新能源電動汽車充電系統(tǒng)系統(tǒng)架構(gòu)方案

1、新能源電動汽車充電系統(tǒng)系統(tǒng)架構(gòu)方案1.1整體架構(gòu)充電站監(jiān)控管理系統(tǒng)是充電站本地控制中樞，負責(zé)監(jiān)控整個充電系統(tǒng)的運行狀態(tài)，保證充電系統(tǒng)處于最優(yōu)的工作狀態(tài)。既能夠充當(dāng)站內(nèi)充電站調(diào)度的任務(wù)角色，也能夠是聯(lián)結(jié)站內(nèi)調(diào)度和充電系統(tǒng)的橋梁，同時也能夠監(jiān)控站內(nèi)各類輔助設(shè)施，如配電保護、防雷、熱管理系統(tǒng)、三防系統(tǒng)（防塵、防潮、防腐）、消防、監(jiān)控計量裝置等。圖9：充電站監(jiān)控管理系統(tǒng)整體架構(gòu)圖（站級）1.1.1硬件架構(gòu)圖：10：充電站監(jiān)控管理系統(tǒng)（站級）硬件架構(gòu)圖充電站監(jiān)控管理系統(tǒng)由應(yīng)用服務(wù)器、數(shù)據(jù)庫服務(wù)器、監(jiān)控管理工作站、充電卡管理工作站、讀卡器等硬件設(shè)備組成。數(shù)據(jù)庫服務(wù)器：主要部署監(jiān)控系統(tǒng)應(yīng)用程序及數(shù)據(jù)庫管理軟

2、件，用于各充電樁（機）運行數(shù)據(jù)的釆集及處理等，實現(xiàn)充電樁（機）運行情況的管控功能。通訊服務(wù)器：主要部署通訊管理軟件，負責(zé)監(jiān)控系統(tǒng)下行命令的發(fā)布及充電樁（機）上行數(shù)據(jù)的接收。監(jiān)控管理工作站：部署客戶端相關(guān)程序，主要用于對各充電樁（機）運行情況的監(jiān)管操作，系統(tǒng)采用C/S架構(gòu)，可擴容多臺工作站。充電卡管理工作站：主要部署充值業(yè)務(wù)管理軟件，通過與讀卡器連接，讀取充電卡信息，實現(xiàn)充值業(yè)務(wù)管理功能。1.1.2軟件架構(gòu)（1）硬件層系統(tǒng)軟件可在主流PC服務(wù)器上運行，包括華為、戴爾、浪潮、曙光、聯(lián)想、HP、IBM等。（2）操作系統(tǒng)層該系統(tǒng)軟件支持WindowsServer2008>Windows?等操作系

3、統(tǒng)。（3）平臺層平臺層主要給應(yīng)用功能提供基礎(chǔ)應(yīng)用服務(wù)及數(shù)據(jù)管理服務(wù)，包括通信服務(wù)、應(yīng)用服務(wù)、報文監(jiān)視等基礎(chǔ)應(yīng)用服務(wù)，實時數(shù)據(jù)庫、歷史數(shù)據(jù)庫及關(guān)系數(shù)據(jù)庫等數(shù)據(jù)管理服務(wù)。（4）應(yīng)用層系統(tǒng)應(yīng)用采用模塊化設(shè)計，任一功能應(yīng)用停止或故障，不影響其它功能應(yīng)用的正常運行。應(yīng)用層轉(zhuǎn)處理囹亍狀契視控制與調(diào)節(jié)I系統(tǒng)管理專件管理I報表管理I統(tǒng)計管理I電池笥理I充電卡管理I充電記錄通信服務(wù)平臺層換作系統(tǒng)層Windows Server 2008% Windows 7華為戴爾WEB發(fā)布照,層浪潮應(yīng)用服務(wù)曙光報文監(jiān)視關(guān)聯(lián)想圖11：充電站監(jiān)控管理系統(tǒng)（站級）軟件架構(gòu)圖L2技術(shù)參數(shù)序號技術(shù)參數(shù)單位數(shù)值備注1模擬量測量綜合誤差9&

4、amp;<1.52遙測信息響應(yīng)時間S3遙信變化響應(yīng)時間SW24控制命令從生成到輸出時間SM25畫面實時數(shù)據(jù)更新周期（模擬量）SW36畫面實時數(shù)據(jù)更新周期（開關(guān)量）SM27遙控動作成功率%>99.998遙測合格%g率89事故時遙信年正確動作率%>9910系統(tǒng)可用率%>99.911系統(tǒng)平均故障間隔時間(MTBF)h2000012充電機控制器平均故障間隔時間h3000013工作站平均負荷率正常時(任意30min內(nèi))%0事故時(10s)內(nèi)%，5014歷史曲線日報、月報儲存時間年>215熱備用計算機的切換時間S016雙擊故障切換時間(人工)S<517全系統(tǒng)最長恢復(fù)時間

5、min，518GPS對ms時精度1.3系統(tǒng)特色C/S、B/S混合架構(gòu)，平臺釆用經(jīng)典三層結(jié)構(gòu)；»多種通信方式、成熟電力系統(tǒng)規(guī)約支持；實時海量數(shù)據(jù)處理（20萬/秒）；»自主研發(fā)實時歷史數(shù)據(jù)庫TRHD；組態(tài)元素豐富、界面友好、簡單易用；，模塊化搭建、組網(wǎng)靈活、擴展性強、具有良好的兼容性;»業(yè)內(nèi)獨有的電池ID生命周期管理；a具備高可靠性的信息統(tǒng)計、匯總和查詢功能；»保證信息系統(tǒng)數(shù)據(jù)的安全、完整與準確。1.4主要功能1.4.1數(shù)據(jù)釆集與處理（1）充電設(shè)備信息采集與處理系統(tǒng)可實時采集充電設(shè)備的工作狀態(tài)、故障信號等遙信信息，以及電壓、電流、電量、時間、充電交易信息等遙

6、測信息。（2）車載電池信息釆集與處理系統(tǒng)可實時采集充電車輛的電池狀態(tài)信息、告警信息等遙信信息，以及端電壓、SOC、單體電壓、采樣點溫度等遙測信息。（3）換電站電池信息采集與處理系統(tǒng)可實時采集換電站內(nèi)電池箱狀態(tài)信息、告警信息、編號信息、充電就位狀態(tài)信息等遙信信息，以及端電壓、單體電壓、采樣點溫度等遙測信息。（4）充電站其它信息釆集與處理»煙霧報警信息采集與處理；»視頻監(jiān)視信息采集與處理。1.4.2運行狀態(tài)監(jiān)視系統(tǒng)這行狀況總覽圖12：運行狀態(tài)監(jiān)視界面通過運行狀態(tài)監(jiān)視界面，可實時監(jiān)控充電站各充電設(shè)備充電狀態(tài)，包括電池當(dāng)前電量百分比、剩余充電時間、充電電流以及己充電量等信息。并用高

7、亮、不同顏色顯示充電樁的運行狀態(tài)，灰色表示空閑、紅色表示故障、綠色表示充電中、黃色表示連接中、橙色表示停止。系統(tǒng)界面配置靈活，響應(yīng)及時，實時動態(tài)更新各充電設(shè)備的狀態(tài)數(shù)據(jù)。系統(tǒng)具備二級界面功能，點擊上圖任一充電設(shè)備，全屏將全面顯示該充電設(shè)備相關(guān)狀態(tài)信息。1.4.3數(shù)據(jù)監(jiān)視及管理對通道、設(shè)備、遙信、遙測、電度進行管理，可直觀查看各類數(shù)據(jù)的通信狀態(tài)，具備系統(tǒng)管理權(quán)限的管理員可進行編輯，其他人員只能瀏覽實時數(shù)據(jù)。圖13：充電樁信息查看界面1.4. 3.1數(shù)據(jù)通道狀態(tài)監(jiān)視及管理(1) 數(shù)據(jù)通道狀態(tài)監(jiān)視通道狀態(tài)分2種”代表通道處于工作狀態(tài)”代表通道處于休整狀態(tài)。并可查看該通道下的測點數(shù)量信息，統(tǒng)計整個通道

8、的遙測、遙信、電度、遙述的總測點數(shù)量。(2) 數(shù)據(jù)通道管理可對數(shù)據(jù)通道進行添加、刪除、修改等操作，并實現(xiàn)了數(shù)據(jù)通道快速查詢功能，便于用戶在大量的通道中快速查找到需要的通道，采用模糊檢索方式，可輸入數(shù)字、拼音(漢字的首字母）或漢字快速查找到需要的通道。1.4. 3.2充電設(shè)備狀態(tài)監(jiān)視及管理（1）充電設(shè)備狀態(tài)監(jiān)視充電設(shè)備狀態(tài)分2種”代表通道處于工作狀態(tài)”代表通道處于休整狀態(tài)。并可查看該充電設(shè)備下的測點數(shù)量信息，統(tǒng)計遙測、遙信、電度、遙述的總測點數(shù)量。（2）充電設(shè)備管理可對充電設(shè)備進行添加、刪除、修改等操作，編輯的內(nèi)容包括設(shè)備名稱、所關(guān)聯(lián)的組態(tài)畫面名稱、所關(guān)聯(lián)的組態(tài)畫面名稱、設(shè)備地址、設(shè)備IP地址、

9、設(shè)備端口號等等信息。1.4.3.3遙信狀態(tài)監(jiān)視及管理（1）充電設(shè)備狀態(tài)監(jiān)視遙信狀態(tài)查看可查看通道下的全部遙信測點狀態(tài)信息，也能夠查看某個設(shè)備的遙信測點狀態(tài)信息。遙信狀態(tài)分2種”代表處于在線狀態(tài)”代表通道處于離線狀態(tài)。（2）遙信數(shù)據(jù)管理該功能主要是對遙信數(shù)據(jù)進行插入、刪除等操作，可在任意位置插入一個或多個遙信點數(shù)據(jù)，也可任意刪除1個或多個遙信點數(shù)據(jù)。系統(tǒng)會根據(jù)實際操作情況，對遙信點數(shù)據(jù)自動排序。1.4. 3.4遙測信息監(jiān)視及管理（1）遙測信息監(jiān)視可查看充電設(shè)備輸出電壓、輸出電流、累計充電時間、輸出功率、充電累計容量、充電累計電度等信息，包括對應(yīng)遙測信息的當(dāng)前值、最大值及最小值等，并可支持相關(guān)事件

10、、歷史曲線、即時走勢、歷史報表等查看及excel導(dǎo)出等操作。(2)遙測信息管理該功能主要是對遙測數(shù)據(jù)進行插入、刪除等操作，可在任意位置插入一個或多個遙測點數(shù)據(jù)，也可任意刪除1個或多個遙測點數(shù)據(jù)。系統(tǒng)會根據(jù)實際操作情況，對遙測點數(shù)據(jù)自動排序。1.4. 3.5電度信息監(jiān)視及管理電度信息監(jiān)視可查看充電設(shè)備的電度信息，包括設(shè)備名稱、電度序號、電度名稱、電能示值(從電能表采集上來的累計值)、最后更新時間等信息，并可支持相關(guān)事件、歷史曲線、即時走勢、歷史報表等查看及excel導(dǎo)出等操作。1.4.4控制與調(diào)節(jié)功能(1)遠程控制借助監(jiān)控管理系統(tǒng)，用戶可實現(xiàn)充電設(shè)備的遠程啟動、停機等動作。方案一：每個充電樁通過

11、RJ45或者光纖分別接入以太網(wǎng)，連接充電站管理中心，再接入互聯(lián)網(wǎng)管理中心和數(shù)據(jù)庫。圖14：充電樁聯(lián)網(wǎng)示意圖優(yōu)點：有線以太網(wǎng)主要優(yōu)點是數(shù)據(jù)傳輸可靠、網(wǎng)絡(luò)容量大；缺點：布線復(fù)雜、擴展性差、施工成本高、靈活性差。方案二：充電站內(nèi)部通過工業(yè)串行總線(RS485/RS232/CAN)接入集中器，再由集中器通過RJ45或者光纖接入以太網(wǎng)或移動數(shù)據(jù)接入服務(wù)連接服務(wù)管理平臺和數(shù)據(jù)庫。圖15：充電樁聯(lián)網(wǎng)示意圖優(yōu)點：數(shù)據(jù)傳輸可靠，設(shè)計簡單；缺點：布網(wǎng)復(fù)雜、擴展性差、施工成本高、靈活性差、通信容量低。方案三：無線方式無線方式主要采用移動運營商的移動數(shù)據(jù)接入業(yè)務(wù)，如：GRPS、EVDO、CDMA等。圖16：充電樁聯(lián)網(wǎng)

12、示意圖優(yōu)點：無需復(fù)雜的布線、靈活性強、施工成本低；缺點：釆用移動運營商的移動數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)需要將電動汽車充電樁這個電網(wǎng)內(nèi)部設(shè)備接入移動運營商的移動數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)，需要支付昂貴的月租和年費，隨著充電樁數(shù)量的增加費用將越來越大；同時數(shù)據(jù)的安全性和網(wǎng)絡(luò)的可靠性都受到移動運營商的限制，不利于設(shè)備的安全運行；其次，移動運營商的移動接入帶寬屬共享帶寬，當(dāng)局部區(qū)域有大量設(shè)備接入時，其接入的可靠性和每個用戶的平均帶寬會惡化，不利于充電樁群的密集接入、大數(shù)據(jù)量的數(shù)據(jù)傳輸。(2) 遠程調(diào)節(jié)借助監(jiān)控管理系統(tǒng)，用戶可實現(xiàn)校時信息的下發(fā)，以及充電參數(shù)的遠程設(shè)置、電價信息的遠程設(shè)置等動作。(3) 短信報警管理針對遙信、遙測、遙控這三

13、種測點發(fā)生異常報警時，通過手機短信發(fā)送到管理人員的手機中，便于管理人員及時掌握現(xiàn)場的情況。用戶選擇任意的測點種類，不同的測點對應(yīng)不同的報警條件，在等級一列中，用戶可根據(jù)該測點的重要性來選擇，其中包括提示、警告、嚴重和緊急這四種等級。1.4.5事件管理功能對報警、操作、系統(tǒng)事件進行管理，支持各種事件的查詢、打印、導(dǎo)出等操作，便于對各類事件進行查找、總結(jié)分析。1.4.6報表瀏覽瀏覽報表提供的查詢功能主要包含：停止表現(xiàn)、刷新、打印、打印布局、頁面設(shè)置、導(dǎo)出報表、縮放、查找、查詢?nèi)掌凇Q頁。移動鼠標至頂部菜單。1.4.7統(tǒng)計管理功能統(tǒng)計管理功能主要是對遙測、遙信數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計：能夠?qū)b測點進行某個時間段

14、內(nèi)的最大、最小、平均值、合格率、越限次數(shù)等類型的統(tǒng)計；對遙信點主要是從合到分次數(shù)、從分到合次數(shù)、合位時間、分位時間的統(tǒng)計。1.4.8電池管理功能系統(tǒng)可對電池組和電池箱的智能化管理，實現(xiàn)對電池組、電池箱的相關(guān)參數(shù)進行查找、修改、新增、刪除，此外還包括電池曲線、電池報表的讀取等。1.4.9充電卡管理功能(1) 管理設(shè)置主要是對發(fā)卡器、站點進行相關(guān)配置，包含登錄、注銷、連接發(fā)卡器、站點編輯、費率設(shè)置等操作。(2) 發(fā)卡管理發(fā)卡管理功能可實現(xiàn)對充電卡相關(guān)信息進行設(shè)置，包括發(fā)卡、讀卡、解鎖、修改信息、修改密碼、掛失、黑名單、查詢、統(tǒng)計及注銷卡等操作。圖17：發(fā)-(3) 充值管理具備充電卡充值管理功能，包

15、括充值、查詢及統(tǒng)計。(4) 扣費管理具備充電卡扣費管理功能，包括扣費、查詢及統(tǒng)計。（5）消費記錄對充電卡使用情況進行詳細記錄，包括充電樁編號、充電卡號、充電開始時間、充電結(jié)束時間、充電消費金額等內(nèi)容。1.4.10收費1.4.9.1收費標準按照國家發(fā)改委文件關(guān)于電動汽車用電價格政策有關(guān)事項的通知（發(fā)改價格2014）1668號）規(guī)定，充電設(shè)施經(jīng)營企業(yè)可向電動汽車用戶收取電費及充電服務(wù)費兩項費用。其中，電費執(zhí)行國家規(guī)定的電價政策，充電服務(wù)費用于補充充電設(shè)施運營成本。充電服務(wù)費標準上限由省級人民政府價格主管部門或其授權(quán)的單位制定。當(dāng)前國內(nèi)公共充電樁都是由不同單位在運營管理和收費的，充電費一般是由基本電

16、費和服務(wù)費組成的，基本電費約1元左右，服務(wù)費根據(jù)各地物價局批準范圍不同，大多數(shù)服務(wù)費都是限制在1元以內(nèi)，較多是每度電收取服務(wù)費0.8元，也就是總價約為1.8元-2.0元之間。對向電網(wǎng)經(jīng)營企業(yè)直接報裝接電的經(jīng)營性集中式充換電設(shè)施用電，執(zhí)行大工業(yè)用電價格。不過2020年前，暫免收基本電費。此后晚上每度電收費0.457元，白天0.9元左右。（2）居民家庭住宅、居民住宅小區(qū)、執(zhí)行居民電價的非居民用戶中設(shè)置的充電設(shè)施用電，執(zhí)行居民合表用戶電價。每度電收費0.558元，沒有階梯電價，暫不分峰谷電。（3）黨政機關(guān)、企事業(yè)單位和社會公共停車場中設(shè)置的充電設(shè)施用電執(zhí)行“一般工商業(yè)及其他”類用電價格?；旧厦慷入?/p>

17、收費0.6元不到，實行峰谷電價。充電服務(wù)費按充電電量收取，每千瓦時收費上限標準為當(dāng)日本市92號汽油每升最高零售價的15%。各經(jīng)營單位可按照不超過上限標準，制定具體收費標準。各充電設(shè)施經(jīng)營單位應(yīng)嚴格執(zhí)行明碼標價規(guī)定，在經(jīng)營場所的醒目位置標明相關(guān)的服務(wù)項目、服務(wù)內(nèi)容、收費標準等事項。對擅自提高收費標準等價格違法行為，各級價格執(zhí)法機構(gòu)將依法予以查處。1.4.9.2微信等自助收費微信充電樁是指充電樁采用微信支付作為收款方式，收款成功后充電樁自動啟動充電程序，為顧客提供充電服務(wù)。充電樁要實現(xiàn)用微信支付作為收款方式。首先，通過一個二維碼作為支付入口，讓顧客通過手機掃碼進入支付平臺，在平臺選擇充電時間并支付，平臺確認商家收款后，通過通訊服務(wù)器下發(fā)指令給充電樁。充電樁是連接網(wǎng)絡(luò)的。充電樁連接網(wǎng)絡(luò)可分為有線連接和無線連接。有線連接因其受場地限制和連接麻煩等原因，基本上不被使用?，F(xiàn)階段，充電樁是通過無線通訊模塊來連接網(wǎng)絡(luò)的。無線通訊模塊又和充電樁投幣端口相連。起到承上啟下的作用。充電樁的無線通訊模塊接收到指令后，通知主板，主板控制完成充電。掃碼入口I支付