動(dòng)汽車充電站的監(jiān)控系統(tǒng)第10頁3.配電監(jiān)控功效實(shí)現(xiàn)對(duì)電動(dòng)汽車充電站配電設(shè)備監(jiān)控，方便統(tǒng)一管理和數(shù)據(jù)共享?？蓪?shí)現(xiàn)對(duì)整個(gè)充電站總功率、總電流、總電量、功率因數(shù)、主變狀態(tài)、開關(guān)狀態(tài)、無功賠償及諧波治理設(shè)備監(jiān)視和控制。4.煙感監(jiān)視功效在模式3充電站中，為了保障電池充電安全，除了經(jīng)過電池管理系統(tǒng)監(jiān)視電池電壓、溫度外，在電池充電架中安裝了數(shù)量眾多煙霧傳感器，用于探測(cè)鋰離子動(dòng)力電池因過充電造成電池自燃而釋放出煙霧。5.電池維護(hù)監(jiān)控功效在大型充電站中，需要經(jīng)過專門電池維護(hù)設(shè)備對(duì)電池進(jìn)行定時(shí)維護(hù)。在維護(hù)過程中，系統(tǒng)將采集到維護(hù)數(shù)據(jù)存入充電站監(jiān)控系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫，形成電池完整數(shù)據(jù)檔案，便于對(duì)電池進(jìn)行整體評(píng)定。電動(dòng)汽車充電站的監(jiān)控系統(tǒng)第11頁6.快速更換設(shè)備監(jiān)控功效在具備電池快速更換設(shè)備充電站中，可經(jīng)過充電站監(jiān)控系統(tǒng)對(duì)電池快速更換設(shè)備下發(fā)詳細(xì)電池更換命令，讓快速更換設(shè)備在指定軌道位置更換電池架上指定位置電池包。7.數(shù)據(jù)交換與轉(zhuǎn)發(fā)功效充電站要與上級(jí)集中監(jiān)控系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)據(jù)交互，上傳當(dāng)?shù)厝繑?shù)據(jù)包等實(shí)時(shí)信息以及電池系統(tǒng)充電歷史數(shù)據(jù)信息，方便對(duì)電池?cái)?shù)據(jù)進(jìn)行集中分析和評(píng)定。電動(dòng)汽車充電站的監(jiān)控系統(tǒng)第12頁（六）電動(dòng)汽車充電站監(jiān)控系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)與應(yīng)用（六）電動(dòng)汽車充電站監(jiān)控系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)與應(yīng)用1.系統(tǒng)結(jié)構(gòu)參考當(dāng)前充電監(jiān)控系統(tǒng)與電力監(jiān)控系統(tǒng)技術(shù)實(shí)現(xiàn)路線及發(fā)展趨勢(shì)，采取平臺(tái)化、模塊化、組件化設(shè)計(jì)思想，開發(fā)了EVCS充電站監(jiān)控系統(tǒng)。該系統(tǒng)由基礎(chǔ)平臺(tái)、支撐平臺(tái)、應(yīng)用系統(tǒng)組成，系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖8-4所表示。電動(dòng)汽車充電站的監(jiān)控系統(tǒng)第13頁EVCS應(yīng)用系統(tǒng)包含充電監(jiān)控子系統(tǒng)、配電監(jiān)控子系統(tǒng)、煙感監(jiān)視子系統(tǒng)、電池維護(hù)監(jiān)控子系統(tǒng)、快速更換設(shè)備監(jiān)控子系統(tǒng)、數(shù)據(jù)交換與轉(zhuǎn)發(fā)子系統(tǒng)等。其應(yīng)用系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)如圖8-5所表示。電動(dòng)汽車充電站的監(jiān)控系統(tǒng)第14頁工作人員能夠經(jīng)過各充電分區(qū)主監(jiān)視畫面監(jiān)視各充電機(jī)當(dāng)前工作狀態(tài)、電池充電狀態(tài)以及對(duì)應(yīng)煙霧傳感器狀態(tài)，如圖8-6所表示。電動(dòng)汽車充電站的監(jiān)控系統(tǒng)第15頁工作人員還能夠經(jīng)過充電機(jī)或電池包充電狀態(tài)信息監(jiān)控畫面，監(jiān)視充電機(jī)當(dāng)前輸出電壓、電流、電量、充電故障狀態(tài)、充電模式信息、該充電機(jī)所連接電池包各電池單體電壓、溫度信息以及電池管理系統(tǒng)故障狀態(tài)信息等，如圖8-7所表示。電動(dòng)汽車充電站的監(jiān)控系統(tǒng)第16頁（七）電動(dòng)汽車充電站監(jiān)控系統(tǒng)運(yùn)行與操作（七）電動(dòng)汽車充電站監(jiān)控系統(tǒng)運(yùn)行與操作伴隨新能源政策出臺(tái)和國家電網(wǎng)企業(yè)統(tǒng)一堅(jiān)強(qiáng)智能電網(wǎng)建設(shè)，電動(dòng)汽車充電設(shè)施建設(shè)和相關(guān)技術(shù)研究已成為推進(jìn)電動(dòng)汽車發(fā)展工作主要內(nèi)容。伴隨電動(dòng)汽車充電設(shè)施建設(shè)以及電動(dòng)汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展，亟需處理電動(dòng)汽車及充電設(shè)施信息化運(yùn)作問題，迫切需要開展電動(dòng)汽車充電設(shè)施運(yùn)行管理系統(tǒng)研究和應(yīng)用。電動(dòng)汽車充電站的監(jiān)控系統(tǒng)第17頁1.系統(tǒng)總體架構(gòu)系統(tǒng)利用RFID、傳感器、圖像識(shí)別等技術(shù)，經(jīng)過GPRS/3G、Wi-Fi、Internet等通信伎倆，將含有身份標(biāo)識(shí)電動(dòng)汽車、動(dòng)力電池、充電設(shè)施、用戶車主、智能電網(wǎng)等相關(guān)主體進(jìn)行互聯(lián)，實(shí)現(xiàn)基于物聯(lián)網(wǎng)電動(dòng)汽車智能充換電服務(wù)網(wǎng)絡(luò)自動(dòng)化運(yùn)行與管理。電動(dòng)汽車充電站的監(jiān)控系統(tǒng)第18頁2.系統(tǒng)技術(shù)架構(gòu)。系統(tǒng)采取基于JavaEE多層技術(shù)構(gòu)架，系統(tǒng)層次結(jié)構(gòu)總體上劃分為界面展示層、界面邏輯層、應(yīng)用邏輯層和企業(yè)資源層，經(jīng)過各層次系統(tǒng)組件間服務(wù)承載關(guān)系，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)對(duì)應(yīng)功效。電動(dòng)汽車充電站的監(jiān)控系統(tǒng)第19頁3.應(yīng)用布署架構(gòu)系統(tǒng)采取?。ㄊ校┘?jí)布署模式，在每個(gè)省企業(yè)布署1套運(yùn)行管理系統(tǒng)，總部完成份析決議與跨省資產(chǎn)和資金清分管理。各站內(nèi)采集與監(jiān)控系統(tǒng)、視頻、安防系統(tǒng)，作為運(yùn)行管理系統(tǒng)數(shù)據(jù)起源。電動(dòng)汽車充電站的監(jiān)控系統(tǒng)第20頁4.應(yīng)用功效依據(jù)電動(dòng)汽車智能運(yùn)行管理需求，并考慮對(duì)應(yīng)擴(kuò)展功效，將管理系統(tǒng)從功效上分為14個(gè)模塊，每個(gè)模塊又由若干個(gè)子功效模塊組成1）收費(fèi)管理模塊。①充電標(biāo)準(zhǔn)管理功效按照電價(jià)調(diào)整文件對(duì)電價(jià)、電價(jià)政策版本、電價(jià)政策分類等進(jìn)行管理，審核后公布最新電價(jià)全過程管理，以確保電價(jià)政策執(zhí)行正確性、完整性。②充電計(jì)費(fèi)管理功效利用信息采集技術(shù)，獲取充電電量數(shù)據(jù)信息，完成充電技術(shù)路線下計(jì)量計(jì)費(fèi)。③換電計(jì)費(fèi)管理功效依據(jù)電動(dòng)汽車車載終端或其它方式取得電動(dòng)汽車當(dāng)前行駛里程和計(jì)費(fèi)策略信息，完成換電技術(shù)路線下計(jì)量計(jì)費(fèi)。2）檢修管理模塊。對(duì)電池、充換電設(shè)備、其它設(shè)施進(jìn)行巡視、檢測(cè)和異動(dòng)管理，及時(shí)消除設(shè)備存在各種缺點(diǎn)和故障。電動(dòng)汽車充電站的監(jiān)控系統(tǒng)第21頁3）安全管