摘要：闡述新能源汽車(chē)充電樁中的智能控制技術(shù)、充電樁與電網(wǎng)的互聯(lián)技術(shù)、變頻調節技術(shù)，探討實(shí)現充電樁的智能化控制和管理模式，實(shí)現充電樁與電網(wǎng)之間的數據交換和能源協(xié)調。

關(guān)鍵詞：電力電子技術(shù)，新能源汽車(chē)，充電樁控制技術(shù)。

0引言

隨著(zhù)環(huán)境保護意識的增強和新能源汽車(chē)市場(chǎng)的快速發(fā)展，充電樁作為新能源汽車(chē)充電基礎設施的關(guān)鍵組成部分，扮演著(zhù)不可忽視的角色。然而，隨著(zhù)新能源汽車(chē)數量的增加，充電樁所面臨的挑戰也越來(lái)越嚴峻。充電樁需要承擔高功率輸出、高效能轉換以及智能管理等多重任務(wù)，這對電力電子技術(shù)的應用提出了更高的要求。在新能源汽車(chē)充電樁中，電力電子技術(shù)可以發(fā)揮關(guān)鍵作用，例如直流快充技術(shù)可以提高充電速度，高效能轉換技術(shù)可以提高能源利用效率，變壓器設計與控制則可以實(shí)現多種功率輸出。本研究的結果將有助于指導充電樁的設計和優(yōu)化，提高充電樁的充電效率、性能和用戶(hù)體驗，為新能源汽車(chē)的發(fā)展和推廣提供重要支撐。

1研究背景

新能源汽車(chē)充電樁的基本原理與要求。新能源汽車(chē)充電樁作為連接電車(chē)和能源供應網(wǎng)絡(luò )的重要環(huán)節，具有智能控制、互聯(lián)技術(shù)和變頻調節等關(guān)鍵技術(shù)應用。了解新能源汽車(chē)充電樁的作用與基本原理，以及技術(shù)要求，能夠為我們理解和推進(jìn)充電樁技術(shù)的發(fā)展和應用提供基礎。

新能源汽車(chē)充電樁的作用與基本原理。新能源汽車(chē)充電樁是將交流電源轉換為適合新能源汽車(chē)電池充電的直流電源的設備。充電樁的作用是為新能源汽車(chē)提供可靠、安全和高效的充電服務(wù)。其基本原理是通過(guò)充電樁內部的電力電子裝置，將電網(wǎng)交流電源轉換為符合新能源汽車(chē)電池需求的直流電源，并通過(guò)相應的充電接口進(jìn)行輸出。

新能源汽車(chē)充電樁的技術(shù)要求。

（1）充電樁需要具備高功率輸出能力。隨著(zhù)新能源汽車(chē)的增多，充電樁需要以更高的功率快速充電，以滿(mǎn)足用戶(hù)的需求。因此，充電樁的電力電子裝置需要具備高功率輸出的能力，并保證電能的高效能轉換。

（2）充電樁需要具備安全性能。充電樁需要通過(guò)安全設計和可靠的電力電子控制系統，確保充電過(guò)

程中不會(huì )發(fā)生電源故障、電流過(guò)載或短路等危險情況。此外，充電樁還需要具備監測和保護功能，以確保充電過(guò)程穩定可靠。

（3）充電樁需要具備智能化管理能力。充電樁應通過(guò)智能控制技術(shù)，實(shí)現充電樁與電網(wǎng)的互聯(lián)，以便實(shí)現電能計量、充電調度和遠程監控等功能。智能化管理能力可以提高充電樁的使用效率和操作便利性，同時(shí)也有利于電網(wǎng)的穩定運行。

（4）充電樁需要具備適應不同車(chē)型需求的靈活性。由于不同型號和品牌的新能源汽車(chē)電池參數各異，充電樁需要具備相應的電壓變換、充電模式調節和電流控制等功能，以適應不同車(chē)型的充電需求。

綜上所述，新能源汽車(chē)充電樁的技術(shù)要求包括高功率輸出能力、安全性能、智能化管理和靈活性。通過(guò)滿(mǎn)足這些要求，充電樁能夠提供更好的充電服務(wù)，促進(jìn)新能源汽車(chē)的推廣和普及。

2電力電子技術(shù)在充電樁中的應用

電力電子技術(shù)在充電樁中的應用是推動(dòng)新能源汽車(chē)充電技術(shù)革新的重要因素。了解直流快充技術(shù)、高效能轉換技術(shù)和變壓器設計與控制等關(guān)鍵技術(shù)，能夠為我們深入探討和理解電力電子在充電樁中的應用提供基礎。

直流快充技術(shù)。直流快充技術(shù)是一種用于新能源汽車(chē)充電的高功率快速充電技術(shù)。它可以將電網(wǎng)交流電源快速轉換為適合新能源汽車(chē)電池充電的直流電源，以提供更快速和高效的充電服務(wù)。直流快充技術(shù)通常采用高功率的電力電子裝置和充電接口，能夠在較短的時(shí)間內為新能源汽車(chē)充滿(mǎn)電，提高充電效率和用戶(hù)充電體驗。

高效能轉換技術(shù)。高效能轉換技術(shù)是指在充電樁內部電力電子裝置中使用的一種技術(shù)，通過(guò)該技術(shù)可以實(shí)現電網(wǎng)交流電源到新能源汽車(chē)電池的高效能轉換。這種技術(shù)通常利用電力電子變流器和DC-DC變換器等裝置，通過(guò)高頻開(kāi)關(guān)控制，將交流電轉換為直流電，以減少能量損耗并提高整個(gè)轉換過(guò)程的效率。高效能轉換技術(shù)可以有效降低充電過(guò)程中的能源浪費，節約電能成本，同時(shí)也減少了對電網(wǎng)的負擔。

變壓器設計與控制。變壓器設計與控制是指針對充電樁中的變壓器進(jìn)行的設計和控制策略。變壓器在充電樁中起到了電能轉換和電壓變換的重要作用，所以其設計與控制的優(yōu)化對整個(gè)充電過(guò)程的效率和安全性都有著(zhù)重要影響。在變壓器的設計階段，需要根據充電樁的功率需求、輸入輸出電壓等參數進(jìn)行適當的設計，以提高變壓器的效率和可靠性。而變壓器控制則包括了對變壓器的電流、電壓和溫度等參數進(jìn)行實(shí)時(shí)監測和調控，以保證充電樁工作在安全穩定的狀態(tài)下。

綜上所述，直流快充技術(shù)、高效能轉換技術(shù)和變壓器設計與控制是新能源汽車(chē)充電樁中的重要技術(shù)。它們的應用能夠提高充電樁的功率輸出、能量轉換效率和安全可靠性，進(jìn)而促進(jìn)新能源汽車(chē)充電產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。

3提高充電樁性能和效率的關(guān)鍵技術(shù)

提高充電樁性能和效率的關(guān)鍵技術(shù)包括智能控制技術(shù)、充電樁與電網(wǎng)的互聯(lián)技術(shù)以及變頻調節技術(shù)。這些技術(shù)的應用能夠提升充電樁的智能化程度、實(shí)現充電樁與電網(wǎng)的無(wú)縫銜接，并通過(guò)變頻調節技術(shù)優(yōu)化能量傳輸效率，為新能源汽車(chē)充電提供更便捷、高效的解決方案。

智能控制技術(shù)。智能控制技術(shù)是指在充電樁中采用的一種能夠實(shí)現智能化控制和管理的技術(shù)。通過(guò)智能控制技術(shù)，充電樁可以實(shí)現與用戶(hù)智能設備的互通，實(shí)時(shí)監測和控制充電樁的工作狀態(tài)，提供智能化的充電服務(wù)。智能控制技術(shù)可以通過(guò)優(yōu)化充電策略、實(shí)施動(dòng)態(tài)電價(jià)調節和用戶(hù)行為分析等手段，提高充電效率和用戶(hù)體驗。此外，智能控制技術(shù)還可以實(shí)現充電樁的遠程監測和故障診斷，提高充電設備的可靠性和維護效率。

充電樁與電網(wǎng)的互聯(lián)技術(shù)。充電樁與電網(wǎng)的互聯(lián)技術(shù)是指將充電樁與電網(wǎng)進(jìn)行連接和互聯(lián)的一種技術(shù)。通過(guò)充電樁與電網(wǎng)的互聯(lián)，可以實(shí)現對充電樁的遠程監控和管理，實(shí)時(shí)獲取充電樁的工作狀態(tài)和能耗情況。同時(shí)，互聯(lián)技術(shù)還可以實(shí)現充電樁與電網(wǎng)之間的數據傳輸和信息交換，以支持電網(wǎng)調度、電能管理以及實(shí)現智能充電策略的執行。充電樁與電網(wǎng)的互聯(lián)技術(shù)還可以實(shí)現對充電樁的故障監測和預警，提高充電設備的運行安全性和可靠性。

變頻調節技術(shù)。變頻調節技術(shù)是指在充電樁中采用的一種能夠實(shí)現電力電子轉換器中輸出電壓和頻率調節的技術(shù)。通過(guò)變頻調節技術(shù)，可以根據電池電壓、充電速度需求等參數，調節充電樁中電力電子裝置輸出的電壓和頻率。這樣可以實(shí)現對電能的輸出進(jìn)行控制，提高充電設備的充電效率和充電質(zhì)量。變頻調節技術(shù)還可以實(shí)現對電力電子裝置的功率因數進(jìn)行調節，減少諧波和電網(wǎng)污染，提高充電設備的工作效率和電能利用率。

綜上所述，智能控制技術(shù)、充電樁與電網(wǎng)的互聯(lián)技術(shù)和變頻調節技術(shù)是新能源汽車(chē)充電樁中的重要技術(shù)。它們的應用可以實(shí)現充電樁的智能化控制和管理，提高充電效率和用戶(hù)體驗，同時(shí)還能夠實(shí)現充電樁與電網(wǎng)之間的數據交換和能源協(xié)調，促進(jìn)新能源汽車(chē)充電產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。

4安科瑞充電樁收費運營(yíng)云平臺

4.1概述

AcrelCloud-9000安科瑞充電柱收費運營(yíng)云平臺系統通過(guò)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)對接入系統的電動(dòng)電動(dòng)自行車(chē)充電站以及各個(gè)充電整法行不間斷地數據采集和監控，實(shí)時(shí)監控充電樁運行狀態(tài)，進(jìn)行充電服務(wù)、支付管理，交易結算，資要管理、電能管理，明細查詢(xún)等。同時(shí)對充電機過(guò)溫保護、漏電、充電機輸入/輸出過(guò)壓，欠壓，絕緣低各類(lèi)故障進(jìn)行預警；充電樁支持以太網(wǎng)、4G或WIFI等方式接入互聯(lián)網(wǎng)，用戶(hù)通過(guò)微信、支付寶，云閃付掃碼充電。

4.2應用場(chǎng)所

適用于民用建筑、一般工業(yè)建筑、居住小區、實(shí)業(yè)單位、商業(yè)綜合體、學(xué)校、園區等充電樁模式的充電基礎設施設計。

4.3系統結構

4.3.1系統分為四層：

1）即數據采集層、網(wǎng)絡(luò )傳輸層、數據層和客戶(hù)端層。

2）數據采集層：包括電瓶車(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。

3）網(wǎng)絡(luò )傳輸層：通過(guò)4G網(wǎng)絡(luò )將數據上傳至搭建好的數據庫服務(wù)器。

4）數據層：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。

5）應客戶(hù)端層：系統管理員可在瀏覽器中訪(fǎng)問(wèn)電瓶車(chē)充電樁收費平臺。終端充電用戶(hù)通過(guò)刷卡掃碼的方式啟動(dòng)充電。

小區充電平臺功能主要涵蓋充電設施智能化大屏、實(shí)時(shí)監控、交易管理、故障管理、統計分析、基礎數據管理等功能，同時(shí)為運維人員提供運維APP，充電用戶(hù)提供充電小程序。

4.4安科瑞充電樁云平臺系統功能

4.4.1智能化大屏

智能化大屏展示站點(diǎn)分布情況，對設備狀態(tài)、設備使用率、充電次數、充電時(shí)長(cháng)、充電金額、充電度數、充電樁故障等進(jìn)行統計顯示，同時(shí)可查看每個(gè)站點(diǎn)的站點(diǎn)信息、充電樁列表、充電記錄、收益、能耗、故障記錄等。統一管理小區充電樁，查看設備使用率，合理分配資源。

4.4.2實(shí)時(shí)監控

實(shí)時(shí)監視充電設施運行狀況，主要包括充電樁運行狀態(tài)、回路狀態(tài)、充電過(guò)程中的充電電量、充電電壓/電流，充電樁告警信息等。

4.4.3交易管理

平臺管理人員可管理充電用戶(hù)賬戶(hù)，對其進(jìn)行賬戶(hù)進(jìn)行充值、退款、凍結、注銷(xiāo)等操作，可查看小區用戶(hù)每日的充電交易詳細信息。

4.4.4故障管理

設備自動(dòng)上報故障信息，平臺管理人員可通過(guò)平臺查看故障信息并進(jìn)行派發(fā)處理，同時(shí)運維人員可通過(guò)運維APP收取故障推送，運維人員在運維工作完成后將結果上報。充電用戶(hù)也可通過(guò)充電小程序反饋現場(chǎng)問(wèn)題。

4.4.5統計分析

通過(guò)系統平臺，從充電站點(diǎn)、充電設施、、充電時(shí)間、充電方式等不同角度，查詢(xún)充電交易統計信息、能耗統計信息等。

4.4.6基礎數據管理

在系統平臺建立運營(yíng)商戶(hù)，運營(yíng)商可建立和管理其運營(yíng)所需站點(diǎn)和充電設施，維護充電設施信息、價(jià)格策略、折扣、優(yōu)惠活動(dòng)，同時(shí)可管理在線(xiàn)卡用戶(hù)充值、凍結和解綁。

4.4.7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，同時(shí)可接收故障推送

4.4.8充電小程序

面向充電用戶(hù)使用，可查看附近空閑設備，主要包含掃碼充電、賬戶(hù)充值，充電卡綁定、交易查詢(xún)、故障申訴等功能。

4.5系統硬件配置

5結語(yǔ)

本研究對電力電子技術(shù)在新能源汽車(chē)充電樁中的應用進(jìn)行了研究和分析，并提出了提高充電樁性能和效率的關(guān)鍵技術(shù)。通過(guò)智能控制技術(shù)、充電樁與電網(wǎng)的互聯(lián)技術(shù)以及變頻調節技術(shù)的應用，可以?xún)?yōu)化充電樁的充電速度、能量利用效率和充電功率輸出，為用戶(hù)提供更高效、便捷的充電服務(wù)。這對推動(dòng)新能源汽車(chē)的發(fā)展和推廣具有重要意義。

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注：禁止非法改裝