国网上海松江供电公司 上海 201600
摘要:随着社会对环境和能源的日益重视,电动汽车以其燃料的可再生性、清洁性已成为社会关注和大力发展的对象。现有的电动公交充电站管理系统只是对充电设备的状态及充电数据进行了实时监测,并只支持充电记录的本地存储和查看。因此,设计了电动公共汽车充电站充电管理系统。
关键词:电动汽车;充电管理;视频监控;无人化
引言
设计了一种电动公共汽车充电站充电管理系统。系统主要对充电设备管理、充电交易管理、充电桩监控、BMS数据分析以及充电数据发布进行功能分析及设计。结合网络技术、视频技术和通信技术设计实现充电站的智能化、无人化管理。
1系统设计
电动公共汽车充电站管理系统结构图如图1所示。该系统通过设计充电设备的统一管理、设备信息的统计分析、充电状态数据和视频结合的监控方式和充电数据对电网的标准接入,实现对充电站可靠运行和电网标准接入。
1.1充电设备管理模块
现有的充电设备管理只针对充电卡信息进行管理,以便充电交费的统计;由于电动公交车充电站充电设备采用高电压、大电流的直流充电方式,对设备进行有效的管理是充电站可靠运行的保证。设备管理分为:整车充电机管理和电动汽车管理;整车充电机管理根据充电机的维修次数、本次运行时长、总运行时长及充电枪的使用次数、充电温度信息生成维护记录。通过统计分析充电机部件故障率来快速定位故障可能性部件;通过分析各个部件运行时长来生成预维护信息。电动汽车管理分为车辆基本信息、电池信息和充电卡信息。电动公交车和充电卡实施“一车一卡”的方式;并存储电池更换记录、充电卡充费记录和充电卡更换记录。
1.2充电交易管理模块
相较于充电交易记录的存储,充电交易管理更注重对充电交易差异性数据的管理。据统计,充电站一天的充电记录达到1000多条,甚至随着电动公交车数量的增加充电记录数在不断的增长,而由充电操作的差异引起充电数据差异只占百分之一;该模块实现了对充电记录中“充电金额”与“充电电量”差异性进行“红色标亮”处理,能够明确的指出差异性记录,提高管理人员对数据准确性的把握。
1.3充电站监控模块
电动公交车充电站完成充电的主体为公交车司机;传统意义上的充电监测通过对能体现充电机状态的数据进行监控,比较单一,值班人员必须在现场才能看到电动公交车司机充电过程,而如果同时多辆车在进行充电,值班人员就有点“顾此失彼”。通过利用视频技术采集安防系统的视频画面实时、形象、真实地反映充电车辆,再结合充电状态数据监测能够很好地把值班人员从现场解放出来,只需在值班室就可以实现对所有充电车辆进行监测。
本模块结合网络技术、视频技术、通信技术实现对电动汽车运行状况远程监视功能;通过实际的项目实施证实该应用为客车公司更加直观的了解客车的充电情况。
客车公司远程视频监视系统基于专业充电站内部视频监控系统,通过原有数字硬盘录像机的环通功能分流视频信号到新增数字硬盘录像机上,使客车公司视频网络和专用充电站内部网络彻底分离;利用有线宽带通道实现视频画面的远程输出;同时在公司网站内嵌入视频插件,用户可利用浏览器(或专用的视频监视系统)即可实现对客车充电运行状况远程监视,并可对监视画面进行存储和回放。充电站监控网络图如图2所示。充电桩监控管理界面如图3所示。
1.4BMS数据分析管理模块
电动汽车的动力来源是由成组的电池构成。目前,国内外电动车基本采用锂离子电池。锂电池具有安全可靠、工作电压高、无记忆效应等优点,但因其能量密度仍较低,造成电动车单次充电续驶里程较短,且电池成组循环寿命低。如果在公交车行驶间隙采用快速充电,为公交车提供电能补给,将造成电池负极极化,容量严重衰减,从而引起寿命急剧衰减[1]。虽然国内应用的钛酸锂电池从一定程度上提升了电池的使用寿命,但对电池状态的监测分析是保证电动汽车稳定运行的主要手段。借助车载 BMS 实时记录单次充电各个单体电池的荷电状态、电池组 SOC、蓄电池组单体电池的端电压和温度、充电电流及电池包总电压数据[2]。
充电站数据管理系统与充电机控制器连接,可对电动汽车充电过程数据进行实时监测,对过程中产生的过流和过压事件进行告警,并对此次充电过程中的电池充电状态进行记录,为进一步优化和开发新型电池、充电器、电动机等提供试验数据;为充电过程中出现的故障信息提供分析依据;通过统计每辆电动汽车的电池状态、充电次数、电池充电时间和充电总电量等数据生成相应的车辆充电报表,便于公交公司对车辆进行管理和维护工作。
1.5充电数据发布模块
为把充电站管理纳入到国家电网进行统一管理和规划,相较于现有的充电交易管理只支持本地存储和管理,同时增加远程接入国家电网电动汽车网络运营系统标准接口;数据以“链路层为客户端,应用层为服务端”的方式发布,即充电站数据管理系统主动连接中心运营监控系统;连接建立后,响应来自中心运营监控系统的请求,并主动上送变化数据和充电记录。数据格式分为“数据点”和“数据包”两种:“数据点”表示单个数据变化即可刷新(遥测、遥信);“数据包”表示多个数据表示一个信息变化(记录)[3]。数据传输流程图如图4所示。
2结语
通过对上述电动汽车充电站监控管理系统的设计说明,综合采用了网络技术、通信技术、视频技术及数据库技术实现对电动汽车充电站专业管理。经过现场应用证明,该系统能够很好协助值班人员预处理充电设备故障和快速定位充电设备可能性故障模块,保证充电设备的可靠运行,提高充电设备的充电效率;良好的数据管理方式和数字图像相结合的监控方式实现了充电站管理的无人化和少人化;最后该系统实现了对国家电网电动汽车网络运营系统的标准接入,充分体现了充电站管理的标准化。“充电站智能化、无人化管理”是个值得深入探讨的话题,多学科的技术结合是实现充电站智能管理的一个重要方向。
参考文献
[1]中国电动车网.纯电动公交车适合中国城市交通[G/OL].[2013-08-01].
[2]冯冬青,赵洪蕊,王迎迎.电动汽车充电站智能监控管理系统设计[J].计算机测量与控制,2011,19( 7) : 1 619-1 622.
[3]国家电网公司营销部.电动汽车智能充换电服务网络运营监控系统标准化设计 _ 通信规约分册[G].2012.
作者介绍:刘恋(1988.11.06),性别:女;籍贯:安徽蚌埠;民族:汉;学历:硕士研究生;职称:助理工程师;职务:三级业务员;研究方向:分布式光伏并网、电动汽车充换电站建设、园区供能方案设计等。单位:国网上海松江供电公司
作者介绍:沈明(1987.12.28),性别:男;籍贯:安徽桐城;民族:汉;学历:硕士研究生;职称:工程师;职务:三级业务员;研究方向:分布式光伏接入、电动汽车充换电站建设、项目管理等。单位:国网上海松江供电公司
论文作者:刘恋,沈明
论文发表刊物:《电力设备管理》2017年第6期
论文发表时间:2017/7/31
标签:充电站论文; 数据论文; 电动汽车论文; 管理系统论文; 电池论文; 公交车论文; 视频论文; 《电力设备管理》2017年第6期论文;