电动汽车充电设施监控系统实例研究

彭龙锋

摘 要：电动汽车产业要想实现市场化，电动汽车充电站是最重要的配套设施，它能够为电动汽车提供所需的能源。因此，为了推动电动汽车产业不断向好发展，必须不断完善电动汽车的充电设施，加大充电站的建设力度。

关键词：电动汽车；配套设施；监控系统；充电站

中图分类号：TM910.6 文献标识码：A DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2015.03.112

1 电动汽车的发展现状

现阶段，世界各国都在推行电动汽车，并且为了促进电动汽车行业的发展，特别制定了一系列的管理方案。随着电动汽车行业的发展，世界各国也开始建设电动汽车充电设施。目前，美国选择了5个州为首批电动汽车充电设施建设的试点，主要设置了2种充电方式——家用充电和公用充电；英国则打算到2015年建设完成25 000个电动汽车充电站；葡萄牙和法国等一些欧洲国家则计划在全国范围内建设电动汽车充电设施，使它们形成一个完整的充电网络；而日本现在已经建设了155 个电动汽车充电站。

2 管理系统的现状和发展趋势

目前，我国电动汽车充电设施并没有开展商业运营，只是为一些特定的对象服务。比如，公交线路的电动汽车充电站，它属于公交公司内部的充电站，只服务于电动公交，并不向社会开放。现阶段，我国尚不具备成熟的电动汽车运营系统，一切都处于摸索阶段，还没有形成完善的机制。现在的管理系统只能管理充电站或电动汽车，不能对它们进行统一的管理。因此，电动汽车产业近期的主要任务就是研究、开发出一套完整的监控系统，以实现电动汽车产业和电动汽车充电设施的发展。在电动汽车领域，基于物联网的管理方法正在试用阶段，而北京、天津和杭州等城市虽然已经设立了运营管理系统，但还没有实现实用化。所以，我国还应加大对电动汽车产业的管理力度，制订一套完整的管理方案，建立健全电动汽车产业的管理监控系统。

未来，电动汽车会越来越普及，为了更好地管理电动汽车行业，要加大电动汽车充电站的建设力度，以确保能源及时供给。同时，要建立健全电动汽车管理系统，统一管理电动汽车的生产经营和电动汽车充电设施的安全保护，使我国电动汽车产业发展得越来越好。

3 充电设施监控系统分析

3.1 监控系统建设的必要性

3.1.1 保证电池充电的安全性

目前，我国的电动汽车产业一般选用锂离子蓄电池作为供给能源。虽然锂离子蓄电池的电能比较强，使用时间较长，但是，在充电时对其有较高的要求。在充电过程中，如果控制不好就会对锂离子蓄电池造成永久的损伤，甚至会发生电池爆炸事故。因此，电动汽车充电站的监控系统必须具备实时监控锂离子蓄电池和充电设备的功能，确保在电池充电过程中不会发生意外爆炸的情况，也不会损坏电动汽车的电池。根据这种情况，我国电动汽车充电站可以选用智能充电机，这样可以有效保证锂离子蓄电池充电的安全性，也可以延长锂离子蓄电池的使用寿命。

3.1.2 提高充电站的运营管理水平

电动汽车充电站是保证电动汽车正常行驶的关键，是电动汽车所需能源的供给处。由于充电站的设备较多，人工无法有效地完成这些设备的管理工作，所以，为了使电动汽车能够正常使用，充电站必须采用先进的科学技术实现对充电站设备的管理，实现电动汽车充电站管理、运营自动化，减轻管理人员的工作负担，提高充电站的运营管理水平。

3.2 监控系统

电动汽车充电设施监控系统是由电动汽车充电监控中心、充电站、换电站和分布式充电设施4部分组成。充电站、换电站与管理中心之间采用光纤通信，分布式充电设施与管理中心之间采用GPRS/CDMA/ADSL方式通信。

3.2.1 充电监控

充电站是电动汽车的能源供给处，在电动汽车的充电过程中，一般都配备监控设备。充电监控主要负责收集、处理和保存电动汽车锂离子蓄电池的实时参数和充电站充电设备的实时运行数据，科学地调控充电设备。通过与电动汽车电池管理系统通信，可以了解到蓄电池的状态和参数，同时，还能获取充电站电能计量表的实时信息，监控电池充电的全过程。简单来说，充电监控是指监控电池在充电过程中的情况和充电设备的运行信息，保证电动汽车充电设施的可靠性、安全性和高效性。

3.2.2 配电监控

配送站的重要工作是更换电池，而它是由移动设备组成的。配电监控具有采集数据、控制操作和事件异常报警等功能。此外，配电监控可以实时监控有源滤波和无功补偿装置，设置充电设施的运行参数，采集相关数据，可以掌握我国电网的电能质量。

3.2.3 换电监控

顾名思义，换电站是为电动汽车换电的地方。换电监控是对电动汽车充电站的充电架、电池更换设备、电池箱等进行的实时监控。根据电池箱的实时充电信息和各种参数指标，选择合理的电池配置方案，为电动汽车更换合适的电池。在更换设备或更换电池箱时，要实时监控其情况，保证电动汽车蓄电池更换的安全性。

3.2.4 安全防护监控

通过安全防护监控子系统视频监控充电站，同时，还要监控消防、门禁和充电站的周边环境。这样做，可以及时发现充电设施或者其他设备存在的异常情况，实时控制电动汽车充电站的安全防护系统，将异常情况迅速地反馈到监控室，实现电动汽车充电站的安全防护监控，以保证工作人员和充电设备的安全。

4 充电管理

电动汽车充电设施的监控系统需要监控很多充电设备，而它的主要任务就是管理和维护这些设备。充电设备的管理通常负责很多充电设施的管理，比如充电设备、配电设备、电池更换设备等，同时，还要存储电动汽车的充电记录，及时获取充电信息，更新电池的充电状态。因此，提供电动汽车的充电历史信息，可以实时监控其充电过程，保证电动汽车和充电站的安全。此外，充电站为电动汽车充电提供了3种充电模式，即按时间充电、按电量充电和按电池信息充电。

管理充电设备可以提高电池充电时的安全性，有效避免充电过程中遇到的各种安全隐患，使得充电站能够及时地为电动汽车提供电能，保证电动汽车的正常使用，推动电动汽车产业的发展，从而实现我国可持续发展的战略目标。

5 结束语

综上所述，随着我国电动汽车产业的发展，传统的运营和管理方法已经不能满足电动汽车产业发展的需求，因此必须要不断完善和提高运营管理水平。电动汽车充电站是电动汽车正常使用的关键，但是，在充电过程中，很容易损坏电动汽车的电池，甚至引发电池爆炸事故。因此，我国采用了实时监控系统，并应用先进的科学技术实现充电设施的自动化监控，在减轻管理人员工作负担的同时提高工作效率，保证充电过程的安全性，使电动汽车能更好地为人们服务，减少石油资源的消耗，进而实现我国的可持续发展。

参考文献

[1]赵明宇，王刚，汪映辉，等.电动汽车充电设施监控系统设计与实现[J].电力系统自动化，2011（10）：265-269.

[2]闫宏莉，贺家胜.电动汽车充电设施运行管理系统研究与应用[J].电力信息化，2012（09）：133-137.

[3]严辉，李庚银，赵磊，等.电动汽车充电站监控系统的设计与实现[J].电网技术，2009（12）：105-109.

〔编辑：白洁〕