產(chǎn)品分類(lèi)
Products安科瑞 陳聰 周潔
摘 要:全國各地電瓶車(chē)充電引發(fā)火災的事故時(shí)有發(fā)生,對人民群眾的生命財產(chǎn)安全造成了威脅,本文介紹的電瓶車(chē)充電樁收費平臺,采用無(wú)線(xiàn)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(chē)充電樁的狀態(tài)及充電過(guò)程進(jìn)行監控,及時(shí)對充電樁過(guò)壓、欠壓、空載、絕緣檢測故障、漏電、過(guò)溫、短路等一系列故障進(jìn)行預警和保護,并按照GB51348-2019《民用建筑電氣設計標準》中的規定設置限流式保護器,當線(xiàn)路發(fā)生短路時(shí)在150微秒內切斷回路,無(wú)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(chē)火災隱患,保護人們的生命財產(chǎn)安全。
關(guān)鍵詞:電瓶車(chē)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)為內部員工謀福利,計劃建造免費充電的電瓶車(chē)充電站點(diǎn),同時(shí)要兼顧充電安全的問(wèn)題。廠(chǎng)區內外共設置300臺電瓶車(chē)充電樁,每臺充電樁再搭配一套限流式保護器,用于及時(shí)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,所有設備采用局域網(wǎng)組網(wǎng)的方式,對傳輸的數據進(jìn)行加密,平臺實(shí)施本地化部署,在局域網(wǎng)內訪(fǎng)問(wèn),此外,系統需求主要包括:
● 采用刷卡方式啟動(dòng)充電,預留微信和支付寶充電方式
● 使用企業(yè)現有的員工卡進(jìn)行充電,且要防止卡被復制
● 通過(guò)監控值班室后臺實(shí)時(shí)監控充電樁狀態(tài)
● 實(shí)現三級保護功能,包括短路保護、功率保護和系統保護,其中系統保護指超過(guò)功率閾值時(shí)不允許增加充電位
2 系統結構
現場(chǎng)采用電瓶車(chē)智能充電樁和限流式保護器,對充電回路進(jìn)行采集,通過(guò)RS485接口與無(wú)線(xiàn)通信終端進(jìn)行通訊,實(shí)現電力參數的監測、預警與保護,再由無(wú)線(xiàn)通信終端,通過(guò)以太網(wǎng)將數據上傳至搭建在數據中心的電瓶車(chē)充電樁收費平臺。
平臺采用分層分布式結構進(jìn)行設計,詳細拓撲結構如下:
系統分為四層:即數據采集層、網(wǎng)絡(luò )傳輸層、數據中心層和客戶(hù)端層。
數據采集層:包括電瓶車(chē)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(chē)智能充電樁用于采集充電回路的電力參數,并進(jìn)行電能計量和保護。限流式保護器用于當線(xiàn)路發(fā)生短路時(shí),在150微秒內切斷回路,無(wú)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(wú)線(xiàn)通信終端。無(wú)線(xiàn)通信終端主動(dòng)采集數據采集層的數據,通過(guò)以太網(wǎng)將數據上傳至搭建好的數據庫服務(wù)器。
數據中心層:包含應用服務(wù)器和數據服務(wù)器,應用服務(wù)器部署數據采集服務(wù)、WEB網(wǎng)站,數據服務(wù)器部署實(shí)時(shí)數據庫、歷史數據庫、基礎數據庫。應用服務(wù)器和數據服務(wù)器部署在局域網(wǎng)內,與外網(wǎng)隔離。
客戶(hù)端層:系統管理員通過(guò)局域網(wǎng),在瀏覽器中訪(fǎng)問(wèn)電瓶車(chē)充電樁收費平臺。終端充電用戶(hù)通過(guò)刷卡的方式啟動(dòng)充電。
3 系統功能
在瀏覽器打開(kāi)平臺鏈接、輸入賬戶(hù)名和權限密碼,進(jìn)行登錄,防止未授權人員瀏覽有關(guān)信息。掃描左上角二維碼下載運維APP,可在移動(dòng)端對現場(chǎng)設備進(jìn)行日常運維。
顯示充電站地理位置、站點(diǎn)信息及充電設備狀態(tài),包括充電中、空閑、故障、離線(xiàn)等。統計充電站運營(yíng)數據和充電數據,包括充電金額、充電度數、充電次數、充電時(shí)長(cháng),并進(jìn)行今日、昨日、本月趨勢分析和對比。
3.3.1 充電站監控
展示當前充電站各充電樁的狀態(tài)及實(shí)時(shí)充電數據,統計站點(diǎn)和各充電樁今日充電數據,支持充電單價(jià)、設備重啟、充電/報警/保護等參數的遠程批量下發(fā),其中對于遠程參數設置進(jìn)行了權限控制,未授權的用戶(hù)不可操作,確?,F場(chǎng)設備正常運行。
3.3.2 充電樁監控
顯示充電樁各回路的狀態(tài)及充電數據,統計充電樁今日充電數據、訂單記錄、故障信息,可以查看訂單和故障的詳情。
3.5.1 賬戶(hù)管理
顯示所有關(guān)聯(lián)充電用戶(hù)的賬戶(hù)信息,可進(jìn)行充值、退款、凍結、解凍、注銷(xiāo)等操作。
3.5.2 充電記錄
顯示所有訂單數據,可以對訂單按照充電站、充電樁、支付方式、交易狀態(tài)等進(jìn)行分類(lèi)查詢(xún),可對充電中的充電樁進(jìn)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(lèi)型,微信、支付寶、IC卡、錢(qián)包等支付方式及交易金額。
3.5.4 充值記錄
顯示錢(qián)包賬戶(hù)充值記錄,包括微信、支付寶、現金等支付方式、充值金額和錢(qián)包余額等,可以打印充值金額收款票據。
3.6.1 故障查詢(xún)
顯示充電樁的故障信息及處理進(jìn)度,故障類(lèi)型包括過(guò)壓、欠壓、空載、絕緣檢測故障、漏電、過(guò)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,由運維人員到現場(chǎng)處理故障。
3.6.3 故障處理
顯示當前登錄用戶(hù)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(jìn)行閉環(huán)操作,支持圖片、文檔、視頻等附件上傳。
3.7.1 運營(yíng)趨勢
可按日、月、季度、年查看充電次數、充電時(shí)長(cháng)、充電金額,同時(shí)顯示對應的曲線(xiàn)圖。
3.7.2 能耗分析
可查看時(shí)段充電站和充電樁的用電量,顯示對應的能耗趨勢圖并進(jìn)行同環(huán)比分析。
3.7.3 故障分析
可查看相關(guān)時(shí)間內的故障數、故障狀態(tài)、故障類(lèi)型、趨勢分析及故障列表。
3.7.4 財務(wù)報表
可根據時(shí)間查看關(guān)聯(lián)站點(diǎn)的財務(wù)數據,包括預付金額、消費金額、退款金額、充值金額、賬戶(hù)余額等,可導出成excel表格。
3.7.5 收益查詢(xún)
可查看總的收益統計、收益變化曲線(xiàn)圖、支付占比餅圖及實(shí)際收益報表。
3.7.6 能耗報表
可按日、月、年查看各個(gè)充電樁的用電量,可導出成excel表格。
可根據選擇時(shí)間和站點(diǎn)查看站點(diǎn)的運營(yíng)狀況,并以報告的形式展示,支持導出成PDF文件和打印。
充電樁可以通過(guò)刷卡進(jìn)行支付和啟動(dòng)充電,使用C/S程序對射頻卡進(jìn)行開(kāi)卡、充值、退卡等操作。
面向運維人員使用,可以對站點(diǎn)和充電樁進(jìn)行管理、能夠進(jìn)行故障閉環(huán)處理、查詢(xún)流量卡使用情況、查詢(xún)充電\充值情況,進(jìn)行遠程參數設置。
4 系統應用價(jià)值
? 充電安全
實(shí)時(shí)監控充電過(guò)程,對充電機輸入輸出過(guò)壓、欠壓、絕緣檢測故障、漏電、過(guò)溫、短路等故障進(jìn)行告警,并以短信、APP推送、小程序、釘釘等方式通知相關(guān)人員及時(shí)處理,避免過(guò)熱起火和電路老化等問(wèn)題,保障充電安全。同時(shí)在短路時(shí)快速切斷回路,無(wú)危險火花產(chǎn)生,起到短路滅弧的作用,及時(shí)預防火災事故的發(fā)生。
? 解決充電難的問(wèn)題
統一安裝充電設備,終端用戶(hù)只需要把電瓶車(chē)停在充電區,按照指示操作就能充電,實(shí)現終端用戶(hù)的有序充電。
? 解決管理難的問(wèn)題
電瓶車(chē)集中停放、充電,易于管理,同時(shí)也更好地防止了被盜現象的發(fā)生,解決了用戶(hù)私拉亂接充電的問(wèn)題。
? 環(huán)境友好
通過(guò)功率拓撲創(chuàng )新、電磁屏蔽設計,降低電磁輻射,減少對電氣設備、對人體的影響。
? 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(gè)廣告每個(gè)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(jià)收益
通常充電樁按充電時(shí)間收費,每臺設備按1元充4小時(shí)計算,兩輪電動(dòng)車(chē)功率為200W。充電期間都按200W計算,則4小時(shí)消耗電能0.88千瓦時(shí)。如每度電為0.6元,則4小時(shí)共計消費0.88*0.6=0.528元,充電一元錢(qián)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(shí)間充電收益提高30%-60%。1檔位:0-150W480分鐘/元;2檔位:150-285W360分鐘/元;3檔位:285-400W240分鐘/元;4檔位:400-600W120分鐘/元。
? 享受政府補貼
各地政府對電瓶車(chē)集中停放,集中充電及其重視,三令五申各類(lèi)紅頭文件,對于這種基礎設施建設非常重視,一般都伴有車(chē)棚建設的補貼。參考浙江省文件補貼100元/點(diǎn)位。
? 快速回籠資金
通過(guò)會(huì )員充值的活動(dòng)快速回籠資金。
5 產(chǎn)品特點(diǎn)
● 承載電流:25A
● 每路輸出電流:3A
● 待機功率:3W
● 防護等級:IP65
● 可同時(shí)充 10 輛電瓶車(chē)。
● 尺寸空間大,內部空間充裕,具備充足的電氣安全性。
● 實(shí)體按鍵設計,手感實(shí)在,使用壽命長(cháng)。
● 顯示IC 刷卡次數,IC 卡余額,卡內余額語(yǔ)音播報。
● 每次扣費和充電時(shí)間可調,可多次刷卡掃碼,充電時(shí)間自動(dòng)累計。
● 可根據客戶(hù)需求開(kāi)通免費充電功能。
● 可使用微信、支付寶掃碼,刷卡支付充電。
● 自動(dòng)識別出現故障的線(xiàn)路,并伴有字母和語(yǔ)音提示。
● 具有斷電記憶功能,當出現斷電,來(lái)電后可以繼續使用剩余的時(shí)間充電。
● 具有拔掉斷電功能,當用戶(hù)拔掉充電器,及時(shí)自動(dòng)斷電。
● 具有充滿(mǎn)自停功能,自動(dòng)檢測電瓶車(chē)充電狀態(tài),如充滿(mǎn)則停止供電,計費時(shí)間清零。
● 具有過(guò)載保護功能,能識別大功率電器,自動(dòng)暫停供電,防止用戶(hù)私接插線(xiàn)板給多臺電瓶車(chē)充電。
● 具有短路保護功能,當出現短路,保險絲熔斷確保安全。
● 具有功率分檔功能,根據檢測到的功率,按照不同功率檔位設定的時(shí)間開(kāi)啟充電。
過(guò)溫保護功能,當檢測機箱溫度過(guò)高,停止充電
ASCP200-1型電氣防火限流式保護器可克服傳統斷路器、空氣開(kāi)關(guān)和監控設備存在的短路電流大、切斷短路電流時(shí)間長(cháng)、短路時(shí)產(chǎn)生的電弧火花大,以及使用壽命短等弊端,發(fā)生短路故障時(shí),能以微秒級速度快速限制短路電流以實(shí)現滅弧保護,從而能顯著(zhù)減少電氣火災事故,保障使用場(chǎng)所人員和財產(chǎn)的安全。
● 短路保護:保護器實(shí)時(shí)監測用電線(xiàn)路電流,當線(xiàn)路發(fā)生短路故障時(shí),能在150微秒內實(shí)現快速限流保護,并發(fā)出聲光報警信號;
● 過(guò)載保護:當線(xiàn)路電流過(guò)載且持續時(shí)間超過(guò)動(dòng)作時(shí)間(3~60秒可設)時(shí),保護器啟動(dòng)限流保護,并發(fā)出聲光報警信號;
● 表內超溫保護:當保護器內部器件工作溫度過(guò)高時(shí),保護器實(shí)施超溫限流保護,并發(fā)出聲光報警信號;
● 組網(wǎng)通訊:保護器具有1路RS485接口,可以將數據發(fā)送到后臺監控系統,實(shí)現遠程監控
● 支持串口MODBUS RTU協(xié)議的數據采集,并通過(guò)安科瑞平臺協(xié)議與安科瑞服務(wù)器通訊。
● 支持30個(gè)MODBUS RTU設備的數據采集。
● 支持對每個(gè)MODBUS設備5個(gè)寄存器地址域的采集,每個(gè)寄存器地址范圍不超過(guò)64個(gè)。
● 支持對每個(gè)MODBUS地址范圍預設報警地址以及報警值觸發(fā)報警。每個(gè)地址域報警地址目前5個(gè)。
● 支持服務(wù)器MODBUS或者LoRa透傳通訊。
● 支持固定IP和動(dòng)態(tài)域名解析方式連接數據中心。
● 支持透明傳輸協(xié)議,通用模式(主動(dòng)輪抄,定時(shí)上報),MQTT協(xié)議,智慧用電無(wú)線(xiàn)協(xié)議,預付費無(wú)線(xiàn)協(xié)議等,可定制開(kāi)發(fā)。
● AWT100-LW無(wú)線(xiàn)通信終端可通過(guò)LoRa通訊將數據上傳至服務(wù)器
6 結語(yǔ)
各級政府部門(mén)高度重視電瓶車(chē)充電引發(fā)火災的危害,GB51348-2019《民用建筑電氣設計標準》中也規定了儲備倉庫、電動(dòng)車(chē)充電等場(chǎng)所的末端回路應設置限流式電氣防火保護器。AcrelCloud-9500電瓶車(chē)充電樁收費平臺將現場(chǎng)的離散電瓶車(chē)充電樁接入平臺,進(jìn)行集中管理,降低管理難度,方便用戶(hù)運維,同時(shí)通過(guò)充電樁本身的安全監控與保護,結合限流式保護器,能夠及時(shí)的杜絕充電過(guò)程中存在的火災隱患,讓充電安全、放心,能夠切實(shí)保障人民群眾的生命財產(chǎn)安全。
參考文獻
[1] Q/320281DGB57-2019《江蘇安科瑞電器制造有限公司電瓶車(chē)智能充電樁企業(yè)標準》
[2] GB51348-2019《民用建筑電氣設計標準》
[3] 《關(guān)于規范電動(dòng)車(chē)停放充電加強火災防范的通告》
證書(shū)報告