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AcrelCloud-9500电瓶车充电桩收费平台在某军工企业的应用

来源: 江苏安科瑞电器制造有限公司

2022/1/27 12:39:36 695

安科瑞 刘秋霞

要:全国各地电瓶车充电引发火灾的事故时有发生,人民群众生命财产安全造成了威胁,本文介绍的电瓶车充电桩收费平台,采用无线通信技术、物联网技术和电气火灾探测及防护技术,对电瓶车充电桩的状态及充电过程进行监控及时对充电桩过压、欠压、空载、绝缘检测故障、漏电、过温、短路等一系列故障进行预警和保护,并按照GB51348-2019《民用建筑电气设计标准》中的规定设置限流式保护器,当线路发生短路时在150微秒内切断回路,无危险火花产生,起到短路灭弧的作用,从而保障充电安全和预防火灾事故防范电瓶车火灾隐患,保护人们的生命财产安全。

关键词:电瓶车充电桩充电安全预警平台

1 项目概述

河南某军工企业为内部员工谋福利,计划建造免费充电的电瓶车充电站点,同时要兼顾充电安全的问题。厂区内外共设置300台电瓶车充电桩,每台充电桩再搭配一套限流式保护器,用于及时切除火灾隐患,保障充电安全。

于军工企业对于保密的要求,所有设备采用局域组网的方式传输的数据进行加密,平台实施本地化部署,在局域网内访问,此外,系统需求主要包括:

● 采用刷卡方式启动充电,预留微信支付宝充电方式

● 使用企业现有的员工卡进行充电,且要防止卡被复制

通过监控值班后台实时监控充电桩状态

● 实现三级保护功能包括短路保护、功率保护系统保护,其中系统保护指超过功率阈值时不允许增加充电位

2 系统结构

现场采用电瓶车智能充电桩和限流式保护器,对充电回路进行采集,通过RS485接口与无线通信终端进行通讯,实现电力参数的监测、预警与保护,再由无线通信终端,通过以太网将数据上传至搭建在数据中心的电瓶车充电桩收费平台。

平台采用分层分布式结构进行设计,详细拓扑结构如下:

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系统分为四层:即数据采集层、网络传输层、数据中心层和客户端层。

数据采集层:包括电瓶车智能充电桩和限流式保护器,通讯协议为标准modbus-rtu。电瓶车智能充电桩用于采集充电回路的电力参数,并进行电能计量和保护。限流式保护器用于当线路发生短路时,在150微秒内切断回路,无危险火花产生,起到短路灭弧的作用。

网络传输层:包含无线通信终端无线通信终端主动采集数据采集层的数据,通过以太网将数据上传至搭建好的数据库服务器。

数据中心层:包含应用服务器和数据服务器,应用服务器部署数据采集服务、WEB网站,数据服务器部署实时数据库、历史数据库、基础数据库。应用服务器和数据服务器部署在局域网内,与外网隔离。

客户端层:系统管理员通过局域网,在浏览器中访问电瓶车充电桩收费平台。终端充电用户通过刷卡的方式启动充电。

3 系统功能

3.1 登录

在浏览器打开平台链接、输入账户名和权限密码,进行登录,防止未授权人员浏览有关信息。扫描左上角二维码下载运维APP,可在移动端对现场设备进行日常运维


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3.2 首页

显示充电站地理位置、站点信息充电设备状态包括充电中、空闲、故障、离线等。统计充电站运营数据充电数据,包括充电金额、充电度数、充电次数、充电时长,并进行今日、昨日、本月趋势分析和对比。

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3.3 实时监控

3.3.1 充电站监控

展示当前充电站各充电桩的状态及实时充电数据,统计站点和各充电桩今日充电数据,支持充电单价、设备重启、充电/报警/保护等参数的远程批量下发,其中对于远程参数设置进行了权限控制,未授权的用户不可操作,确保现场设备正常运行。

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3.3.2 充电桩监控

显示充电桩各回路的状态及充电数据统计充电桩今日充电数据订单记录、故障信息,可以查看订单和故障的详情。



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3.4 设备监控

显示限流式保护器的状态,包括线路中的剩余电流、温度及异常报警,当线路发生短路时,自动在150微秒内切断回路,无危险火花产生,起到短路灭弧的作用。

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3.5 交易管理



3.5.1 账户管理

显示所有关联充电用户的账户信息,可进行充值、退款、冻结、解冻、注销等操作。


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3.5.2 充电记录

显示所有订单数据,可以对订单按照充电站、充电桩、支付方式、交易状态等进行分类查询,充电中的充电进行停止充电操作


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3.5.3 交易流水

显示所有订单的交易流水明细,包括预付、消费、退款等类型,微信、支付宝、IC卡、钱包等支付方式及交易金额


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3.5.4 充值记录

显示钱包账户充值记录包括微信、支付宝、现金等支付方式、充值金额和钱包余额等,可以打印充值金额收款票据


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3.6 故障管理


3.6.1 故障查询

显示充电桩故障信息及处理进度,故障类型包括过压、欠压、空载、绝缘检测故障、漏电、过温、短路等


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3.6.2 故障派发

显示待派发的充电桩故障信息,派发之后生成工单,由运维人员到现场处理故障

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3.6.3 故障处理

显示当前登录用户待处理的充电桩故障信息,运维人员处理完故障之后在平台中进行闭环操作,支持图片、文档、视频等附件上传

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3.7 统计分析


3.7.1 运营趋势

可按日、月、季度、年查看充电次数、充电时长、充电金额,同时显示对应的曲线图。

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3.7.2 能耗分析

可查看时段充电站和充电桩的用电量,显示对应的能耗趋势图并进行同环比分析


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3.7.3 故障分析

可查看相关时间内的故障数、故障状态、故障类型、趋势分析及故障列表。

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3.7.4 财务报表

可根据时间查看关联站点的财务数据,包括预付金额、消费金额、退款金额、充值金额、账户余额等,可导出成excel表格

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3.7.5 收益查询

可查看总的收益统计、收益变化曲线图、支付占比饼图及实际收益报表。

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3.7.6 能耗报表

按日年查看各个充电桩的用电量,可导出成excel表格

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3.8 报告分析

可根据选择时间和站点查看站点的运营状况,并以报告的形式展示,支持导出成PDF文件和打印


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3.9 IC卡管理

充电桩可以通过刷卡进行支付和启动充电,使用C/S程序对射频卡进行开卡、充值、退卡等操作。

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3.10 运维APP

面向运维人员使用,可以对站点和充电桩进行管理、能够进行故障闭环处理、查询流量卡使用情况、查询充电\充值情况,进行远程参数设置。


4 系统应用价值

4.1 社会收益

Ø 充电安全

实时监控充电过程,对充电机输入输出过压、欠压、绝缘检测故障、漏电、过温、短路等故障进行告警,并以短信、APP推送、小程序、钉钉等方式通知相关人员及时处理避免过热起火和电路老化等问题保障充电安全同时在短路时快速切断回路,无危险火花产生,起到短路灭弧的作用,及时预防火灾事故的发生

Ø 解决充电难的问题

统一安装充电设备终端用户只需要把电瓶车停在充电区,按照指示操作就能充电实现终端用户的有序充电。

Ø 解决管理难的问题

电瓶车集中停放、充电,易于管理,同时也更好地防止了被盗现象的发生,解决了用户私拉乱接充电的问题

Ø 环境友好

通过功率拓扑创新、电磁屏蔽设计,降低电磁辐射,减少对电气设备、对人体的影响

4.2 经济收益

Ø 广告收益

充电桩可以投放商业广告提高商家的额外收益。预计单个广告每个屏收益1元/天。小程序可以接入微信广告联盟,平均收益40元/天。

Ø 充电差价收益

通常充电桩按充电时间收费每台设备按1元充4小时计算两轮电动车功率为200W充电期间都按200W计算,则4小时消耗电能0.88千瓦时。如每度电为0.6元,则4小时共计消费0.88*0.6=0.528元,充电一元钱的利润则为1-0.528=0.472元。每台充电桩每天充电10次,则每台充电桩单日收益为4.72元月收益为141.6元年收益为1722.8元

按功率分档收费,相对于按时间充电收益提高30%-60%。1档位:0-150W480分钟/元;2档位:150-285W360分钟/元;3档位:285-400W240分钟/元;4档位:400-600W120分钟/

Ø 享受政府补贴

各地政府对电瓶车集中停放,集中充电及其重视,三令五申各类红头文件,对于这种基础设施建设非常重视,一般都伴有车棚建设的补贴。参考浙江省文件补贴100元/点位

Ø 快速回笼资金

通过会员充值的活动快速回笼资金

5 产品特点

5.1 电瓶车智能充电桩ACX10A-YHW

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●  承载电流:25A

●  每路输出电流:3A

●  待机功率:3W

●  防护等级:IP65

●  可同时充 10 辆电瓶车。

●  尺寸空间大,内部空间充裕,具备充足的电气安全性。

●  实体按键设计,手感实在,使用寿命长。

●  显示IC 刷卡次数IC 卡余额,卡内余额语音播报。

●  每次扣费和充电时间可调,可多次刷卡扫码,充电时间自动累计。

●  可根据客户需求开通免费充电功能。

●  可使用微信、支付宝扫码,刷卡支付充电。

●  自动识别出现故障的线路,并伴有字母和语音提示。

●  具有断电记忆功能,当出现断电,来电后可以继续使用剩余的时间充电。

●  具有拔掉断电功能,当用户拔掉充电器,及时自动断电。

●  具有充满自停功能,自动检测电瓶车充电状态,如充满则停止供电,计费时间清零。

●  具有过载保护功能,能识别大功率电器,自动暂停供电,防止用户私接插线板给多台电瓶车充电。

●  具有短路保护功能,当出现短路,保险丝熔断确保安全。

●  具有功率分档功能,根据检测到的功率,按照不同功率档位设定时间开启充电。

过温保护功能,当检测机箱温度过高,停止充

5.2 限流式保护器

ASCP200-1型电气防火限流式保护器可克服传统断路器、空气开关和监控设备存在的短路电流大、切断短路电流时间长、短路时产生的电弧火花大,以及使用寿命短等弊端,发生短路故障时,能以微秒级速度快速限制短路电流以实现灭弧保护,从而能显著减少电气火灾事故,保障使用场所人员和财产的安全。

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●  短路保护:保护器实时监测用电线路电流,当线路发生短路故障时,能在150微秒内实现快速限流保护,并发出声光报警信号;

●  过载保护:当线路电流过载且持续时间超过动作时间(3~60秒可设)时,保护器启动限流保护,并发出声光报警信号;

●  表内超温保护:当保护器内部器件工作温度过高时,保护器实施超温限流保护,并发出声光报警信号;

●  组网通讯:保护器具有1路RS485接口,可以将数据发送到后台监控系统,实现远程监控

5.3 无线通信终端AWT100

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●  支持串口MODBUS RTU协议的数据采集,并通过安科瑞平台协议与安科瑞服务器通讯。
●  支持30个MODBUS RTU设备的数据采集。
●  支持对每个MODBUS设备5个寄存器地址域的采集,每个寄存器地址范围不超过64个。
●  支持对每个MODBUS地址范围预设报警地址以及报警值触发报警。每个地址域报警地址目前5个。
●  支持服务器MODBUS或者LoRa透传通讯。
●  支持固定IP和动态域名解析方式连接数据中心。
●  支持透明传输协议,通用模式(主动轮抄,定时上报),MQTT协议,智慧用电无线协议,预付费无线协议等,可定制开发。
●  AWT100-LW无线通信终端可通过LoRa通讯将数据上传至服务器

6 结语

各级政府部门高度重视电瓶车充电引发火灾的危害,GB51348-2019《民用建筑电气设计标准》中也规定了储备仓库、电动车充电等场所的末端回路应设置限流式电气防火保护器。AcrelCloud-9500电瓶车充电桩收费平台将现场的离散电瓶车充电桩接入平台,进行集中管理,降低管理难度,方便用户运维,同时通过充电桩本身的安全监控与保护,结合限流式保护器,能够及时的杜绝充电过程中存在的火灾隐患让充电安全、放心能够切实保障人民群众生命财产安全

参考文献

[1] Q/320281DGB57-2019《江苏安科瑞电器制造有限公司电瓶车智能充电桩企业标准》

[2] GB51348-2019《民用建筑电气设计标准》

[3] 《关于规范电动车停放充电加强火灾防范的通告

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