電動汽車充電站的監(jiān)控系統(tǒng)

項目八電動汽車充電站監(jiān)控系統(tǒng)（一）電動汽車充電站充電監(jiān)控系統(tǒng)配置標(biāo)準(zhǔn)當(dāng)前，我國電動汽車充電設(shè)施并沒有開展商業(yè)運行，只是為一些特定對象服務(wù)。比如，公交線路電動汽車充電站，它屬于公交企業(yè)內(nèi)部充電站，只服務(wù)于電動公交，并不向社會開放。充電站為電動汽車充電提供了3種充電模式，即按時間充電、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，使用時間較長，不過，在充電時對其有較高要求。2.提升充電站運行管理水平電動汽車充電站是確保電動汽車正常行駛關(guān)鍵，是電動汽車所需能源供給處。電動汽車充電站的監(jiān)控系統(tǒng)第1頁（二）電動汽車充電站監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)（二）電動汽車充電站監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)電動汽車充電設(shè)施監(jiān)控系統(tǒng)是由電動汽車充電監(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)控充電站是電動汽車能源供給處，在電動汽車充電過程中，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警等功效。3.換電監(jiān)控顧名思義，換電站是為電動汽車換電地方。換電監(jiān)控是對電動汽車充電站充電架、電池更換設(shè)備、電池箱等進行實時監(jiān)控。電動汽車充電站的監(jiān)控系統(tǒng)第2頁4.安全防護監(jiān)控經(jīng)過安全防護監(jiān)控子系統(tǒng)視頻監(jiān)控充電站，同時，還要監(jiān)控消防、門禁和充電站周圍環(huán)境。這么做，能夠及時發(fā)覺充電設(shè)施或者其它設(shè)備存在異常情況，實時控制電動汽車充電站安全防護系統(tǒng)，將異常情況快速地反饋到監(jiān)控室，實現(xiàn)電動汽車充電站安全防護監(jiān)控，以確保工作人員和充電設(shè)備安全。電動汽車充電站的監(jiān)控系統(tǒng)第3頁（三）電動汽車電能供給方式（三）電動汽車電能供給方式當(dāng)前，電動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交流電源給電動汽車車載充電機，由車載充電機給動力蓄電池充電。普通小型純電動汽車、可外接充電式混合動力電動汽車(pluginhybridelectricvehicle，PHEV)多采取此種方式。車載充電機普通功率較小，充電時間長。2.直流充電方式。地面充電機直接輸出直流電能給車載動力蓄電池充電，電動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。電動汽車與充電機無直接聯(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，這個過程所需時間短。電池由地面充電機充滿電，并放置在更換專用電池架上備取。電動汽車充電站的監(jiān)控系統(tǒng)第4頁（四）電動汽車充電站建設(shè)模式結(jié)合電動汽車發(fā)展趨勢以及電動汽車電能供給經(jīng)典方式，未來電動汽車充電站建設(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)大廈專用停車場安裝一定數(shù)量智能充電樁和少許智能地面充電機。智能充電樁為電動汽車提供220V或380V交流電源接口，智能地面充電機為電動汽車提供給急充電服務(wù)。該模式適合用于小型純電動汽車、PHEV等。2.模式2。在專用停車場安裝一定數(shù)量智能地面充電機，直接連接電動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車輛，如純電動公交車、純電動環(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和直接為電動汽車充電應(yīng)急充電機，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，如大型純電動公交車、純電動環(huán)衛(wèi)車等。電動汽車充電站的監(jiān)控系統(tǒng)第5頁（五）電動汽車充電站監(jiān)控系統(tǒng)功效（五）電動汽車充電站監(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)測電池和充電機當(dāng)前狀態(tài)。采取智能充電機充電保護辦法能夠有效確保動力蓄電池充電過程安全。1.系統(tǒng)監(jiān)控對象依據(jù)上述電動汽車充電站建設(shè)3種模式，可確定電動汽車充電站監(jiān)控系統(tǒng)監(jiān)控對象。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，并與電動汽車進行部分信息交互，并將相關(guān)數(shù)據(jù)上送給上級集中監(jiān)控系統(tǒng)。電動汽車充電站的監(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)控對象是大量智能地面充電機和站內(nèi)配電裝置，需要采集電動汽車和電池包充電過程數(shù)據(jù)，與上級集中監(jiān)控系統(tǒng)進行信息交互。電動汽車充電站的監(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)控對象是充電機及其連接電池包、應(yīng)急充電機及其連接電動汽車、站內(nèi)配電設(shè)備、煙感裝置、電池維護設(shè)備和快速更換設(shè)備等，并與上級集中監(jiān)控系統(tǒng)進行信息交互。電動汽車充電站的監(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，主要實現(xiàn)對充電樁和充電機監(jiān)視與控制。電動汽車充電站的監(jiān)控系統(tǒng)第10頁3.配電監(jiān)控功效實現(xiàn)對電動汽車充電站配電設(shè)備監(jiān)控，方便統(tǒng)一管理和數(shù)據(jù)共享?？蓪崿F(xiàn)對整個充電站總功率、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，用于探測鋰離子動力電池因過充電造成電池自燃而釋放出煙霧。5.電池維護監(jiān)控功效在大型充電站中，需要經(jīng)過專門電池維護設(shè)備對電池進行定時維護。在維護過程中，系統(tǒng)將采集到維護數(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，便于對電池進行整體評定。電動汽車充電站的監(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)對電池快速更換設(shè)備下發(fā)詳細電池更換命令，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集中監(jiān)控系統(tǒng)進行數(shù)據(jù)交互，上傳當(dāng)?shù)厝繑?shù)據(jù)包等實時信息以及電池系統(tǒng)充電歷史數(shù)據(jù)信息，方便對電池數(shù)據(jù)進行集中分析和評定。電動汽車充電站的監(jiān)控系統(tǒng)第12頁（六）電動汽車充電站監(jiān)控系統(tǒng)實現(xiàn)與應(yīng)用（六）電動汽車充電站監(jiān)控系統(tǒng)實現(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)實現(xiàn)路線及發(fā)展趨勢，采取平臺化、模塊化、組件化設(shè)計思想，開發(fā)了EVCS充電站監(jiān)控系統(tǒng)。該系統(tǒng)由基礎(chǔ)平臺、支撐平臺、應(yīng)用系統(tǒng)組成，系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖8-4所表示。電動汽車充電站的監(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)視各充電機當(dāng)前工作狀態(tài)、電池充電狀態(tài)以及對應(yīng)煙霧傳感器狀態(tài)，如圖8-6所表示。電動汽車充電站的監(jiān)控系統(tǒng)第15頁工作人員還能夠經(jīng)過充電機或電池包充電狀態(tài)信息監(jiān)控畫面，監(jiān)視充電機當(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。電動汽車充電站的監(jiān)控系統(tǒng)第16頁（七）電動汽車充電站監(jiān)控系統(tǒng)運行與操作（七）電動汽車充電站監(jiān)控系統(tǒng)運行與操作伴隨新能源政策出臺和國家電網(wǎng)企業(yè)統(tǒng)一堅強智能電網(wǎng)建設(shè)，電動汽車充電設(shè)施建設(shè)和相關(guān)技術(shù)研究已成為推進電動汽車發(fā)展工作主要內(nèi)容。伴隨電動汽車充電設(shè)施建設(shè)以及電動汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展，亟需處理電動汽車及充電設(shè)施信息化運作問題，迫切需要開展電動汽車充電設(shè)施運行管理系統(tǒng)研究和應(yīng)用。電動汽車充電站的監(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)識電動汽車、動力電池、充電設(shè)施、用戶車主、智能電網(wǎng)等相關(guān)主體進行互聯(lián)，實現(xiàn)基于物聯(lián)網(wǎng)電動汽車智能充換電服務(wù)網(wǎng)絡(luò)自動化運行與管理。電動汽車充電站的監(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，實現(xiàn)系統(tǒng)對應(yīng)功效。電動汽車充電站的監(jiān)控系統(tǒng)第19頁3.應(yīng)用布署架構(gòu)系統(tǒng)采取?。ㄊ校┘壊际鹉Ｊ?，在每個省企業(yè)布署1套運行管理系統(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)，作為運行管理系統(tǒng)數(shù)據(jù)起源。電動汽車充電站的監(jiān)控系統(tǒng)第20頁4.應(yīng)用功效依據(jù)電動汽車智能運行管理需求，并考慮對應(yīng)擴展功效，將管理系統(tǒng)從功效上分為14個模塊，每個模塊又由若干個子功效模塊組成1）收費管理模塊。①充電標(biāo)準(zhǔn)管理功效按照電價調(diào)整文件對電價、電價政策版本、電價政策分類等進行管理，審核后公布最新電價全過程管理，以確保電價政策執(zhí)行正確性、完整性。②充電計費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)路線下計量計費。③換電計費管理功效依據(jù)電動汽車車載終端或其它方式取得電動汽車當(dāng)前行駛里程和計費策略信息，完成換電技術(shù)路線下計量計費。2）檢修管理模塊。對電池、充換電設(shè)備、其它設(shè)施進行巡視、檢測和異動管理，及時消除設(shè)備存在各種缺點和故障。電動汽車充電站的監(jiān)控系統(tǒng)第21頁3）安全管