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充電樁無線通訊組網解決方案

充電樁無線通訊組網解決方案

充電樁,其功能類似于加油站里面的加油機,可以固定在地面或墻壁,安裝于公共建筑(公共樓宇、商場、公共停車場等)和居民小區停車場或充電站內,可以根據不同的電壓等級為各種型號的電動汽車充電。充電樁的輸入端與交流電網直接連接,輸出端都裝有充電插頭用于為電動汽車充電。充電樁一般提供常規充電和快速充電兩種充電方式,人們可以使用特定的充電卡在充電樁提供的人機交互操作界面上刷卡使用,進行相應的充電方式、工業級路由器plc遠程控制網關充電時間、費用數據打印等操作,充電樁顯示屏能顯示充電量、費用、充電時間等數據。

功能

充電樁(栓)能實現計時、計電度、計金額充電,可以作為市民購電終端。工業級路由器plc遠程控制網關同時為提高公共充電樁(栓)的效率和實用性,今后將陸續增加一樁(栓)多充和為電動自行車充電的功能。

國內電動汽車充電樁的發展情況

國家電網公司的充電站投資計劃:國家電網將分三個階段大力建設充電站和充電樁。第一階段(2010年)充電站主設備總投資規模將達到3億元,在27個網省公司建設75座充電站和6209個充電樁,初步建成電動汽車充電設施網絡架構;第二階段(2011-2015年)投資140億元,電動汽車充電站規模達到4000座,同步大力推廣建設充電樁,初步形成電動汽車充電網絡;第三階段(2016-2020年)投資180億元,電動汽車充電站達到10000座,同步全面開展充電樁配套建設,建成完整的電動汽車充電網絡。到2020年充電站主設備總投資將達到320億元。2010年充電站主設備中充電機、電能監控系統、有源濾波裝置的投資規模分別將達到1.5億元、2000萬元、6300萬元,第二階段的年均投資規模將迅速增長至14.4億元、1.6億元、6.72億元。2010年充電樁投資規模1.6億元,2011-2015充電樁投資規模45億元,年均投資9億元,是第一階段年均投資規模的5倍。到2020年,充電樁總投資將達到125億元。

技術實現

工業級路由器PLC遠程控制網關系統構成

電動汽車充電樁作為電動汽車的能量補給裝置,其充電性能關系到電池組的使用壽命、充電時間。這也是消費者在購買電動汽車之前最為關心的一個方面之一。實現對動力電池快速、高效、安全、合理的電量補給是電動汽車充電器設計的基本原則,另外,還要考慮充電器對各種動力電池的適用性。

快速充電器的控制系統組成:

地面充電站中充電器的方案

地面充電站中充電器的方案,該充電器由一個能將輸人的交流電轉換為直流電的整流器和一個能調節直流電功率的地面充電站中充電器的方案功率轉換器組成,通過把帶電線的插頭插入電動汽車上配套的插座中,直流電能就輸入蓄電池對其充電。充電器設置了一個鎖止杠桿以利于插入和取出插頭,同時杠桿還能提供一個確定已經鎖緊的信號以確保安全。根據充電器和車上電池管理系統相互之間的通訊,功率轉換器能在線調節直流充電功率,工業級路由器plc遠程控制網關而且充電器能顯示充電電壓、充電電流、充電量和充電費用。這只是充電樁的基本原理,許多細節問題都應在實際應用中不斷改進,已得到最便捷的使用方案。

建設要求

作為電網配用電側的電動汽車充電樁(栓),其結構的特殊性決定了自動化通信系統的特點是被測點多且分散、覆蓋面廣、通信距離短。并且隨著城市的發展,網絡拓撲要求具有靈活性和擴展性的結構,因此,電動汽車充電樁(栓)通信方式的選擇應考慮如下問題:

(1) 通信的可靠性——通信系統要長期經受惡劣環境和較強的電磁干擾或噪音干擾的考驗,并保持通信的暢通。

(2) 建設費用——在滿足可靠性的前提下,綜合考慮建設費用及長期使用和維護的費用。

(3) 雙向通信——不僅能實現信息量的上傳,還要實現控制量的下達。

(4) 多業務的數據傳輸速率——隨著以后終端業務量的不斷增長,主站到子站、子站到終端之間通信對實現多業務的數據傳輸速率要求越來越高。

(5) 通信的靈活性和可擴展性——由于充電樁(栓)具有控制點面多、面廣和分散的特點,要求采用標準的通信協議,隨著“ALL IP”網絡技術趨勢的發展以及電力運營業務的不斷增長,需要考慮基于IP的業務承載,同時要求便于安裝施工、調試、運行、維護。

通信方式

電動汽車充電樁屬于配電網側,其通信方式往往和配電網自動化一起綜合考慮。通信是配電網自動化的一個重點和難點,區域不同、條件不同,可應用的通信方式也不同,具體到電動汽車充電樁,其通信方式主要有有線方式和無線方式:

(1)有線方式

有線方式主要有:有線以太網(RJ45線、光纖)、工業串行總線(RS485、RS232、CAN總線)。

有線以太網主要優點是數據傳輸可靠、網絡容量大,缺點是布線復雜、擴展性差、施工成本高、靈活性差。

工業串行總線(RS485、RS232、CAN總線)優點是數據傳輸可靠,設計簡單,缺點是布網復雜、擴展性差、施工成本高、靈活性差、通信容量低。

(2)無線方式

無線方式主要采用移動運營商的移動數據接入業務,如:GRPS、3G、4G-LTE等。采用移動運營商的移動數據業務需要將電動汽車充電樁這一電網內部設備接入移動運營商的移動數據網絡,極大的方便了現場組網施工;而且隨著移動寬帶業務在國內的迅速普及和推廣,資費越來越低;各種專網技術的實現,安全性也有保證。

應用方案

我公司智聯物聯的ZD1000系列DTU,提供支持包括GPRS、3G、4G-LTE等整個系列網絡解決方案的終端產品,提供工業RS232串口或者RS485通訊接口,可服務于低速數據量情況下充電樁和后臺服務器的數據通訊。

我公司智聯物聯的ZR2000系列工業3G、4G路由器提供移動寬帶的數據通訊服務,可承載以太網接口的大數據量傳輸、視頻監控傳輸、GPS或北斗衛星定位等數據與位置服務。

電動汽車作為一種發展前景廣闊的綠色交通工具,今后的普及速度會異常迅猛,未來的市場前景也是異常巨大的。在全球能源危機和環境危機嚴重的大背景下,我國政府積極推進新能源汽車的應用與發展,充/換電站作為發展電動汽車所必須的重要配套基礎設施,具有非常重要的社會效益和經濟效益。一場興建電動汽車充/換電站的運動已經在全國范圍內展開。