电动汽车充电站监控系统的设计与实现

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1、电动汽车充电站监控系统的设计与实现链接：www.china-nengyuan.com/tech/99656.html电动汽车充电站监控系统的设计与实现1123严辉，李庚银，赵磊，武斌（1．电力系统保护与动态安全监控教育部重点实验室(华北电力大学)，北京市昌平区102206；2．北京市电力公司，北京市西城区100031；3．中国电力科学研究院，北京市海淀区100192）摘要：介绍了当前电动汽车充电站建设的3种典型模式，在此基础之上设计了一种电动汽车充电站监控系统。该系统主要包括软件统一支撑平台、充电监控、配电监控、烟雾报警监视、电池维护监控、

2、快速更换设备监控、数据交换和转发等功能。并介绍了该系统的应用情况，指出了该系统的发展方向。0引言面对传统燃油汽车尾气排放造成的污染及其对石油资源的过度消耗所引发的环境与能源问题，电动汽车(electricvehicle，EV)以其良好的环保、节能特性，成为当今国际汽车发展的潮流和热点之一。目前世界上许多发达国家的政府、著名汽车厂商及相关行业科研机构都在致力于电动汽车技术的研究开发与推广应用。电动汽车充电站是电动汽车大规模商业化后不可缺少的电动汽车能源服务基础设施，如何实现电动汽车充电站运行管理的自动化是必须研究的课题。本文首先介绍电动汽车电

3、能供给方式和电动汽车充电站建设典型模式，在此基础上设计开发一种满足多种类型充电站需求的充电站监控系统，并对系统实际应用情况进行简单介绍。1EV的电能供给方式与充电站建设模式1.1EV的电能供给方式目前，电动汽车电能供给方式主要有交流充电、直流充电和电池组快速更换3种典型方式。1）交流充电方式。外部提供220V或380V交流电源给电动汽车车载充电机，由车载充电机给动力蓄电池充电。一般小型纯电动汽车、可外接充电式混合动力电动汽车(pluginhybridelectricvehicle，PHEV)多采用此种方式。车载充电机一般功率较小，充电时间长

4、。2）直流充电方式。地面充电机直接输出直流电能给车载动力蓄电池充电，电动汽车只需提供充电及相关通信接口。地面充电机一般功率大，输出电流、电压变化范围宽。有些地面充电机还具备快速充电功能。3）电池组快速更换方式。电动汽车与充电机无直接联系，而是通过专用电池更换设备将车上少电的电池取下，换上充满电的电池，这个过程所需时间短。电池由地面充电机充满电，并放置在更换专用电池架上备取。1.2充电站建设模式结合电动汽车的发展趋势以及电动汽车电能供给的典型方式，本文认为未来电动汽车充电站建设主要有3种典型模式：1）模式1。在住宅小区或商业大厦的专用停车场安

5、装一定数量的智能充电桩和少量的智能地面充电机。智能充电桩为电动汽车提供220V或380V交流电源接口，智能地面充电机为电动汽车提供应急充电服务。该模式适用于小型纯电动汽车、PHEV等。2）模式2。在专用停车场安装一定数量的智能地面充电机，直接连接电动汽车上的专用充电接口为车载电池充电。该模式适用于具有专用停车场的车辆，如纯电动公交车、纯电动环卫车等。3）模式3，即电池更换站模式。站内安装有直接为电池包充电的充电机和直接为电动汽车充电的应急充电机，配备电池快速更换设备和电池架，配有专用配电系统(含电能谐波集中治理装置)，能为纯电动汽车提供电池

6、更换服务。该模式适用于一次充电续驶里程不能满足日常行驶需要而频繁充电的车辆，如大型纯电动公交车、纯电动环卫车等。页面1/6电动汽车充电站监控系统的设计与实现链接：www.china-nengyuan.com/tech/99656.html2电动汽车充电站监控系统功能2.1系统建设的必要性1）保证动力电池充电安全的需要。目前纯电动汽车多使用锂离子蓄电池作为电能存储单元。锂离子电池对充电要求较高，充电过程控制不好会造成电池永久损坏，甚至引起电池爆炸。充电站监控系统的充电监控功能可以监测电池和充电机当前状态。采用智能充电机的充电保护措施可以有效保

7、证动力蓄电池充电过程的安全。2）提高充电站运行和管理水平的需要。电动汽车充电站作为保障电动汽车正常使用的能源基础服务设施，因其构成设备数量多，用人工方式来管理这些设备很难实现，所以有必要利用先进的信息技术实现其运行和管理自动化，降低工作人员的劳动强度，提高充电站运行和管理水平。2.2系统监控对象根据上述电动汽车充电站建设的3种模式，本文可确定电动汽车充电站监控系统的监控对象。1）模式1的充电站。模式1充电站的结构功能如图1所示，该系统主要监控对象是大量具备交流输出接口的充电桩和少量智能地面充电机，并与电动汽车进行部分信息交互，并将相关数据上

8、送给上级集中监控系统。2）模式2的充电站。模式2充电站的结构如图2所示，该系统主要监控对象是大量的智能地面充电机和站内配电装置，需要采集电动汽车和电池包的充电过程数据，与上级集中