淺談在河南某軍工企業(yè)中AcrelCloud-9500電瓶車充電樁收費(fèi)平臺的應(yīng)用 安科瑞周靜嫻
摘 要:全國各地電瓶車充電引發(fā)火災(zāi)的事故時有發(fā)生,對人民群眾的生命財產(chǎn)安全造成了威脅,本文介紹的電瓶車充電樁收費(fèi)平臺,采用無線通信技術(shù)、物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)和電氣火災(zāi)探測及防護(hù)技術(shù),對電瓶車充電樁的狀態(tài)及充電過程進(jìn)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(jìn)行預(yù)警和保護(hù),并按照GB51348-2019《民用建筑電氣設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)》中的規(guī)定設(shè)置限流式保護(hù)器,當(dāng)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(yù)防火災(zāi)事故,防范電瓶車火災(zāi)隱患,保護(hù)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(yù)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(fèi)充電的電瓶車充電站點(diǎn),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(hù)器,用于及時切除火災(zāi)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(jìn)行加密,平臺實(shí)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(yù)留微信和支付寶充電方式
??● 使用企業(yè)現(xiàn)有的員工卡進(jìn)行充電,且要防止卡被復(fù)制
??● 通過監(jiān)控值班室后臺實(shí)時監(jiān)控充電樁狀態(tài)
??● 實(shí)現(xiàn)三級保護(hù)功能,包括短路保護(hù)、功率保護(hù)和系統(tǒng)保護(hù),其中系統(tǒng)保護(hù)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(hù)器,對充電回路進(jìn)行采集,通過RS485接口與無線通信終端進(jìn)行通訊,實(shí)現(xiàn)電力參數(shù)的監(jiān)測、預(yù)警與保護(hù),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(fèi)平臺。
??平臺采用分層分布式結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計,詳細(xì)拓?fù)浣Y(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(hù)器,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(jìn)行電能計量和保護(hù)。限流式保護(hù)器用于當(dāng)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(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(shí)時數(shù)據(jù)庫、歷史數(shù)據(jù)庫、基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫。應(yīng)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(fèi)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(jìn)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(yùn)維APP,可在移動端對現(xiàn)場設(shè)備進(jìn)行日常運(yùn)維。
??3.2 首頁
??顯示充電站地理位置、站點(diǎn)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(yùn)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(jìn)行今日、昨日、本月趨勢分析和對比。
??3.3 實(shí)時監(jiān)控
??3.3.1 充電站監(jiān)控
??展示當(dāng)前充電站各充電樁的狀態(tài)及實(shí)時充電數(shù)據(jù),統(tǒng)計站點(diǎn)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(hù)等參數(shù)的遠(yuǎn)程批量下發(fā),其中對于遠(yuǎn)程參數(shù)設(shè)置進(jìn)行了權(quán)限控制,未授權(quán)的用戶不可操作,確保現(xiàn)場設(shè)備正常運(yùn)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(hù)器的狀態(tài),包括線路中的剩余電流、溫度及異常報警,當(dāng)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(jìn)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(jìn)行分類查詢,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(xì),包括預(yù)付、消費(fèi)、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(jìn)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(yùn)維人員到現(xiàn)場處理故障。
??3.6.3 故障處理
??顯示當(dāng)前登錄用戶待處理的充電樁故障信息,運(yùn)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 統(tǒng)計分析
??3.7.1 運(yùn)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(yīng)的曲線圖。
??3.7.2 能耗分析
??可查看指定時段充電站和充電樁的用電量,顯示對應(yīng)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(diǎn)的財務(wù)數(shù)據(jù),包括預(yù)付金額、消費(fèi)金額、退款金額、充值金額、賬戶余額等,可導(dǎo)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(shí)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(dǎo)出成excel表格。
??3.8 報告分析
??可根據(jù)選擇時間和站點(diǎn)查看站點(diǎn)的運(yùn)營狀況,并以報告的形式展示,支持導(dǎo)出成PDF文件和打印。
??3.9 IC卡管理
??充電樁可以通過刷卡進(jìn)行支付和啟動充電,使用C/S程序?qū)ι漕l卡進(jìn)行開卡、充值、退卡等操作。
??3.10 運(yùn)維APP
??面向運(yùn)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、查詢流量卡使用情況、查詢充電\充值情況,進(jìn)行遠(yuǎn)程參數(shù)設(shè)置。
??4 系統(tǒng)應(yīng)用價值
??4.1 社會收益
??? 充電安全
??實(shí)時監(jiān)控充電過程,對充電機(jī)輸入輸出過壓、欠壓、絕緣檢測故障、漏電、過溫、短路等故障進(jìn)行告警,并以****、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(yù)防火災(zāi)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(shí)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?fù)鋭?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(jì)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(yù)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(fèi),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(fèi)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(fèi),相對于按時間充電收益提高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(bǔ)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(bǔ)貼。參考浙江省文件補(bǔ)貼100元/點(diǎn)位。
??? 快速回籠資金
??通過會員充值的活動快速回籠資金。
??5 產(chǎn)品特點(diǎn)
??5.1 電瓶車智能充電樁ACX10A-YHW
??● 承載電流:25A
??● 每路輸出電流:3A
??● 待機(jī)功率:3W
??● 防護(hù)等級:IP65
??● 可同時充 10 輛電瓶車。
??● 尺寸空間大,內(nèi)部空間充裕,具備充足的電氣安全性。
??● 實(shí)體按鍵設(shè)計,手感實(shí)在,使用壽命長。
??● 顯示IC 刷卡次數(shù),IC 卡余額,卡內(nèi)余額語音播報。
??● 每次扣費(fèi)和充電時間可調(diào),可多次刷卡掃碼,充電時間自動累計。
??● 可根據(jù)客戶需求開通免費(fèi)充電功能。
??● 可使用微信、支付寶掃碼,刷卡支付充電。
??● 自動識別出現(xiàn)故障的線路,并伴有字母和語音提示。
??● 具有斷電記憶功能,當(dāng)出現(xiàn)斷電,來電后可以繼續(xù)使用剩余的時間充電。
??● 具有拔掉斷電功能,當(dāng)用戶拔掉充電器,及時自動斷電。
??● 具有充滿自停功能,自動檢測電瓶車充電狀態(tài),如充滿則停止供電,計費(fèi)時間清零。
??● 具有過載保護(hù)功能,能識別大功率電器,自動暫停供電,防止用戶私接插線板給多臺電瓶車充電。
??● 具有短路保護(hù)功能,當(dāng)出現(xiàn)短路,保險絲熔斷確保安全。
??● 具有功率分檔功能,根據(jù)檢測到的功率,按照不同功率檔位設(shè)定的時間開啟充電。
??過溫保護(hù)功能,當(dāng)檢測機(jī)箱溫度過高,停止充電
??5.2 限流式保護(hù)器
??ASCP200-1型電氣防火限流式保護(hù)器可克服傳統(tǒng)斷路器、空氣開關(guān)和監(jiān)控設(shè)備存在的短路電流大、切斷短路電流時間長、短路時產(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,能以微秒級速度快速限制短路電流以實(shí)現(xiàn)滅弧保護(hù),從而能顯著減少電氣火災(zāi)事故,保障使用場所人員和財產(chǎn)的安全。
??● 短路保護(hù):保護(hù)器實(shí)時監(jiān)測用電線路電流,當(dāng)線路發(fā)生短路故障時,能在150微秒內(nèi)實(shí)現(xiàn)快速限流保護(hù),并發(fā)出聲光報警信號;
??● 過載保護(hù):當(dāng)線路電流過載且持續(xù)時間超過動作時間(3~60秒可設(shè))時,保護(hù)器啟動限流保護(hù),并發(fā)出聲光報警信號;
??● 表內(nèi)超溫保護(hù):當(dāng)保護(hù)器內(nèi)部器件工作溫度過高時,保護(hù)器實(shí)施超溫限流保護(hù),并發(fā)出聲光報警信號;
??● 組網(wǎng)通訊:保護(hù)器具有1路RS485接口,可以將數(shù)據(jù)發(fā)送到后臺監(jiān)控系統(tǒng),實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)控
??5.3 無線通信終端AWT100
??● 支持串口MODBUS RTU協(xié)議的數(shù)據(jù)采集,并通過安科瑞平臺協(xié)議與安科瑞服務(wù)器通訊。
??● 支持30個MODBUS RTU設(shè)備的數(shù)據(jù)采集。
??● 支持對每個MODBUS設(shè)備5個寄存器地址域的采集,每個寄存器地址范圍不超過64個
??● 支持對每個MODBUS地址范圍預(yù)設(shè)報警地址以及報警值觸發(fā)報警。每個地址域報警地址目前5個。
??● 支持服務(wù)器MODBUS或者LoRa透傳通訊。
??● 支持固定IP和動態(tài)域名解析方式連接數(shù)據(jù)中心。
??● 支持透明傳輸協(xié)議,通用模式(主動輪抄,定時上報),MQTT協(xié)議,智慧用電無線協(xié)議,預(yù)付費(fèi)無線協(xié)議等,可定制開發(fā)。
??● AWT100-LW無線通信終端可通過LoRa通訊將數(shù)據(jù)上傳至服務(wù)器
??6 結(jié)語
??各級政府部門高度重視電瓶車充電引發(fā)火災(zāi)的危害,GB51348-2019《民用建筑電氣設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)》中也規(guī)定了儲備倉庫、電動車充電等場所的末端回路應(yīng)設(shè)置限流式電氣防火保護(hù)器。AcrelCloud-9500電瓶車充電樁收費(fèi)平臺將現(xiàn)場的離散電瓶車充電樁接入平臺,進(jìn)行集中管理,降低管理難度,方便用戶運(yùn)維,同時通過充電樁本身的安全監(jiān)控與保護(hù),結(jié)合限流式保護(hù)器,能夠及時的杜絕充電過程中存在的火災(zāi)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(xiàn)
??[1] Q/320281DGB57-2019《江蘇安科瑞電器制造有限公司電瓶車智能充電樁企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)》
??[2] GB51348-2019《民用建筑電氣設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)》
??[3] 《關(guān)于規(guī)范電動車停放充電加強(qiáng)火災(zāi)防范的通告》
??證書報告
安科瑞周靜嫻
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