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淺談智能充電樁系統(tǒng)設(shè)計
更新時間:2024-04-16   點擊次數(shù):225次


0引言

本系統(tǒng)以傳感器作為數(shù)據(jù)采集終端,通過電流電壓、溫度、氣體、RFID射頻識別等傳感器將信息匯總至主控MCU,并通過WIFI上傳至服務(wù)器,服務(wù)器接收到數(shù)據(jù)后進行解析,實現(xiàn)手機客戶端實時查看。本系統(tǒng)不僅可以安全充電,還具備網(wǎng)絡(luò)支付、數(shù)據(jù)分析等功能,為政府監(jiān)管部門、從業(yè)人員、產(chǎn)品用戶提供可靠的數(shù)據(jù),實現(xiàn)信息共享。服務(wù)器與數(shù)據(jù)庫主要為硬件、APP以及大數(shù)據(jù)進行數(shù)據(jù)傳輸,將各部分鏈接為一個整體,并將各部分的反饋情況傳輸給需要的模塊,實現(xiàn)信息共享,并添加太陽能板,從而打造出一個整體化、系統(tǒng)化、高效化、節(jié)能化的智能充電系統(tǒng)。

1系統(tǒng)設(shè)計方案及關(guān)鍵技術(shù)

1.1智能充電樁模塊

充電樁使用在平常生活中隨處可見,隨著電子技術(shù)的發(fā)展,充電樁向小型化、模塊化、集成化、智能化、高效化方向發(fā)展。尤其是近幾年以來移動互聯(lián)網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)的迅速崛起,為智能化充電樁提供了網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)和技術(shù)手段。本文介紹的智能充電樁的具體功能結(jié)構(gòu)如圖1所示,主要包括高性能微處理器、液晶顯示模塊(顯示二維碼充電信息等)、矩陣鍵盤(交互接口)、傳感器模塊以及無線通信模塊。

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圖1智能充電樁功能框圖

電流電壓模塊作為本系統(tǒng)的數(shù)據(jù)采集終端,是整個系統(tǒng)的基礎(chǔ)。電流電壓信息采集模塊簡介如下:

(1)使用開關(guān)電源供電方案,在85VAD~260VAC電壓范圍內(nèi)均可以正常工作,并且可以同時

為其他模塊進行相應(yīng)供電。

(2)使用智能電氣參數(shù)測試算法,準(zhǔn)確度可達到國家0.5s級標(biāo)準(zhǔn),具有很高的準(zhǔn)確度。

(3)本產(chǎn)品具有TTL和RS485電平接口,可以實現(xiàn)對該模塊的遠程管理。

(4)本設(shè)備進行了高電流測試,可在60A電流下進行正常工作。安全數(shù)據(jù)傳輸:向數(shù)據(jù)庫上傳數(shù)據(jù)時,采用WIFI、LORA、GPRS等安全可靠的無線通信技術(shù),確保數(shù)據(jù)傳輸過程中不會被截獲破解,數(shù)據(jù)傳輸采用PGP(PrettyGoodPrivacy)技術(shù),PGP采用了一種RSA和傳統(tǒng)加密的雜合算法,保證數(shù)據(jù)傳輸?shù)陌踩?/span>

1.2服務(wù)器平臺

服務(wù)器采用分布式集群設(shè)計,實現(xiàn)業(yè)務(wù)拆分,應(yīng)用服務(wù)和數(shù)據(jù)服務(wù)分離,負(fù)載均衡,反向代理和CDN,保證了大量用戶的使用,*大限度地提高了系統(tǒng)整體的運行速率。使用抽樣分析,數(shù)據(jù)區(qū)間對比和對比分析模型曲線類型。

1.3APP應(yīng)用程序

(1)關(guān)鍵技術(shù):用戶平臺的數(shù)據(jù)模型、MVP設(shè)計模型

(2)軟件名稱:智能充電樁APP。

(3)軟件運行環(huán)境:Android系統(tǒng)。

(4)軟件開發(fā)平臺:AndroidStudio。

(5)軟件開發(fā)語言:java、xml。

(6)軟件介紹:移動客戶端作為智能稱重系統(tǒng)的一環(huán),服務(wù)于商戶,實現(xiàn)本地與云平臺的鏈接。

(7)功能分析:①建立本地數(shù)據(jù)倉庫,通過與服務(wù)器的交互實現(xiàn)實時的功能本地化服務(wù);②提供良好的用戶體驗,方便顧客對信息的實時查詢;③可與財務(wù)賬號綁定,實現(xiàn)實時查詢財務(wù)信息。

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圖2服務(wù)器模式圖

2智能充電樁系統(tǒng)的設(shè)計實現(xiàn)

2.1主控模塊設(shè)計

控制模塊選用STM32F103ZET6作為主處理器,電路設(shè)計加入了防干擾電路,可起到防靜電、濾除雜波的作用。圖3為系統(tǒng)MCU原理圖。

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圖3MCU原理圖

2.2電流電壓模塊布局設(shè)計

該模塊主要由傳感器、AD轉(zhuǎn)換電路組成,電流電壓模塊印刷電路圖如圖4所示。

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圖4電流電壓模塊印刷電路圖

2.3PT1000的高精度溫度測量

在引線電阻和自熱效應(yīng)方面,通過三線制恒流源驅(qū)動方案解決了該問題,并在單片機系統(tǒng)設(shè)計中添加了相應(yīng)的校正控制方案,使產(chǎn)品能夠?qū)崿F(xiàn)元器件漂移和鉑電阻傳感器的自動校準(zhǔn),從而使產(chǎn)品具備優(yōu)異的溫度測量精確度。

本系統(tǒng)使用三線制恒流源驅(qū)動電路來驅(qū)動溫度傳感器,溫度傳感器將變化的電阻值信號(由溫度變化而引起)轉(zhuǎn)換成電壓信號。在本文設(shè)計的系統(tǒng)中、恒流源具有輸出電流穩(wěn)定、溫度不易發(fā)生改變、輸出電阻較大,輸出電流極性可更改等方面的特點。

另外,使用集成運放構(gòu)成的恒流源具有穩(wěn)定性好、恒流性能佳的優(yōu)點,特別是在負(fù)載一端需要接地的場合應(yīng)用更加廣泛,因此采用了圖5所示的設(shè)計。

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圖3三線制恒流驅(qū)動法高精度測量方案

3安科瑞AcrelEMS-IDC數(shù)據(jù)中心綜合能效管理系統(tǒng)

3.1平臺組成

安科瑞電氣緊跟數(shù)據(jù)中心能效、資源利用率和可用性,提高運維效率并降低運維成本。

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AcrelEMS數(shù)據(jù)中心的能源管理提供監(jiān)測和控制,主要分為電力監(jiān)控、動環(huán)監(jiān)控、能耗統(tǒng)計分析(能源管理)、蓄電池監(jiān)控、精密配電監(jiān)控、智能母線監(jiān)控、智能照明、消防相關(guān)的子系統(tǒng)。

3.2平臺拓?fù)鋱D

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3.3充電樁系統(tǒng)解決方案

數(shù)據(jù)中心停車場有電動汽車和電動自行車,均需要提供充電樁。充電樁管理系統(tǒng)通過物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)對接入系統(tǒng)的充電樁站點和各個充電樁進行不間斷地數(shù)據(jù)采集和監(jiān)控,解決物業(yè)、用電管理部門的充電樁使用、監(jiān)控問題。電動自行車充電可采用投幣、掃碼充電方式,電動汽車支持IC卡和掃碼充電方式。遠程充電樁系統(tǒng)可實時遠程完成啟動充電、強制停止、單價設(shè)置等控制指令,用戶可通過APP、微信、支付寶小程序掃描二維碼,進行支付后,系統(tǒng)發(fā)起充電請求,控制二維碼對應(yīng)的充電樁完成電動汽車的充電過程。同時對各類故障如充電機過溫保護、充電機輸入輸出過壓、欠壓、絕緣檢測故障等一系列故障進行預(yù)警;能夠遠程控制,提供財務(wù)報表和數(shù)據(jù)分析等功能。

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4產(chǎn)品選型

應(yīng)用場景

型號

圖 片

保護功能

充電樁管理平臺

AcrelCloud-9000

 

采用泛在物聯(lián)、云計算、大數(shù)據(jù)、移動通訊、智能傳感等技術(shù)手段可為用戶提供能源數(shù)據(jù)采集、統(tǒng)計分析、能效分析、用能預(yù)警、設(shè)備管理等服務(wù),平臺可以廣泛應(yīng)用于多種領(lǐng)域。

新能源汽車充電樁

AEV-AC007D-LCD

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輸入輸出電壓:AC220V

1個充電接口,充電線長5米;輸出功率7km;掃碼、刷卡支付:標(biāo)

配無線通訊:4G、WIFI、藍牙三選一(下單備注規(guī)格,無備注默認(rèn)4G

通訊)。

AEV-DC060S

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直流60kw雙槍一體充電機

AEV-DC120S

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直流120kw雙槍一體充電機

智能電動車充電樁

ACX10A系列

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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

ACX2A系列

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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

應(yīng)用場景

型號

圖 片

保護功能

充電樁管理平臺

AcrelCloud-9000

 

采用泛在物聯(lián)、云計算、大數(shù)據(jù)、移動通訊、智能傳感等技術(shù)手段可為用戶提供能源數(shù)據(jù)采集、統(tǒng)計分析、能效分析、用能預(yù)警、設(shè)備管理等服務(wù),平臺可以廣泛應(yīng)用于多種領(lǐng)域。

新能源汽車充電樁

AEV-AC007D-LCD

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輸入輸出電壓:AC220V

1個充電接口,充電線長5米;輸出功率7km;掃碼、刷卡支付:標(biāo)

配無線通訊:4G、WIFI、藍牙三選一(下單備注規(guī)格,無備注默認(rèn)4G

通訊)。

AEV-DC060S

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直流60kw雙槍一體充電機

AEV-DC120S

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直流120kw雙槍一體充電機

智能電動車充電樁

ACX10A系列

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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

ACX2A系列

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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

應(yīng)用場景

型號

圖 片

保護功能

充電樁管理平臺

AcrelCloud-9000

 

采用泛在物聯(lián)、云計算、大數(shù)據(jù)、移動通訊、智能傳感等技術(shù)手段可為用戶提供能源數(shù)據(jù)采集、統(tǒng)計分析、能效分析、用能預(yù)警、設(shè)備管理等服務(wù),平臺可以廣泛應(yīng)用于多種領(lǐng)域。

5小結(jié)

移動互聯(lián)網(wǎng)時代,傳統(tǒng)市場正逐漸向智慧型市場、信息型市場轉(zhuǎn)變,各行各業(yè)對自動化、數(shù)據(jù)管理和電腦化聯(lián)網(wǎng)的需求與日俱增,第三方支付已經(jīng)成為發(fā)展*快、*具有生命力的支付方式,已得到廣大消費者與商戶的認(rèn)可。推出可掃碼支付、在線支付的充電樁是時代潮流的大趨勢。目前,我國提倡用發(fā)展來改善民生,所以設(shè)計一套具有高效、安全、節(jié)能等特點的智能充電系統(tǒng)既是時代的要求,也是當(dāng)代大學(xué)生義不容辭的責(zé)任和義務(wù)。

在社會發(fā)展、政策導(dǎo)向、時代要求等的前提下,我國電動車充電樁大多局限于小型化、非正規(guī)化的形勢,還沒有建成真正面向不同用戶的充電站服務(wù)網(wǎng)絡(luò),有著很大的發(fā)展空間。

6參考文獻

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