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 宋兵兵

安科瑞電氣股份有限公司 上海嘉定201801

摘要：進入21世紀以來，能源枯竭問題和傳統能源造成的環境污染問題被社會公眾日益重視。于是，許多節約資源和保護環境的可替代能源被提上研究日程。這種情況下，原本以汽油、柴油為主要燃料的汽車需進行相應的轉型升級，推動電動汽車市場不斷擴大。因此，將較重闡述電動汽車充電樁的防觸電保護，以期提供借鑒。

關鍵詞：電動汽車；充電樁；防觸電保

引言

隨著居民生活水平的提升，我國汽車得到了大面積普及。但是，使用汽油、柴油等傳統燃料的汽車， 尾氣排放對環境污染嚴重。在此情況下，電動汽車應運而生，隨之的一系列配套設備成為人們關注的熱點。

一、電動汽車及配套設備

傳統的汽車以汽油和柴油為燃料，在行駛過程中要排放大量的尾氣。電動汽車的動能從燃料改為電池驅動，不僅能夠緩解我國的能源危機，還實現了污染零排放，有利于保護環境 [1]。當電動汽車的驅動電池電能消耗過多時，會出現不能便捷找到充電點等現實問題，導致電動汽車在我國的實際利用率不高。

為了解決電動汽車面臨的沒有充電點的問題，研究學者為電動汽車設計了相配套的充電設備，其中充電樁就是這一系列充電設備中便捷、可靠、快速的設施之一，得到了大面積使用。然而，由于充電樁和居民用電、電動自行車充電不同，對汽車的充電必然是一個大功率、大電流的設施，價格昂貴，一般位于公共場所。因此，擺放在公共場所的電動汽車充電樁能否安穩使用，成為消費者、企業和三方關心的問題。

二、充電樁的安穩標準

在充電樁的生產與使用過程中，國家有關部門制定了一系列政策要求。對于充電樁的安穩標準，以 IEC 為主的通用標準成為企業生產合格達標充電樁的主要依據�，F行的 IEC61851-1 充電樁安穩標準，是我國相關部門在 2010 年針對電動汽車行業以及其附屬產業充電樁的發展制定的一套通用標準 [2]，具體涵蓋了充電樁的設計標準、生產標準以及電流標準等。在整個 IEC 充電樁安穩生產標準中，相關部門針對充電樁耗電量大、電壓高、電流大等特點制定了許多要求， 包括防止充電樁過熱、防止大能量電弧、防止充電樁發生機械危險、防止充電樁不符合操作流程等。這些要求雖然種類繁多，但仍以防觸電保護要求為較重、較根本的要求。

三、電動汽車充電樁對防觸電保護的要求

由于充電樁是為電動汽車的投入使用而生，因此對于充電樁的防觸電保護應當注意電動汽車在進行充電時的安穩問題，一旦充電樁或者電動汽車的任何接觸部位發生絕緣破壞無法進行正常的防觸電保護，應當立即切斷二者之間的聯系，并通過警示的方式告知消費者。因此，充電樁的生產廠家不僅要考慮到充電樁平時的防護觸電保護，更要考慮到充電樁在電動汽車進行充電時與電動汽車進行連接時的防觸電保護。目前，按照我國充電樁的分類，相關學者有著不同的防觸電研究。

1、對于交流充電樁的防觸電保護要求

對于交流充電樁，相關研究學者將控制導引電路安置在充電樁與電動汽車的連接中。這種電路裝置一方面在電動汽車的整個充電過程確認電動汽車和充電樁是否完成了所有線路的連接，確保危險帶電體被絕緣層覆蓋，另一方面也要持續監控電動汽車充電的全過程。當電動汽車和充電樁之間的接地線斷開時，該電路應當做到在 100 ms 內切斷二者之間的聯系和充電樁的電源。一旦該電路故障、電動汽車和充電樁之間的接地線連接不嚴，電動汽車將無法和充電樁保持等電位聯結，電動汽車被內部的絕緣將會失效，危險電壓將通過金屬車身直接與消費者接觸，消費者很有可能發生觸電危險。

2、對直流充電樁的防觸電保護要求

除了交流充電樁以外，研究者對于直流充電樁也進行了相應的防觸電保護。直流充電樁的電機分為隔離式和非隔離式。前者是指直流充電樁在輸出電路和電源的交流側基本上是絕緣狀態，是我國目前在 IEC 和《安穩標準》設計中主要針對的一種充電樁。在有關直流充電樁的安穩標準部分，主要規定了直流充電樁需要要安裝相應的自動切斷電源裝置，以及直流充電樁應當能夠在正常使用時與交流電源側中的 A 型漏電保護器相兼容。

四、安科瑞充電樁運營管理平臺

1、系統架構

安科瑞Acrelcloud-充電樁收費運營云平臺系統通過物聯網技術對接入系統的充電樁站點和各個充電樁進行不間斷地數據采集和監控，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警；用戶通過微信小程序掃描二維碼，進行支付后，系統發起充電請求，控制二維碼對應的充電樁完成電動汽車的充電過程。

充電樁可選配WIFI模塊或GPRS模塊接入互聯網，配合加密技術和秘鑰分發技術，基于TCP/IP的數據交互協議，與云端進行直連。云平臺包含了充電收費和充電樁運營的所有功能，具體功能如下：

資源管理：充電站檔案管理，充電樁檔案管理，用戶檔案管理，充電樁運行監測，充電樁異常交易監測。

交易結算：充電價格策略管理，預收費管理，賬單管理，營收和財務相關報表

用戶管理：用戶注冊，用戶登錄，用戶帳戶管理，消息管理

充電服務：充電設施搜索，充電設施查看，地圖尋址，在線自助支付充電，充電結算，導航等

微信小程序：掃碼充電，賬單支付等功能

數據服務：數據采集，短信提醒，數據存儲和解析

變壓器監控：監控充電站變壓器負荷，每個充電站配備一塊ARCM300T無線表，超負荷時系統自動對充電樁的進行調度管理，即當負荷超過百分之五十時，系統會限制新增開始充電的充電樁的功率，降為百分之五十，當變壓器負荷超過百分之八十時，系統將不允許新增充電樁開始充電，直到負荷下降為止。

2、平臺功能

2.1平臺登錄

在瀏覽器打開云平臺鏈接、輸入賬戶名和權限密碼，進行登錄，防止未授權人員瀏覽有關信息。

2.2平臺首頁

平臺首頁總覽每天的數、充值金額、充電金額、充電度數、充電次數、充電時長，累計的數、充值金額、充電金額、充電度數、充電次數、充電時長，以及相應的環比增長和同比增長以及樁、站分布地圖導航、本月充電統計。

2.3實時監控

l 充電站監控

充電站監控頁面監視用戶充電槍總數、正在充電的槍數、空閑槍數、插槍數量、故障槍數量等，匯總了用戶擁有各樁的當日充電總次數、總電量、總時長，進行負荷限制、故障查詢。

l充電槍監控

充電樁監控頁面充電槍的基本信息、今日充電電量、今日充電次數、今日充電時長和累計充電電量、累計充電次數、累計充電時長等、充電電壓電流等參數。

2.4微信小程序

l 搜索與使用

微信小程序可以通過掃描二維碼和微信文字搜索找到，點擊后可以加入到小程序列表，如下圖所示

l 授權登錄界面

用戶通過搜索或者掃碼等途徑初次打開小程序時，會進入這個頁面，需要用戶授權登錄才可以進入小程序主功能頁面，如圖所示：

l主功能頁

初次進入主功能頁時需要授權定位才可以使用地圖相關功能，在地圖上查看到當前所在區域的充電站，查看充電站信息，可以進行掃碼充電操作，地圖導航等。

l充電

掃描充電槍上的二維碼，如果當前充電樁可用即可進入充電選擇頁面，可以查看到當前的充電站名稱、充電槍名稱，以及當前的賬戶余額，電價和預計可充電量等數據，還可以查看當前賬戶的歷史充電記錄。充電方式分為按時間充電、按金額充電、按電量充電這三種方式。充電結束可以進進行評價。

l 個人信息

個人信息可以顯示當前登錄賬號的昵稱和余額，同時包括、充值、充值記錄查詢、賬單查詢、充電記錄查詢、設置支付密碼等功能

3、硬件配置

3.1平臺服務器：建議按照我方推薦配置購買，或者客戶自己租用阿里云資源。

推薦硬件配置清單：（如申請阿里云可忽略）

作者簡介：宋兵兵，男，本科，安科瑞電氣股份有限公司，主要研究方向為絕緣監測及剩余電流監測， QQ：3007723194 手機：13482141563（微信同號）