摘 要：全國各地電瓶車(chē)充電引發(fā)火災的事故時(shí)有發(fā)生，對人民群眾的生命財產(chǎn)安全造成了很大的威脅，本文介紹的電瓶車(chē)充電樁收費平臺，采用無(wú)線(xiàn)通信技術(shù)、物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)和電氣火災探測及防護技術(shù)，對電瓶車(chē)充電樁的狀態(tài)及充電過(guò)程進(jìn)行監控，及時(shí)對充電樁過(guò)壓、欠壓、空載、絕緣檢測故障、漏電、過(guò)溫、短路等一系列故障進(jìn)行預警和保護。
關(guān)鍵詞： 電瓶車(chē)充電樁；學(xué)校；托管；云平臺
1 項目概述
福建大學(xué)城某學(xué)院是福建省人民政府舉辦的省屬公學(xué)院，學(xué)校占地面積1388畝，設有13個(gè)二級學(xué)院和2個(gè)教學(xué)部，現有專(zhuān)任教師總數771人，全日制本科在校生近1.5萬(wàn)人。
學(xué)院為了滿(mǎn)足校園與日俱增的充電需求，同時(shí)為了規范校園電動(dòng)車(chē)管理，避免亂停亂放、私拉電線(xiàn)充電的安全事故發(fā)生，計劃安裝一批10路電瓶車(chē)智能充電樁。
2 項目需求
基于高校對審計的要求，校方提出使用學(xué)?，F有微信獨立商戶(hù)進(jìn)行收款，統一管理資金，同時(shí)要以獨立小程序進(jìn)行運營(yíng)，系統需求主要包括：
● 托管模式下，支持直接使用校方獨立商戶(hù)進(jìn)行收款
● 托管模式下，支持使用校方獨立小程序進(jìn)行運營(yíng)
● 托管模式下，支持小程序充電檔位和充值檔位可配置
3 系統結構
現場(chǎng)采用10路電瓶車(chē)智能充電樁，對充電回路進(jìn)行采集，通過(guò)RS485接口與無(wú)線(xiàn)通信終端進(jìn)行通訊，實(shí)現電力參數的監測、預警與保護，再由無(wú)線(xiàn)通信終端，通過(guò)以太網(wǎng)將數據上傳至搭建在數據中心的電瓶車(chē)充電樁收費平臺。
平臺采用分層分布式結構進(jìn)行設計，詳細拓撲結構如下：
系統分為四層：即數據采集層、網(wǎng)絡(luò )傳輸層、數據中心層和客戶(hù)端層。
數據采集層：電瓶車(chē)智能充電樁通訊協(xié)議為標準modbus-rtu。電瓶車(chē)智能充電樁用于采集充電回路的電力參數，并進(jìn)行電能計量和保護
網(wǎng)絡(luò )傳輸層：包含無(wú)線(xiàn)通信終端。無(wú)線(xiàn)通信終端主動(dòng)采集數據采集層的數據，通過(guò)以太網(wǎng)將數據上傳至搭建好的數據庫服務(wù)器。
數據中心層：包含應用服務(wù)器和數據服務(wù)器，應用服務(wù)器部署數據采集服務(wù)、WEB網(wǎng)站，數據服務(wù)器部署實(shí)時(shí)數據庫、歷史數據庫、基礎數據庫。應用服務(wù)器和數據服務(wù)器部署在局域網(wǎng)內，與外網(wǎng)隔離。
客戶(hù)端層：系統管理員通過(guò)局域網(wǎng)，在瀏覽器中訪(fǎng)問(wèn)電瓶車(chē)充電樁收費平臺。終端充電用戶(hù)通過(guò)刷卡的方式啟動(dòng)充電。
4 系統功能
4.1 首頁(yè)
顯示充電站地理位置、站點(diǎn)信息及充電設備狀態(tài)，包括充電中、空閑、故障、離線(xiàn)等。統計充電站運營(yíng)數據和充電數據，包括充電金額、充電度數、充電次數、充電時(shí)長(cháng)，并進(jìn)行今日、昨日、本月趨勢分析和對比。
4.2 實(shí)時(shí)監控
4.2.1 充電站監控
展示當前充電站各充電樁的狀態(tài)及實(shí)時(shí)充電數據，統計站點(diǎn)和各充電樁今日充電數據，支持充電單價(jià)、設備重啟、充電/報警/保護等參數的遠程批量下發(fā)，其中對于遠程參數設置進(jìn)行了權限控制，未授權的用戶(hù)不可操作，確?，F場(chǎng)設備正常運行。
4.2.2 充電樁監控
顯示充電樁各回路的狀態(tài)及充電數據，統計充電樁今日充電數據、訂單記錄、故障信息，可以查看訂單和故障的詳情。
4.3 設備監控
顯示限流式保護器的狀態(tài)，包括線(xiàn)路中的剩余電流、溫度及異常報警，當線(xiàn)路發(fā)生短路時(shí)，自動(dòng)在150微秒內切斷回路，無(wú)危險火花產(chǎn)生，起到短路滅弧的作用。
4.4交易管理
4.4.1 賬戶(hù)管理
顯示所有關(guān)聯(lián)充電用戶(hù)的賬戶(hù)信息，可進(jìn)行充值、退款、凍結、解凍、注銷(xiāo)等操作。
4.4.2 充電記錄
顯示所有訂單數據，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(lèi)查詢(xún)，可對充電中的充電樁進(jìn)行停止充電操作。
4.4.3 交易流水
顯示所有訂單的交易流水明細，包括預付、消費、退款等類(lèi)型，微信、支付寶、IC卡、錢(qián)包等支付方式及交易金額。
4.4.4 充值記錄
顯示錢(qián)包賬戶(hù)充值記錄，包括微信、支付寶、現金等支付方式、充值金額和錢(qián)包余額等，可以打印充值金額收款票據。
4.5 故障管理
4.5.1 故障查詢(xún)
顯示充電樁的故障信息及處理進(jìn)度，故障類(lèi)型包括過(guò)壓、欠壓、空載、絕緣檢測故障、漏電、過(guò)溫、短路等。
4.5.2 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，由運維人員到現場(chǎng)處理故障。
4.5.3 故障處理
顯示當前登錄用戶(hù)待處理的充電樁故障信息，運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。
4.6 統計分析
4.6.1 運營(yíng)趨勢
可按日、月、季度、年查看充電次數、充電時(shí)長(cháng)、充電金額，同時(shí)顯示對應的曲線(xiàn)圖。
4.6.2 能耗分析
可查看時(shí)段充電站和充電樁的用電量，顯示對應的能耗趨勢圖并進(jìn)行同環(huán)比分析。
4.6.3 故障分析
可查看相關(guān)時(shí)間內的故障數、故障狀態(tài)、故障類(lèi)型、趨勢分析及故障列表。
4.6.4 財務(wù)報表
可根據時(shí)間查看關(guān)聯(lián)站點(diǎn)的財務(wù)數據，包括預付金額、消費金額、退款金額、充值金額、賬戶(hù)余額等，可導出成excel表格。
4.6.5 收益查詢(xún)
可查看總的收益統計、收益變化曲線(xiàn)圖、支付占比餅圖及實(shí)際收益報表。
4.6.6 能耗報表
可按日、月、年查看各個(gè)充電樁的用電量，可導出成excel表格。
4.7 報告分析
可根據選擇時(shí)間和站點(diǎn)查看站點(diǎn)的運營(yíng)狀況，并以報告的形式展示，支持導出成PDF文件和打印。
4.8 IC卡管理
充電樁可以通過(guò)刷卡進(jìn)行支付和啟動(dòng)充電，使用C/S程序對射頻卡進(jìn)行開(kāi)卡、充值、退卡等操作。
4.9 運維APP
面向運維人員使用，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(xún)流量卡使用情況、查詢(xún)充電\充值情況，進(jìn)行遠程參數設置。
5 系統應用價(jià)值
5.1 社會(huì )收益
?充電保障
實(shí)時(shí)監控充電過(guò)程，對充電機輸入輸出過(guò)壓、欠壓、絕緣檢測故障、漏電、過(guò)溫、短路等故障進(jìn)行告警，并以短信、APP推送、小程序、釘釘等方式通知相關(guān)人員及時(shí)處理，避免過(guò)熱起火和電路老化等問(wèn)題，保障充電。同時(shí)在短路時(shí)快速切斷回路，無(wú)危險火花產(chǎn)生，起到短路滅弧的作用，及時(shí)預防火災事故的發(fā)生。
?解決充電難的問(wèn)題
統一安裝充電設備，終端用戶(hù)只需要把電瓶車(chē)停在充電區，按照指示操作就能充電，實(shí)現終端用戶(hù)的有序充電。
?解決管理難的問(wèn)題
電瓶車(chē)集中停放、充電，易于管理，同時(shí)也更好地防止了被盜現象的發(fā)生，解決了用戶(hù)私拉亂接充電的問(wèn)題。
?環(huán)境友好
通過(guò)功率拓撲創(chuàng )新、電磁屏蔽設計，降低電磁輻射，減少對電氣設備、對人體的影響。
5.2 經(jīng)濟收益
?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。預計單個(gè)廣告每個(gè)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(jià)收益
通常充電樁按充電時(shí)間收費，每臺設備按1元充4小時(shí)計算，兩輪電動(dòng)車(chē)功率為200W。充電期間都按200W計算，則4小時(shí)消耗電能0.88千瓦時(shí)。如每度電為0.6元，則4小時(shí)共計消費0.88*0.6=0.528元，充電一元錢(qián)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，相對于按時(shí)間充電收益提高30%-60%。第1檔位：0-150W480分鐘/元；第2檔位：150-285W360分鐘/元；第3檔位：285-400W240分鐘/元；第4檔位：400-600W120分鐘/元。
?享受政府補貼
各地政府對電瓶車(chē)集中停放，集中充電及其重視，三令五申各類(lèi)紅頭文件，對于這種基礎設施建設非常重視，一般都伴有車(chē)棚建設的補貼。參考浙江省文件補貼100元/點(diǎn)位。
?快速回籠資金
通過(guò)會(huì )員充值返現的活動(dòng)快速回籠資金。
6 產(chǎn)品特點(diǎn)
6.1 電瓶車(chē)智能充電樁ACX10A-YHW
● 承載電流：25A
● 每路輸出電流:3A
● 待機功率：3W
● 防護等級：IP65
● 可同時(shí)充 10 輛電瓶車(chē)。
● 尺寸空間大，內部空間充裕。
● 實(shí)體按鍵設計，手感實(shí)在，使用壽命長(cháng)。
● 顯示IC 刷卡次數，IC 卡余額，卡內余額語(yǔ)音播報。
● 每次扣費和充電時(shí)間可調，可多次刷卡掃碼，充電時(shí)間自動(dòng)累計。
● 可根據客戶(hù)需求開(kāi)通免費充電功能。
● 可使用微信、支付寶掃碼，刷卡支付充電。
● 自動(dòng)識別出現故障的線(xiàn)路，并伴有字母和語(yǔ)音提示。
● 具有斷電記憶功能，當出現斷電，來(lái)電后可以繼續使用剩余的時(shí)間充電。
● 具有拔掉斷電功能，當用戶(hù)拔掉充電器，及時(shí)自動(dòng)斷電。
● 具有充滿(mǎn)自停功能，自動(dòng)檢測電瓶車(chē)充電狀態(tài)，如充滿(mǎn)則停止供電，計費時(shí)間清零。
● 具有過(guò)載保護功能，能識別大功率電器，自動(dòng)暫停供電，防止用戶(hù)私接插線(xiàn)板給多臺電瓶車(chē)充電。
● 具有短路保護功能，當出現短路，保險絲熔斷確保安全。
● 具有功率分檔功能，根據檢測到的功率，按照不同功率檔位設定的時(shí)間開(kāi)啟充電。
過(guò)溫保護功能，當檢測機箱溫度過(guò)高，停止充電
7 結語(yǔ)
各級政府部門(mén)高度重視電瓶車(chē)充電引發(fā)火災的危害,GB51348-2019《民用建筑電氣設計標準》中也規定了儲備倉庫、電動(dòng)車(chē)充電等場(chǎng)所的末端回路應設置限流式電氣防火保護器。AcrelCloud-9500電瓶車(chē)充電樁收費平臺將現場(chǎng)的離散電瓶車(chē)充電樁接入平臺，進(jìn)行集中管理，降低管理難度，方便用戶(hù)運維，同時(shí)通過(guò)充電樁本身的安全監控與保護，結合限流式保護器，能夠及時(shí)有效的杜絕充電過(guò)程中存在的火災隱患，讓充電更有保障、更放心，能夠切實(shí)保障人民群眾的生命財產(chǎn)安全。
參考文獻
[1]Q/320281DGB57-2019《江蘇安科瑞電器制造有限公司電瓶車(chē)智能充電樁企業(yè)標準》
[2]GB51348-2019《民用建筑電氣設計標準》
[3]《關(guān)于規范電動(dòng)車(chē)停放充電加強火災防范的通告》
證書(shū)報告
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