浅聊电动汽车充电站电气系统设计与应用

张继冬

安科瑞电气股份有限公司 上海嘉定 201801

摘要： 随着全球对环境保护的日益重视以及电动汽车技术的不断发展，电动汽车充电站的建设成为推动电动汽车普及的关键环节。本文深入探讨了电动汽车充电站电气系统的设计与应用，包括电气系统的组成、设计原则、关键设备选型以及安全防护等方面，旨在为电动汽车充电站的建设提供理论参考和实践指导。

1. 输出功率
   根据电动汽车的电池容量和充电需求，选择合适输出功率的充电桩。一般来说，小型电动汽车可以选择输出功率为 7kW 左右的交流充电桩，大型电动汽车可以选择输出功率为 60kW 以上的直流充电桩。

2. 充电接口
   充电桩的充电接口应符合国家标准，并与电动汽车的充电接口相匹配。目前，我国电动汽车充电接口主要有 GB/T 20234 标准和 CCS 标准两种。

3. 防护等级
   充电桩应具有良好的防护等级，能够适应不同的环境条件。一般来说，充电桩的防护等级应不低于 IP54。

4. 功能特点
   充电桩应具备电量计量、计费管理、远程监控等功能，方便用户使用和管理。

1. 容量选择
   根据充电站的规划容量和负荷特性，选择合适容量的变压器。一般来说，变压器的容量应略大于充电站的最大负荷需求。

2. 电压等级
   变压器的电压等级应与外部供电线路的电压等级相匹配，并满足充电站内部用电设备的电压要求。

3. 节能性能
   选择节能性能好的变压器，降低变压器的损耗，提高能源利用效率。

1. 功能要求
   监控系统应具备实时监测、远程控制、故障诊断、数据存储等功能，能够满足充电站的运行管理需求。

2. 通信方式
   监控系统应支持多种通信方式，如以太网、GPRS、4G 等，以便实现远程监控和数据传输。

3. 可靠性和稳定性
   监控系统应具有高可靠性和稳定性，能够在恶劣的环境条件下正常运行。

五、充电站电气系统设计解决方案

通过综合考虑充电站的规模、布局、电网配电情况以及访客的充电需求，进行合理的充电设施布局规划、选择适当的充电桩类型和功率规格，以及引入稳定可靠的运营平台管理系统，以提升用户体验和满足日益增长的新能源车辆充电需求。此解决方案具备智能化管理、多样化设备、安全可靠、节能环保、灵活扩展和数据统计等特点，能够为充电站提供高效便捷的充电服务。

图1系统设计图

图2 平台结构图

充电运营管理平台是基于物联网和大数据技术的充电设施管理系统，可以实现对充电桩的监控、调度和管理，提高充电桩的利用率和充电效率，提升用户的充电体验和服务质量。用户可以通过APP或小程序提前预约充电，避免在充电站排队等待的情况，同时也能为充电站提供更准确的充电需求数据，方便后续的调度和管理。通过平台可对充电桩的功率、电压、电流等参数进行实时监控，及时发现和处理充电桩故障和异常情况对充电桩的功率进行控制和管理，确保充电桩在合理的功率范围内充电，避免对电网造成过大的负荷。

六、安科瑞充电桩云平台具体的功能

平台除了对充电桩的监控外，还对充电站的光伏发电系统、储能系统以及供电系统进行集中监控和统一协调管理，提高充电站的运行可靠性，降低运营成本，平台系统架构如图3所示。

图2 充电桩运营管理平台系统架构

大屏显示：展示充电站设备统计、使用率排行、运营统计图表、节碳量统计等数据。

图3 大屏展示界面

站点监控：显示设备实时状态、设备列表、设备日志、设备状态统计等功能。

图4 站点监控界面

设备监控：显示设备实时信息、配套设备状态、设备实时曲线、关联订单信息、充电功率曲线等。

图5 设备监控界面

运营趋势统计：显示运营信息查询、站点对比曲线、日月年报表、站点对比列表等功能。

图6 运营趋势界面

收益查询：提供收益汇总、实际收益报表、收益变化曲线、支付方式占比等功能。

图7 收益查询界面

故障分析：提供故障汇总、故障状态饼图、故障趋势分析、故障类型饼图等功能。

图8 故障分析界面

订单记录：提供实时/历史订单查询、订单终止、订单详情、订单导出、运营商应收信息、充电明细、交易流水查询、充值余额明细等功能。

图9 订单查询界面

七、产品选型

安科瑞为广大用户提供慢充和快充两种充电方式，便携式、壁挂式、落地式等多种类型的充电桩，包含智能7kw/21kw交流充电桩，30kw直流充电桩，60kw/80kw/120kw/180kw直流一体式充电桩来满足新能源汽车行业快速、经济、智能运营管理的市场需求。实现对动力电池快速、高效、安全、合理的电量补给，同时为提高公共充电桩的效率和实用性，具有有智能监测：充电桩智能控制器对充电桩具备测量、控制与保护的功能；智能计量：输出配置智能电能表，进行充电计量，具备完善的通信功能；云平台：具备连接云平台的功能，可以实现实时监控，财务报表分析等等；远程升级：具备完善的通讯功能，可远程对设备软件进行升级；保护功能：具备防雷保护、过载保护、短路保护，漏电保护和接地保护等功能；适配车型：满足国标充电接口，适配所有符合国标的电动汽车，适应不同车型的不同功率。下面是具体产品的型号和技术参数。

八、现场图片

参考文献:

[1]蔡海青代伟赵静怡王城张志杰李书勇.基于多参数规划的电动汽车充电站有效容量评估方法[J].中国电力,2022,55(11):175-183.

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[3]张端鸿、史一炜、冯冬涵、周云、李恒杰,含多类型充电设施的城市电动汽车充电站群协同规划方法[J].电测与仪表,2020，57(20):7

作者介绍：

张继冬，男，现任职于安科瑞电气股份有限公司。