新能源電動汽車充電系統(tǒng)系統(tǒng)架構方案

1、新能源電動汽車充電系統(tǒng)系統(tǒng)架構方案1.1整體架構充電站監(jiān)控管理系統(tǒng)是充電站本地控制中樞，負責監(jiān)控整個充電系統(tǒng)的運行狀態(tài)，保證充電系統(tǒng)處于最優(yōu)的工作狀態(tài)。既能夠充當站內充電站調度的任務角色，也能夠是聯(lián)結站內調度和充電系統(tǒng)的橋梁，同時也能夠監(jiān)控站內各類輔助設施，如配電保護、防雷、熱管理系統(tǒng)、三防系統(tǒng)（防塵、防潮、防腐）、消防、監(jiān)控計量裝置等。圖9：充電站監(jiān)控管理系統(tǒng)整體架構圖（站級）1.1.1硬件架構圖：10：充電站監(jiān)控管理系統(tǒng)（站級）硬件架構圖充電站監(jiān)控管理系統(tǒng)由應用服務器、數(shù)據(jù)庫服務器、監(jiān)控管理工作站、充電卡管理工作站、讀卡器等硬件設備組成。數(shù)據(jù)庫服務器：主要部署監(jiān)控系統(tǒng)應用程序及數(shù)據(jù)庫管理軟

2、件，用于各充電樁（機）運行數(shù)據(jù)的釆集及處理等，實現(xiàn)充電樁（機）運行情況的管控功能。通訊服務器：主要部署通訊管理軟件，負責監(jiān)控系統(tǒng)下行命令的發(fā)布及充電樁（機）上行數(shù)據(jù)的接收。監(jiān)控管理工作站：部署客戶端相關程序，主要用于對各充電樁（機）運行情況的監(jiān)管操作，系統(tǒng)采用C/S架構，可擴容多臺工作站。充電卡管理工作站：主要部署充值業(yè)務管理軟件，通過與讀卡器連接，讀取充電卡信息，實現(xiàn)充值業(yè)務管理功能。1.1.2軟件架構（1）硬件層系統(tǒng)軟件可在主流PC服務器上運行，包括華為、戴爾、浪潮、曙光、聯(lián)想、HP、IBM等。（2）操作系統(tǒng)層該系統(tǒng)軟件支持WindowsServer2008>Windows?等操作系

3、統(tǒng)。（3）平臺層平臺層主要給應用功能提供基礎應用服務及數(shù)據(jù)管理服務，包括通信服務、應用服務、報文監(jiān)視等基礎應用服務，實時數(shù)據(jù)庫、歷史數(shù)據(jù)庫及關系數(shù)據(jù)庫等數(shù)據(jù)管理服務。（4）應用層系統(tǒng)應用采用模塊化設計，任一功能應用停止或故障，不影響其它功能應用的正常運行。應用層轉處理囹亍狀契視控制與調節(jié)I系統(tǒng)管理專件管理I報表管理I統(tǒng)計管理I電池笥理I充電卡管理I充電記錄通信服務平臺層換作系統(tǒng)層Windows Server 2008% Windows 7華為戴爾WEB發(fā)布照,層浪潮應用服務曙光報文監(jiān)視關聯(lián)想圖11：充電站監(jiān)控管理系統(tǒng)（站級）軟件架構圖L2技術參數(shù)序號技術參數(shù)單位數(shù)值備注1模擬量測量綜合誤差9&

4、amp;<1.52遙測信息響應時間S3遙信變化響應時間SW24控制命令從生成到輸出時間SM25畫面實時數(shù)據(jù)更新周期（模擬量）SW36畫面實時數(shù)據(jù)更新周期（開關量）SM27遙控動作成功率%>99.998遙測合格%g率89事故時遙信年正確動作率%>9910系統(tǒng)可用率%>99.911系統(tǒng)平均故障間隔時間(MTBF)h2000012充電機控制器平均故障間隔時間h3000013工作站平均負荷率正常時(任意30min內)%0事故時(10s)內%，5014歷史曲線日報、月報儲存時間年>215熱備用計算機的切換時間S016雙擊故障切換時間(人工)S<517全系統(tǒng)最長恢復時間

5、min，518GPS對ms時精度1.3系統(tǒng)特色C/S、B/S混合架構，平臺釆用經(jīng)典三層結構；»多種通信方式、成熟電力系統(tǒng)規(guī)約支持；實時海量數(shù)據(jù)處理（20萬/秒）；»自主研發(fā)實時歷史數(shù)據(jù)庫TRHD；組態(tài)元素豐富、界面友好、簡單易用；，模塊化搭建、組網(wǎng)靈活、擴展性強、具有良好的兼容性;»業(yè)內獨有的電池ID生命周期管理；a具備高可靠性的信息統(tǒng)計、匯總和查詢功能；»保證信息系統(tǒng)數(shù)據(jù)的安全、完整與準確。1.4主要功能1.4.1數(shù)據(jù)釆集與處理（1）充電設備信息采集與處理系統(tǒng)可實時采集充電設備的工作狀態(tài)、故障信號等遙信信息，以及電壓、電流、電量、時間、充電交易信息等遙

6、測信息。（2）車載電池信息釆集與處理系統(tǒng)可實時采集充電車輛的電池狀態(tài)信息、告警信息等遙信信息，以及端電壓、SOC、單體電壓、采樣點溫度等遙測信息。（3）換電站電池信息采集與處理系統(tǒng)可實時采集換電站內電池箱狀態(tài)信息、告警信息、編號信息、充電就位狀態(tài)信息等遙信信息，以及端電壓、單體電壓、采樣點溫度等遙測信息。（4）充電站其它信息釆集與處理»煙霧報警信息采集與處理；»視頻監(jiān)視信息采集與處理。1.4.2運行狀態(tài)監(jiān)視系統(tǒng)這行狀況總覽圖12：運行狀態(tài)監(jiān)視界面通過運行狀態(tài)監(jiān)視界面，可實時監(jiān)控充電站各充電設備充電狀態(tài)，包括電池當前電量百分比、剩余充電時間、充電電流以及己充電量等信息。并用高

7、亮、不同顏色顯示充電樁的運行狀態(tài)，灰色表示空閑、紅色表示故障、綠色表示充電中、黃色表示連接中、橙色表示停止。系統(tǒng)界面配置靈活，響應及時，實時動態(tài)更新各充電設備的狀態(tài)數(shù)據(jù)。系統(tǒng)具備二級界面功能，點擊上圖任一充電設備，全屏將全面顯示該充電設備相關狀態(tài)信息。1.4.3數(shù)據(jù)監(jiān)視及管理對通道、設備、遙信、遙測、電度進行管理，可直觀查看各類數(shù)據(jù)的通信狀態(tài)，具備系統(tǒng)管理權限的管理員可進行編輯，其他人員只能瀏覽實時數(shù)據(jù)。圖13：充電樁信息查看界面1.4. 3.1數(shù)據(jù)通道狀態(tài)監(jiān)視及管理(1) 數(shù)據(jù)通道狀態(tài)監(jiān)視通道狀態(tài)分2種”代表通道處于工作狀態(tài)”代表通道處于休整狀態(tài)。并可查看該通道下的測點數(shù)量信息，統(tǒng)計整個通道

8、的遙測、遙信、電度、遙述的總測點數(shù)量。(2) 數(shù)據(jù)通道管理可對數(shù)據(jù)通道進行添加、刪除、修改等操作，并實現(xiàn)了數(shù)據(jù)通道快速查詢功能，便于用戶在大量的通道中快速查找到需要的通道，采用模糊檢索方式，可輸入數(shù)字、拼音(漢字的首字母）或漢字快速查找到需要的通道。1.4. 3.2充電設備狀態(tài)監(jiān)視及管理（1）充電設備狀態(tài)監(jiān)視充電設備狀態(tài)分2種”代表通道處于工作狀態(tài)”代表通道處于休整狀態(tài)。并可查看該充電設備下的測點數(shù)量信息，統(tǒng)計遙測、遙信、電度、遙述的總測點數(shù)量。（2）充電設備管理可對充電設備進行添加、刪除、修改等操作，編輯的內容包括設備名稱、所關聯(lián)的組態(tài)畫面名稱、所關聯(lián)的組態(tài)畫面名稱、設備地址、設備IP地址、

9、設備端口號等等信息。1.4.3.3遙信狀態(tài)監(jiān)視及管理（1）充電設備狀態(tài)監(jiān)視遙信狀態(tài)查看可查看通道下的全部遙信測點狀態(tài)信息，也能夠查看某個設備的遙信測點狀態(tài)信息。遙信狀態(tài)分2種”代表處于在線狀態(tài)”代表通道處于離線狀態(tài)。（2）遙信數(shù)據(jù)管理該功能主要是對遙信數(shù)據(jù)進行插入、刪除等操作，可在任意位置插入一個或多個遙信點數(shù)據(jù)，也可任意刪除1個或多個遙信點數(shù)據(jù)。系統(tǒng)會根據(jù)實際操作情況，對遙信點數(shù)據(jù)自動排序。1.4. 3.4遙測信息監(jiān)視及管理（1）遙測信息監(jiān)視可查看充電設備輸出電壓、輸出電流、累計充電時間、輸出功率、充電累計容量、充電累計電度等信息，包括對應遙測信息的當前值、最大值及最小值等，并可支持相關事件

10、、歷史曲線、即時走勢、歷史報表等查看及excel導出等操作。(2)遙測信息管理該功能主要是對遙測數(shù)據(jù)進行插入、刪除等操作，可在任意位置插入一個或多個遙測點數(shù)據(jù)，也可任意刪除1個或多個遙測點數(shù)據(jù)。系統(tǒng)會根據(jù)實際操作情況，對遙測點數(shù)據(jù)自動排序。1.4. 3.5電度信息監(jiān)視及管理電度信息監(jiān)視可查看充電設備的電度信息，包括設備名稱、電度序號、電度名稱、電能示值(從電能表采集上來的累計值)、最后更新時間等信息，并可支持相關事件、歷史曲線、即時走勢、歷史報表等查看及excel導出等操作。1.4.4控制與調節(jié)功能(1)遠程控制借助監(jiān)控管理系統(tǒng)，用戶可實現(xiàn)充電設備的遠程啟動、停機等動作。方案一：每個充電樁通過

11、RJ45或者光纖分別接入以太網(wǎng)，連接充電站管理中心，再接入互聯(lián)網(wǎng)管理中心和數(shù)據(jù)庫。圖14：充電樁聯(lián)網(wǎng)示意圖優(yōu)點：有線以太網(wǎng)主要優(yōu)點是數(shù)據(jù)傳輸可靠、網(wǎng)絡容量大；缺點：布線復雜、擴展性差、施工成本高、靈活性差。方案二：充電站內部通過工業(yè)串行總線(RS485/RS232/CAN)接入集中器，再由集中器通過RJ45或者光纖接入以太網(wǎng)或移動數(shù)據(jù)接入服務連接服務管理平臺和數(shù)據(jù)庫。圖15：充電樁聯(lián)網(wǎng)示意圖優(yōu)點：數(shù)據(jù)傳輸可靠，設計簡單；缺點：布網(wǎng)復雜、擴展性差、施工成本高、靈活性差、通信容量低。方案三：無線方式無線方式主要采用移動運營商的移動數(shù)據(jù)接入業(yè)務，如：GRPS、EVDO、CDMA等。圖16：充電樁聯(lián)網(wǎng)

12、示意圖優(yōu)點：無需復雜的布線、靈活性強、施工成本低；缺點：釆用移動運營商的移動數(shù)據(jù)業(yè)務需要將電動汽車充電樁這個電網(wǎng)內部設備接入移動運營商的移動數(shù)據(jù)網(wǎng)絡，需要支付昂貴的月租和年費，隨著充電樁數(shù)量的增加費用將越來越大；同時數(shù)據(jù)的安全性和網(wǎng)絡的可靠性都受到移動運營商的限制，不利于設備的安全運行；其次，移動運營商的移動接入帶寬屬共享帶寬，當局部區(qū)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，不利于充電樁群的密集接入、大數(shù)據(jù)量的數(shù)據(jù)傳輸。(2) 遠程調節(jié)借助監(jiān)控管理系統(tǒng)，用戶可實現(xiàn)校時信息的下發(fā)，以及充電參數(shù)的遠程設置、電價信息的遠程設置等動作。(3) 短信報警管理針對遙信、遙測、遙控這三

13、種測點發(fā)生異常報警時，通過手機短信發(fā)送到管理人員的手機中，便于管理人員及時掌握現(xiàn)場的情況。用戶選擇任意的測點種類，不同的測點對應不同的報警條件，在等級一列中，用戶可根據(jù)該測點的重要性來選擇，其中包括提示、警告、嚴重和緊急這四種等級。1.4.5事件管理功能對報警、操作、系統(tǒng)事件進行管理，支持各種事件的查詢、打印、導出等操作，便于對各類事件進行查找、總結分析。1.4.6報表瀏覽瀏覽報表提供的查詢功能主要包含：停止表現(xiàn)、刷新、打印、打印布局、頁面設置、導出報表、縮放、查找、查詢日期、換頁。移動鼠標至頂部菜單。1.4.7統(tǒng)計管理功能統(tǒng)計管理功能主要是對遙測、遙信數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計：能夠對遙測點進行某個時間段

14、內的最大、最小、平均值、合格率、越限次數(shù)等類型的統(tǒng)計；對遙信點主要是從合到分次數(shù)、從分到合次數(shù)、合位時間、分位時間的統(tǒng)計。1.4.8電池管理功能系統(tǒng)可對電池組和電池箱的智能化管理，實現(xiàn)對電池組、電池箱的相關參數(shù)進行查找、修改、新增、刪除，此外還包括電池曲線、電池報表的讀取等。1.4.9充電卡管理功能(1) 管理設置主要是對發(fā)卡器、站點進行相關配置，包含登錄、注銷、連接發(fā)卡器、站點編輯、費率設置等操作。(2) 發(fā)卡管理發(fā)卡管理功能可實現(xiàn)對充電卡相關信息進行設置，包括發(fā)卡、讀卡、解鎖、修改信息、修改密碼、掛失、黑名單、查詢、統(tǒng)計及注銷卡等操作。圖17：發(fā)-(3) 充值管理具備充電卡充值管理功能，包

15、括充值、查詢及統(tǒng)計。(4) 扣費管理具備充電卡扣費管理功能，包括扣費、查詢及統(tǒng)計。（5）消費記錄對充電卡使用情況進行詳細記錄，包括充電樁編號、充電卡號、充電開始時間、充電結束時間、充電消費金額等內容。1.4.10收費1.4.9.1收費標準按照國家發(fā)改委文件關于電動汽車用電價格政策有關事項的通知（發(fā)改價格2014）1668號）規(guī)定，充電設施經(jīng)營企業(yè)可向電動汽車用戶收取電費及充電服務費兩項費用。其中，電費執(zhí)行國家規(guī)定的電價政策，充電服務費用于補充充電設施運營成本。充電服務費標準上限由省級人民政府價格主管部門或其授權的單位制定。當前國內公共充電樁都是由不同單位在運營管理和收費的，充電費一般是由基本電

16、費和服務費組成的，基本電費約1元左右，服務費根據(jù)各地物價局批準范圍不同，大多數(shù)服務費都是限制在1元以內，較多是每度電收取服務費0.8元，也就是總價約為1.8元-2.0元之間。對向電網(wǎng)經(jīng)營企業(yè)直接報裝接電的經(jīng)營性集中式充換電設施用電，執(zhí)行大工業(yè)用電價格。不過2020年前，暫免收基本電費。此后晚上每度電收費0.457元，白天0.9元左右。（2）居民家庭住宅、居民住宅小區(qū)、執(zhí)行居民電價的非居民用戶中設置的充電設施用電，執(zhí)行居民合表用戶電價。每度電收費0.558元，沒有階梯電價，暫不分峰谷電。（3）黨政機關、企事業(yè)單位和社會公共停車場中設置的充電設施用電執(zhí)行“一般工商業(yè)及其他”類用電價格?；旧厦慷入?/p>

17、收費0.6元不到，實行峰谷電價。充電服務費按充電電量收取，每千瓦時收費上限標準為當日本市92號汽油每升最高零售價的15%。各經(jīng)營單位可按照不超過上限標準，制定具體收費標準。各充電設施經(jīng)營單位應嚴格執(zhí)行明碼標價規(guī)定，在經(jīng)營場所的醒目位置標明相關的服務項目、服務內容、收費標準等事項。對擅自提高收費標準等價格違法行為，各級價格執(zhí)法機構將依法予以查處。1.4.9.2微信等自助收費微信充電樁是指充電樁采用微信支付作為收款方式，收款成功后充電樁自動啟動充電程序，為顧客提供充電服務。充電樁要實現(xiàn)用微信支付作為收款方式。首先，通過一個二維碼作為支付入口，讓顧客通過手機掃碼進入支付平臺，在平臺選擇充電時間并支付，平臺確認商家收款后，通過通訊服務器下發(fā)指令給充電樁。充電樁是連接網(wǎng)絡的。充電樁連接網(wǎng)絡可分為有線連接和無線連接。有線連接因其受場地限制和連接麻煩等原因，基本上不被使用?，F(xiàn)階段，充電樁是通過無線通訊模塊來連接網(wǎng)絡的。無線通訊模塊又和充電樁投幣端口相連。起到承上啟下的作用。充電樁的無線通訊模塊接收到指令后，通知主板，主板控制完成充電。掃碼入口I支付