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韓歡慶
安科瑞電氣股份有限公司 上海嘉定201801
摘要：在化石能源日益緊縮的今天，新能源車輛逐漸走進了千家萬戶，與傳統(tǒng)化石能源車輛相比，以電驅(qū)動的新能源車輛能源利用率高，縮短了能源傳遞過程，實現(xiàn)了能源有效利用。根據(jù)能量守恒定律可知，任何能量既不會憑空產(chǎn)生也不會隨意消失，只是從一種形式轉(zhuǎn)變?yōu)榱硪环N形式，新能源車輛的能量來源為電能，作為新能源車輛的充電裝置，充電安裝前需充分考慮充電樁的安裝位置以及與電網(wǎng)的掛靠情況，本文首先分析現(xiàn)存充電樁的安裝問題，從充電樁準(zhǔn)備工作、電線鋪設(shè)情況以及接通測試過程進行系統(tǒng)性論述，為充電樁安裝人員提供必要的理論借鑒，推動安裝流程科學(xué)可靠。
關(guān)鍵詞：充電樁；公共安裝；流程設(shè)計
0引言
隨著我國工業(yè)水平的不斷進步，我國汽車工業(yè)發(fā)展動力強勁，在新能源汽車領(lǐng)域，我國與西方發(fā)達實現(xiàn)了跟跑到并跑階段，越來越多的國人可以在國內(nèi)購買到擁有產(chǎn)權(quán)的國產(chǎn)車輛，新能源車輛擁有使出行成本降低、可實現(xiàn)綠色出行的特性，已經(jīng)受到社會的推崇，推出了扶持新能源車輛發(fā)展的利好性政策，鼓勵新能源的推廣和普及。但作為新能源普及中的一大障礙，充電樁數(shù)量以及安裝可靠性，往往是阻擋群眾購買充電樁重點考慮的問題，本文將分析介紹充電樁安裝存在問題，對充電樁安裝工藝進行分析，為掃除新能源車輛普及的障礙做貢獻。
1充電樁安裝遇到問題
1.1充電樁充電效率低
新能源車輛的許用電壓與家用電器與眾不同，如果直接并入到家庭電路中就會造成電壓的不適配情況出現(xiàn)，電池電壓與充電器電壓長期得不到適配就會導(dǎo)致新能源車輛電池虛標(biāo)，電池老化加速。與化石能源車輛相比新能源車輛的動力補給周期較長，低效率充電功能往往不能有效滿足長距離出行需求，而充電效率低下正是延長了乘客與司機的等待時間，造成厭煩出行心理。沒有經(jīng)過系統(tǒng)培訓(xùn)的充電樁安裝人員遺漏對變壓器以及穩(wěn)壓器安裝，電壓和電流不能根據(jù)需求合理放大，不但會延長充電時間，也會導(dǎo)致電池發(fā)熱。
1.2缺少密封性構(gòu)件安裝
在城市空間相對緊縮的今天，地下分層停車空間是解決城市空間緊張的方法，擁有地下車位的新能源車主會選在車位后方進行充電樁安裝，充電樁是固定設(shè)施，而車輛是移動工具，長期固定在地面或墻面的充電樁會在地下較為潮濕的空間出現(xiàn)腐蝕與銹蝕情況，不但影響了使用美觀，同時內(nèi)部線路銹蝕也會導(dǎo)致整個電路出現(xiàn)短路，久而久之會引起充電功能失效，造成使用不便。密封構(gòu)件多數(shù)是制造充電樁廠家附贈的微小零件，安裝人員應(yīng)根據(jù)地區(qū)氣候進行增加密封構(gòu)件數(shù)量，確保樁體內(nèi)部干燥。
1.3充電樁不能實現(xiàn)智能充電和提醒功能
安裝過程缺少必要測試過程就不能實現(xiàn)充電樁智能充電與提醒功能，在萬物互聯(lián)的時代，充電樁應(yīng)實時檢測汽車電量，調(diào)整自身充電速率，在車輛電量低于百分之八十期間實現(xiàn)全功率充電，而電量突破百分之八十后，實現(xiàn)慢速充電及涓流充電，保護電池電芯的同時也避免電池自身放電情況出現(xiàn)。在日常使用中，多數(shù)車主都會選擇在逛商場或日常應(yīng)酬期間選擇對車輛充電，如果充電樁不能實時提醒充電進程，車主往往會提前回到車內(nèi)，電池不能完整經(jīng)歷充放電周期,就會導(dǎo)致新能源車輛的綜合續(xù)航能力下降。工作人員缺少網(wǎng)絡(luò)調(diào)試經(jīng)驗，以及對安裝規(guī)程不夠了解都是導(dǎo)致的充電樁不能實現(xiàn)智能充電的主要原因。
2充電樁安裝關(guān)鍵工藝分析
2.1安裝前進行必要準(zhǔn)備工作
充電樁安裝需土木建筑與電氣工程專業(yè)技術(shù)人員共同完成，在充電樁安裝前應(yīng)考慮車輛充電口位置，以及充電樁的充電線的長度，確保在連接充電時，電線呈自然彎曲下垂?fàn)顟B(tài)，避免對線路出現(xiàn)緊致拉伸情況。土木技術(shù)人員應(yīng)清潔安裝位置，確保安裝位置水平，杜絕充電樁不接地情況出現(xiàn)，項目負責(zé)人員將充電樁廠家附帶的說明書應(yīng)進行多份印刷，確保所有技術(shù)人員都能了解科學(xué)安裝要求，對充電樁的使用環(huán)境大體了解，同時知曉充電樁的各種功能，保證后期的科學(xué)檢測。
2.2線路鋪設(shè)工作
充電樁在安裝時的線路鋪設(shè)工作是工程量較大的工作，在線路對接之前要保證充電樁與商業(yè)用電電網(wǎng)相連接，在分電處進行穩(wěn)壓器安裝，避免交變電流在發(fā)生原理性震蕩時，對汽車電池損壞，在墻面開槽與地面開槽時應(yīng)避開承重墻，所有內(nèi)隱線路布設(shè)時，需選用塑料套管對電線進行裝套，確保電線與塑料管之間不留虛位，起到對電線的保護作用。在需要穿墻時，應(yīng)利用扭力測試儀對電線拉扯力進行測量，避免過大的拉力造成線路的扯斷。無論在任何區(qū)域和位置都避免線路纏繞與重疊，避免大電流流過時產(chǎn)生的電磁效應(yīng)彼此干擾。
2.3設(shè)備安裝工作
充電樁由于自重較重，縱向高度高，需在安裝前進行安裝地基構(gòu)件，確保充電樁堅固性以及防撞擊特性，在鋼筋埋設(shè)完畢后，選用混凝土二次澆筑的形式進行二次封裝，確保充電樁與地面連接處的封閉性，避免鼠蟲通過連接處進入到充電樁內(nèi)部，造成短路情況。適時加高地基以保證充電樁的防水特性，在地基內(nèi)部應(yīng)預(yù)留地線位置，確保充電樁時刻接地，以防止漏電情況發(fā)生。在安裝時應(yīng)在充電樁可活動區(qū)域，或不同構(gòu)件連接處選用絕緣的橡膠墊圈作為填充，增加了充電樁的防腐特性，避免充電樁充電時的熱量損失。在部分地區(qū)安裝時，應(yīng)進行防盜網(wǎng)的設(shè)計與安裝，避免充電樁遭到破壞或偷竊。只有完成充電樁主體的安裝才能與線路進行對接，確保充電樁安全使用。
2.4整體調(diào)試與測試
整體測試是充電樁整個安裝的一點，同時也是*有技術(shù)含量的工作，在安裝與測試的任何階段，都應(yīng)進行斷電安裝與斷電測試以保證測試人員的安全。測試分為線路測試，充電狀態(tài)可靠性測試以及智能功能測試，測試線路布設(shè)是否科學(xué)安全，確保所有線路不會受到拉扯，測試樁體是否接地，在整個測試完畢后，對智能充電功能進行調(diào)試與測試，通過樹莓派多程序接口將電腦與充電芯片進行連接，檢查芯片內(nèi)部程序的錯誤性，檢查所有算法語句的編寫情況，確保在正常工作中不會出現(xiàn)語句干涉情況，造成維修問題情況。在對無線遙感傳輸測試時，核實物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)協(xié)議與充電樁入網(wǎng)許可，進行無線網(wǎng)絡(luò)的適配，適配完畢后需測試回頻穩(wěn)定性以及數(shù)據(jù)及時回傳功能，杜絕延遲傳送情況出現(xiàn)，為使用者提供更加準(zhǔn)確可靠的充電情況。
2.5物業(yè)與專業(yè)檢測機構(gòu)評定
檢測與評定是*后一道工序，也是實現(xiàn)與客戶交接的關(guān)鍵。安裝完畢后的充電樁應(yīng)經(jīng)過專業(yè)檢測機構(gòu)與物業(yè)公司的綜合性評定，確保占地面積在規(guī)定范圍內(nèi)，專業(yè)測試機構(gòu)會測定充電樁的并入對電網(wǎng)的承載壓力，以及充電樁滿足的使用安全等級，避免用戶在使用中出現(xiàn)危險。對充電樁的防火設(shè)置以及漏電切斷設(shè)施的檢查往往是重要檢查的部分，自動化切斷過程是杜絕漏電發(fā)生的關(guān)鍵設(shè)備。檢測人員在檢測完畢后應(yīng)將個人姓名與聯(lián)系電話用鋼印的形式印刻在充電樁表面，實現(xiàn)檢測結(jié)果的終身負責(zé)制。只有在專業(yè)檢測機構(gòu)開具檢測合格證明后，物業(yè)人員才能批準(zhǔn)使用，允許線路供電。這時，所有的安裝工序已經(jīng)完成，施工方可以將安裝好的充電樁移交給客戶，客戶可進行安裝尾款的補交。
3安科瑞充電樁收費運營云平臺
3.1概述
AcrelCloud-9000安科瑞充電柱收費運營云平臺系統(tǒng)通過物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)對接入系統(tǒng)的電動電動自行車充電站以及各個充電整法行不間斷地數(shù)據(jù)采集和監(jiān)控，實時監(jiān)控充電樁運行狀態(tài)，進行充電服務(wù)、支付管理，交易結(jié)算，資要管理、電能管理，明細查詢等。同時對充電機過溫保護、漏電、充電機輸入/輸出過壓，欠壓，絕緣低各類故障進行預(yù)警；充電樁支持以太網(wǎng)、4G或WIFI等方式接入互聯(lián)網(wǎng)，用戶通過微信、支付寶，云閃付掃碼充電。
3.2應(yīng)用場所
適用于民用建筑、一般工業(yè)建筑、居住小區(qū)、實業(yè)單位、商業(yè)綜合體、學(xué)校、園區(qū)等充電樁模式的充電基礎(chǔ)設(shè)施設(shè)計。
3.3系統(tǒng)結(jié)構(gòu)
3.3.1系統(tǒng)分為四層：
1）即數(shù)據(jù)采集層、網(wǎng)絡(luò)傳輸層、數(shù)據(jù)層和客戶端層。
2）數(shù)據(jù)采集層：包括電瓶車智能充電樁通訊協(xié)議為標(biāo)準(zhǔn)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。
3）網(wǎng)絡(luò)傳輸層：通過4G網(wǎng)絡(luò)將數(shù)據(jù)上傳至搭建好的數(shù)據(jù)庫服務(wù)器。
4）數(shù)據(jù)層：包含應(yīng)用服務(wù)器和數(shù)據(jù)服務(wù)器，應(yīng)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。
5）應(yīng)客戶端層：系統(tǒng)管理員可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掃碼的方式啟動充電。
小區(qū)充電平臺功能主要涵蓋充電設(shè)施智能化大屏、實時監(jiān)控、交易管理、故障管理、統(tǒng)計分析、基礎(chǔ)數(shù)據(jù)管理等功能，同時為運維人員提供運維APP，充電用戶提供充電小程序。
3.4安科瑞充電樁云平臺系統(tǒng)功能
3.4.1智能化大屏
智能化大屏展示站點分布情況，對設(shè)備狀態(tài)、設(shè)備使用率、充電次數(shù)、充電時長、充電金額、充電度數(shù)、充電樁故障等進行統(tǒng)計顯示，同時可查看每個站點的站點信息、充電樁列表、充電記錄、收益、能耗、故障記錄等。統(tǒng)一管理小區(qū)充電樁，查看設(shè)備使用率，合理分配資源。
3.4.2實時監(jiān)控
實時監(jiān)視充電設(shè)施運行狀況，主要包括充電樁運行狀態(tài)、回路狀態(tài)、充電過程中的充電電量、充電電壓/電流，充電樁告警信息等。
3.4.3交易管理
平臺管理人員可管理充電用戶賬戶，對其進行賬戶進行充值、退款、凍結(jié)、注銷等操作，可查看小區(qū)用戶每日的充電交易詳細信息。
3.4.4故障管理
設(shè)備自動上報故障信息，平臺管理人員可通過平臺查看故障信息并進行派發(fā)處理，同時運維人員可通過運維APP收取故障推送，運維人員在運維工作完成后將結(jié)果上報。充電用戶也可通過充電小程序反饋現(xiàn)場問題。
3.4.5統(tǒng)計分析
通過系統(tǒng)平臺，從充電站點、充電設(shè)施、、充電時間、充電方式等不同角度，查詢充電交易統(tǒng)計信息、能耗統(tǒng)計信息等。
3.4.6基礎(chǔ)數(shù)據(jù)管理
在系統(tǒng)平臺建立運營商戶，運營商可建立和管理其運營所需站點和充電設(shè)施，維護充電設(shè)施信息、價格策略、折扣、優(yōu)惠活動，同時可管理在線卡用戶充值、凍結(jié)和解綁。
3.4.7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，同時可接收故障推送
3.4.8充電小程序
面向充電用戶使用，可查看附近空閑設(shè)備，主要包含掃碼充電、賬戶充值，充電卡綁定、交易查詢、故障申訴等功能。
3.5系統(tǒng)硬件配置
類型 | 型號 | 圖片 | 功能 |
安科瑞充電樁收費運營云平臺 | AcrelCloud-9000 |
| 安科瑞響應(yīng)節(jié)能環(huán)保、綠色出行的號召，為廣大用戶提供慢充和快充兩種充電方式壁掛式、落地式等多種類型的充電樁，包含智能7kW交流充電樁，30kW壁掛式直流充電樁，智能60kW/120kW直流一體式充電樁等來滿足新能源汽車行業(yè)快速、經(jīng)濟、智能運營管理的市場需求，提供電動汽車充電軟件解決方案，可以隨時隨地享受便捷高效安全的充電服務(wù)，微信掃一掃、微信公眾號、支付寶掃一掃、支付寶服務(wù)窗，充電方式多樣化，為車主用戶提供便捷、高效、安全的充電服務(wù)。實現(xiàn)對動力電池快速、高效、安全、合理的電量補給，能計時，計電度、計金額作為市民購電終端，同時為提高公共充電樁的效率和實用性。 |
互聯(lián)網(wǎng)版智能交流樁 | AEV-AC007D |
| 額定功率7kW，單相三線制，防護等級IP65，具備防雷 保護、過載保護、短路保護、漏電保護、智能監(jiān)測、智能計量、遠程升級，支持刷卡、掃碼、即插即用。 通訊方：4G/wifi/藍牙支持刷卡，掃碼、免費充電可選配顯示屏 |
互聯(lián)網(wǎng)版智能直流樁 | AEV-DC030D |
| 額定功率30kW，三相五線制，防護等級IP54，具備防雷保護、過載保護、短路保護、漏電保護、智能監(jiān)測、智能計量、恒流恒壓、電池保護、遠 程升級，支持刷卡、掃碼、即插即用 通訊方式：4G/以太網(wǎng) 支持刷卡，掃碼、免費充電 |
互聯(lián)網(wǎng)版智能直流樁 | AEV-DC060S |
| 額定功率60kW，三相五線制，防護等級IP54，具備防雷保護、過載保護、短路保護、漏電保護、智能監(jiān)測、智能計量、恒流恒壓、電池保護、遠程升級，支持刷卡、掃碼、即插即用 通訊方式：4G/以太網(wǎng) 支持刷卡，掃碼、免費充電 |
互聯(lián)網(wǎng)版智能直流樁 | AEV-DC120S |
| 額定功率120kW，三相五線制，防護等級IP54，具備防雷保護、過載保護、短路保護、漏電保護、智能監(jiān)測、智能計量、恒流恒壓、電池保護、遠程升級，支持刷卡、掃碼、即插即用 通訊方式：4G/以太網(wǎng) 支持刷卡，掃碼、免費充電 |
10路電瓶車智能充電樁 | ACX10A系列 |
| 10路承載電流25A，單路輸出電流3A，單回路功率1000W，總功率5500W。充滿自停、斷電記憶、短路保護、過載保護、空載保護、故障回路識別、遠程升級、功率識別、獨立計量、告警上報。 ACX10A-TYHN：防護等級IP21，支持投幣、刷卡，掃碼、免費充電 ACX10A-TYN：防護等級IP21，支持投幣、刷卡，免費充電 ACX10A-YHW：防護等級IP65，支持刷卡，掃碼，免費充電 ACX10A-YHN：防護等級IP21，支持刷卡，掃碼，免費充電 ACX10A-YW：防護等級IP65，支持刷卡、免費充電 ACX10A-MW：防護等級IP65，僅支持免費充電 |
2路智能插座 | ACX2A系列 |
| 2路承載電流20A，單路輸出電流10A，單回路功率2200W，總功率4400W。充滿自停、斷電記憶、短路保護、過載保護、空載保護、故障回路識別、遠程升級、功率識別，報警上報。 ACX2A-YHN：防護等級IP21，支持刷卡、掃碼充電 ACX2A-HN：防護等級IP21，支持掃碼充電 ACX2A-YN：防護等級IP21，支持刷卡充電 |
20路電瓶車智能充電樁 | ACX20A系列 |
| 20路承載電流50A，單路輸出電流3A，單回路功率1000W，總功率11kW。充滿自停、斷電記憶、短路保護、過載保護、空載保護、故障回路識別、遠程升級、功率識別，報警上報。 ACX20A-YHN：防護等級IP21，支持刷卡，掃碼，免費充電 ACX20A-YN：防護等級IP21，支持刷卡，免費充電 |
落地式電瓶車智能充電樁 | ACX10B系列 |
| 10路承載電流25A，單路輸出電流3A，單回路功率1000W，總功率5500W。充滿自停、斷電記憶、短路保護、過載保護、空載保護、故障回路識別、遠程升級、功率識別、獨立計量、告警上報。 ACX10B-YHW：戶外使用，落地式安裝，包含1臺主機及5根立柱，支持刷卡、掃碼充電,不帶廣告屏 ACX10B-YHW-LL：戶外使用，落地式安裝，包含1臺主機及5根立柱，支持刷卡、掃碼充電。液晶屏支持U盤本地投放圖片及視頻廣告 |
智能邊緣計算網(wǎng)關(guān) | ANet-2E4SM |
| 4路RS485串口，光耦隔離，2路以太網(wǎng)接口，支持ModbusRtu、ModbusTCP、DL/T645-1997、DL/T645-2007、CJT188-2004、OPCUA、ModbusTCP（主、從）、104（主、從）、建筑能耗、SNMP、MQTT；（主模塊）輸入電源：DC12V～36V。支持4G擴展模塊，485擴展模塊。 |
擴展模塊ANet-485 | M485模塊：4路光耦隔離RS485 | ||
擴展模塊ANet-M4G | M4G模塊：支持4G全網(wǎng)通 | ||
導(dǎo)軌式單相電表 | ADL200 |
| 單相電參量U、I、P、Q、S、PF、F測量，輸入電流：10（80）A； 電能精度：1級 支持Modbus和645協(xié)議 證書：MID/CE認證 |
導(dǎo)軌式電能計量表 | ADL400 |
| 三相電參量U、I、P、Q、S、PF、F測量，分相總有功電能，總正反向有功電能統(tǒng)計，總正反向無功電能統(tǒng)計；紅外通訊；電流規(guī)格：經(jīng)互感器接入3×1（6）A，直接接入3×10（80）A，有功電能精度0.5S級，無功電能精度2級 證書：MID/CE認證 |
無線計量儀表 | ADW300 |
| 三相電參量U、I、P、Q、S、PF、F測量，有功電能計量（正、反向）、四象限無功電能、總諧波含量、分次諧波含量（2～31次）；A、B、C、N四路測溫；1路剩余電流測量；支持RS485/LoRa/2G/4G/NB；LCD顯示；有功電能精度：0.5S級（改造項目） 證書：CPA/CE認證 |
導(dǎo)軌式直流電表 | DJSF1352-RN |
| 直流電壓、電流、功率測量，正反向電能計量，復(fù)費率電能統(tǒng)計，SOE事件記錄:8位LCD顯示:紅外通訊:電壓輸入較大1000V，電流外接分流器接入(75mV)或霍爾元件接入(0-5V);電能精度1級，1路485通訊，1路直流電能計量AC/DC85-265V供電 證書：MID/CE認證 |
面板直流電表 | PZ72L-DE |
| 直流電壓、電流、功率測量，正反向電能計量:紅外通訊:電壓輸入大1000V，電流外接分流器接入·(75mV)或霍爾元件接入(0-20mA0-5V);電能精度1級 證書：CE認證 |
電氣防火限流式保護器 | ASCP200-63D |
| 導(dǎo)軌式安裝，可實現(xiàn)短路限流滅弧保護、過載限流保護、內(nèi)部超溫限流保護、過欠壓保護、漏電監(jiān)測、線纜溫度監(jiān)測等功能;1路RS485通訊，1路NB或4G無線通訊(選配);額定電流為0~63A，額定電流菜單可設(shè)。 |
4結(jié)語
新能源車輛是汽車發(fā)展的趨勢也是緩解化石能源日益緊縮的絕好方法，但在新能源汽車普及進程中會遇到很多障礙，充電樁數(shù)量與使用穩(wěn)定問題是新能源走進更多的家庭中的重要障礙，社會應(yīng)加快組建專業(yè)的充電樁檢測機構(gòu)，確保檢測科學(xué)有效具有性，施工隊也應(yīng)提高施工責(zé)任感，提高土木專業(yè)與電子信息專業(yè)技術(shù)人員配合意識，為推動充電樁事業(yè)蓬勃發(fā)展作出更大貢獻。
參考文獻
[1]曹新穎,付涵,霍宣敏,楊澤垠,王茜,閆澤民.探究電動汽車充電樁現(xiàn)場檢測的方法[J].時代汽車,2021(22):123-124.
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[5]徐強.充電樁現(xiàn)場安裝施工流程設(shè)計
作者簡介
韓歡慶，女，安科瑞電氣股份有限公司，從事電氣相關(guān)物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)研發(fā)工作；
注：禁止非法改裝
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