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現(xiàn)場采用電瓶車智能充電樁和限流式保護器，對充電回路進行采集，通過RS485接口與無線通信終端進行通訊，實現(xiàn)電力參數(shù)的監(jiān)測、預警與保護，再由無線通信終端，通過以太網(wǎng)將數(shù)據(jù)上傳至搭建在數(shù)據(jù)中心的電瓶車充電樁收費平臺。

摘 要：全國各地電瓶車充電引發(fā)火災的事故時有發(fā)生，對人民群眾的生命財產(chǎn)安全造成了極大的威脅，本文介紹的電瓶車充電樁收費平臺，采用無線通信技術(shù)、物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)和電氣火災探測及防護技術(shù)，對電瓶車充電樁的狀態(tài)及充電過程進行監(jiān)控，及時對充電樁過壓、欠壓、空載、絕緣檢測故障、漏電、過溫、短路等一系列故障進行預警和保護，并按照GB51348-2019《民用建筑電氣設(shè)計標準》中的規(guī)定設(shè)置限流式保護器，當線路發(fā)生短路時在150微秒內(nèi)切斷回路，無危險火花產(chǎn)生，起到短路滅弧的作用，從而保障充電安全和預防火災事故，防范電瓶車火災隱患，保護人們的生命財產(chǎn)安全。

關(guān)鍵詞：電瓶車充電樁；充電安全；預警；云平臺

1 項目概述

河南某軍工企業(yè)為內(nèi)部員工謀福利，計劃建造免費充電的電瓶車充電站點，同時要兼顧充電安全的問題。廠區(qū)內(nèi)外共設(shè)置300臺電瓶車充電樁，每臺充電樁再搭配一套限流式保護器，用于及時切除火災隱患，保障充電安全。

基于軍工企業(yè)對于保密的要求，所有設(shè)備采用局域網(wǎng)組網(wǎng)的方式，對傳輸?shù)臄?shù)據(jù)進行加密，平臺實施本地化部署，在局域網(wǎng)內(nèi)訪問，此外，系統(tǒng)需求主要包括：

● 采用刷卡方式啟動充電，預留微信和支付寶充電方式

● 使用企業(yè)現(xiàn)有的員工卡進行充電，且要防止卡被復制

● 通過監(jiān)控值班室后臺實時監(jiān)控充電樁狀態(tài)

● 實現(xiàn)三級保護功能，包括短路保護、功率保護和系統(tǒng)保護，其中系統(tǒng)保護指超過功率閾值時不允許增加充電位

2 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

現(xiàn)場采用電瓶車智能充電樁和限流式保護器，對充電回路進行采集，通過RS485接口與無線通信終端進行通訊，實現(xiàn)電力參數(shù)的監(jiān)測、預警與保護，再由無線通信終端，通過以太網(wǎng)將數(shù)據(jù)上傳至搭建在數(shù)據(jù)中心的電瓶車充電樁收費平臺。

平臺采用分層分布式結(jié)構(gòu)進行設(shè)計，詳細拓撲結(jié)構(gòu)如下：

系統(tǒng)分為四層：即數(shù)據(jù)采集層、網(wǎng)絡(luò)傳輸層、數(shù)據(jù)中心層和客戶端層。

數(shù)據(jù)采集層：包括電瓶車智能充電樁和限流式保護器，通訊協(xié)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(shù)，并進行電能計量和保護。限流式保護器用于當線路發(fā)生短路時，在150微秒內(nèi)切斷回路，無危險火花產(chǎn)生，起到短路滅弧的作用。

網(wǎng)絡(luò)傳輸層：包含無線通信終端。無線通信終端主動采集數(shù)據(jù)采集層的數(shù)據(jù)，通過以太網(wǎng)將數(shù)據(jù)上傳至搭建好的數(shù)據(jù)庫服務(wù)器。

數(shù)據(jù)中心層：包含應用服務(wù)器和數(shù)據(jù)服務(wù)器，應用服務(wù)器部署數(shù)據(jù)采集服務(wù)、WEB網(wǎng)站，數(shù)據(jù)服務(wù)器部署實時數(shù)據(jù)庫、歷史數(shù)據(jù)庫、基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫。應用服務(wù)器和數(shù)據(jù)服務(wù)器部署在局域網(wǎng)內(nèi)，與外網(wǎng)隔離。

客戶端層：系統(tǒng)管理員通過局域網(wǎng)，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的方式啟動充電。

3 系統(tǒng)功能

3.1 登錄

在瀏覽器打開平臺鏈接、輸入賬戶名和權(quán)限密碼，進行登錄，防止未授權(quán)人員瀏覽有關(guān)信息。掃描左上角二維碼下載運維APP，可在移動端對現(xiàn)場設(shè)備進行日常運維。

3.2 首頁

顯示充電站地理位置、站點信息及充電設(shè)備狀態(tài)，包括充電中、空閑、故障、離線等。統(tǒng)計充電站運營數(shù)據(jù)和充電數(shù)據(jù)，包括充電金額、充電度數(shù)、充電次數(shù)、充電時長，并進行今日、昨日、本月趨勢分析和對比。

3.3 實時監(jiān)控

3.3.1 充電站監(jiān)控

展示當前充電站各充電樁的狀態(tài)及實時充電數(shù)據(jù)，統(tǒng)計站點和各充電樁今日充電數(shù)據(jù)，支持充電單價、設(shè)備重啟、充電/報警/保護等參數(shù)的遠程批量下發(fā)，其中對于遠程參數(shù)設(shè)置進行了權(quán)限控制，未授權(quán)的用戶不可操作，確?，F(xiàn)場設(shè)備正常運行。

3.3.2 充電樁監(jiān)控

顯示充電樁各回路的狀態(tài)及充電數(shù)據(jù)，統(tǒng)計充電樁今日充電數(shù)據(jù)、訂單記錄、故障信息，可以查看訂單和故障的詳情。

3.4 設(shè)備監(jiān)控

顯示限流式保護器的狀態(tài)，包括線路中的剩余電流、溫度及異常報警，當線路發(fā)生短路時，自動在150微秒內(nèi)切斷回路，無危險火花產(chǎn)生，起到短路滅弧的作用。

3.5 交易管理

3.5.1 賬戶管理

顯示所有關(guān)聯(lián)充電用戶的賬戶信息，可進行充值、退款、凍結(jié)、解凍、注銷等操作。

3.5.2 充電記錄

顯示所有訂單數(shù)據(jù)，可以對訂單按照充電站、充電樁、支付方式、交易狀態(tài)等進行分類查詢，可對充電中的充電樁進行停止充電操作。

3.5.3 交易流水

顯示所有訂單的交易流水明細，包括預付、消費、退款等類型，微信、支付寶、IC卡、錢包等支付方式及交易金額。

3.5.4 充值記錄

顯示錢包賬戶充值記錄，包括微信、支付寶、現(xiàn)金等支付方式、充值金額和錢包余額等，可以打印充值金額收款票據(jù)。

3.6 故障管理

3.6.1 故障查詢

顯示充電樁的故障信息及處理進度，故障類型包括過壓、欠壓、空載、絕緣檢測故障、漏電、過溫、短路等。

3.6.2 故障派發(fā)

顯示待派發(fā)的充電樁故障信息，派發(fā)之后生成工單，由運維人員到現(xiàn)場處理故障。

3.6.3 故障處理

顯示當前登錄用戶待處理的充電樁故障信息，運維人員處理完故障之后在平臺中進行閉環(huán)操作，支持圖片、文檔、視頻等附件上傳。

3.7 統(tǒng)計分析

3.7.1 運營趨勢

可按日、月、季度、年查看充電次數(shù)、充電時長、充電金額，同時顯示對應的曲線圖。

3.7.2 能耗分析

可查看時段充電站和充電樁的用電量，顯示對應的能耗趨勢圖并進行同環(huán)比分析。

3.7.3 故障分析

可查看相關(guān)時間內(nèi)的故障數(shù)、故障狀態(tài)、故障類型、趨勢分析及故障列表。

3.7.4 財務(wù)報表

可根據(jù)時間查看關(guān)聯(lián)站點的財務(wù)數(shù)據(jù)，包括預付金額、消費金額、退款金額、充值金額、賬戶余額等，可導出成excel表格。

3.7.5 收益查詢

可查看總的收益統(tǒng)計、收益變化曲線圖、支付占比餅圖及實際收益報表。

3.7.6 能耗報表

可按日、月、年查看各個充電樁的用電量，可導出成excel表格。

3.8 報告分析

可根據(jù)選擇時間和站點查看站點的運營狀況，并以報告的形式展示，支持導出成PDF文件和打印。

3.9 IC卡管理

充電樁可以通過刷卡進行支付和啟動充電，使用C/S程序?qū)ι漕l卡進行開卡、充值、退卡等操作。

3.10 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(huán)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(shù)設(shè)置。

4 系統(tǒng)應用價值

4.1 社會收益

?充電安全

實時監(jiān)控充電過程，對充電機輸入輸出過壓、欠壓、絕緣檢測故障、漏電、過溫、短路等故障進行告警，并以短信、APP推送、小程序、釘釘?shù)确绞酵ㄖ嚓P(guān)人員及時處理，避免過熱起火和電路老化等問題，保障充電安全。同時在短路時快速切斷回路，無危險火花產(chǎn)生，起到短路滅弧的作用，及時預防火災事故的發(fā)生。

?解決充電難的問題

統(tǒng)一安裝充電設(shè)備，終端用戶只需要把電瓶車停在充電區(qū)，按照指示操作就能充電，實現(xiàn)終端用戶的有序充電。

?解決管理難的問題

電瓶車集中停放、充電，易于管理，同時也更好地防止了被盜現(xiàn)象的發(fā)生，解決了用戶私拉亂接充電的問題。

?環(huán)境友好

通過功率拓撲創(chuàng)新、電磁屏蔽設(shè)計，降低電磁輻射，減少對電氣設(shè)備、對人體的影響。

4.2 經(jīng)濟收益

?廣告收益

充電樁可以投放商業(yè)廣告提高商家的額外收益。預計單個廣告每個屏收益1元/天。小程序可以接入微信廣告聯(lián)盟，平均收益40元/天。

?充電差價收益

通常充電樁按充電時間收費，每臺設(shè)備按1元充4小時計算，兩輪電動車功率為200W。充電期間都按200W計算，則4小時消耗電能0.88千瓦時。如每度電為0.6元，則4小時共計消費0.88*0.6=0.528元，充電一元錢的利潤則為1-0.528=0.472元。每臺充電樁每天充電10次，則每臺充電樁單日收益為4.72元，月收益為141.6元年收益為1722.8元。

按功率分檔收費，相對于按時間充電收益提高30%-60%。第1檔位：0-150W480分鐘/元；第2檔位：150-285W360分鐘/元；第3檔位：285-400W240分鐘/元；第4檔位：400-600W120分鐘/元。

?享受政府補貼

各地政府對電瓶車集中停放，集中充電及其重視，三令五申各類紅頭文件，對于這種基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)非常重視，一般都伴有車棚建設(shè)的補貼。參考浙江省文件補貼100元/點位。

?快速回籠資金

通過會員充值返現(xiàn)的活動快速回籠資金。