才茂基于无线网络电动汽车充电桩/站智能联网方案

才茂基于无线网络电动汽车充电桩/站智能联网方案

1、引言

随着人们环保意识的增强，世界各国对新能源汽车的推广支持，新能源汽车在未来汽车市场将占据重要地位，如果说过去充电站等配套设施的不完备在一定程度上限制了电动汽车发展的话，那么这一问题正在逐步得到解决。国家电网和南方电网分别投入巨资建设电动汽车充电站和充电桩等与新能源汽车相关的配套充电设施，随着两大电网制定了在全国大规模建设电动汽车充电站和充电桩的计划，电动汽车充电站建设已经进入快车道，而随着“互联网+”概念的提出，则将利用互联网的平台、信息通信技术把互联网和包括传统行业在内的各行各业结合起来，从而在新领域创造一种新生态。

据媒体新闻报道福建、浙江、吉林、安徽、江苏、山西、江西、山东等国内大多省份已陆续建立起电动汽车充电站。围绕为电动汽车充电这块巨大“蛋糕”的激烈竞争已悄然启幕，国家电网、南方电网、中石化、中海油等能源央企纷纷跑马圈地。

2、应用前景

由于充电桩的功能类似于加油机，其用途的特殊性决定了充电桩建设的特点是被测点多、分散、覆盖面广、通信距离远，需集中管理。并且随着新能源汽车的急速发展，对其网络拓扑要求具有灵活性和扩展性的结构，因此，电动汽车充电桩通信方式的选择应考虑如下问题：

 （1） 通信的可靠性——通信系统要长期经受恶劣环境和较强的电磁干扰或噪音干扰的考验，并保持通信的畅通。

 （2） 建设费用——在满足可靠性的前提下，综合考虑建设费用及长期使用和维护的费用。

 （3） 双向通信——不仅能实现信息量的上传，还要实现控制量的下达。

 （4） 多业务的数据传输速率——随着以后终端业务量的不断增长，主站到子站、子站到终端之间通信对实现多业务的数据传输速率要求越来越高。

 （5） 通信的灵活性和可扩展性——由于充电桩（栓）具有控制点面多、面广和分散的特点，要求采用标准的通信协议，随着“ALL IP”网络技术趋势的发展以及电力运营业务的不断增长，需要考虑基于IP的业务承载，同时要求便于安装施工、调试、运行、维护。

3、解决方案介绍

针对不同的充电设施及客户需求，才茂提供差异化的解决方案。

3.1、针对分散式充电桩

对于居民区或单位停车场等场所的分散式充电桩，采用才茂工业级无线数据终端 （DTU）进行联网。充电桩控制板与 DTU 通过串口相连，无线 DTU 通过运营商的4G/3G/2G网络自动拨号联网，并与充电运营企业的监控运营zhongxin 建立连接，从而搭建充电设施与监控运营zhongxin 之间的透明通道。系统网络拓扑如下：

（1）通过 DTU 搭建的充电桩与监控运营中心间的透明通道，zhongxin 一方面可以实时监控现场充电桩的电压、电流、电量、功率等运行参数，另一方面可以监控充电桩状态，如果有报警或故障，可以及时进行维护；

（2）对于具有自主开发能力、且对成本要求较高的客户，才茂还可以提供嵌入式无线数据终端，满足用户高性价比要求；

（3）监控运营服务端架设管理运营平台软件，可以实时监控 DTU 运行状态、产生流量情况以及现场信号覆盖情况，并可以对 DTU 进行批量配置或批量升级等操作；

3.2、针对集中式充换电站或群充电系统

对于公交、出租、环卫、物流以及高速公路等公共服务领域的充电基础设施，一般以建设集中式充换电站为主，或者有些充电运营企业采用箱变等技术推出群智能充电系统。这种情况，才茂提供工业级路由器产品实现充电设施的联网。集中式充电站的各充电桩采用以太网方式组成局域网（如果是群充电系统，则整个系统有集中的采集控制单元），然后通过工业路由器作为统一的网关连接专网或 Internet，并ZZ与充电运营企业的监控运营中心建立连接，实现充电设施与监控运营中心之间的双向数据传输。系统拓扑如下：

（1）通过工业路由器搭建的充电站与监控运营zhongxin 间的透明通道，中心一方面可以实时监控 现场充电桩的电压、电流、电量、功率等运行参数，另一方面可以监控充电桩状态， 如果有报警或故障，可以及时进行维护；

（2）如果现场具备有线网络条件，则工业路由器可以采用有线方式接入网络，如果现场不具有线网络，则可以选择 5G/4G/3G无线网络接入方式，充分保证了网络接入的灵活性；

(3)对于对数据安全性有较高要求的客户，还可以在工业路由器和zhongxin 防火墙之间建立IPSec VPN 的加密隧道，充分保证传输数据的安全性；

(4)监控运营服务端架设管理运营平台软件，可以实时监控路由器运行状态、产生流量情况以及现场信号覆盖情况，并可以对路由器进行批量配置或批量升级等操作；

4、系统功能

系统可实现以下功能：

1、 实时数据传输功能：通过5G/4G/3G各种无线网络， 能够实时地将充电桩终端的数据透明传输（原封不动）到服务器后端的充电桩系统管理平台；

2、充电桩系统管理平台软件主要实现包括计量计费系统、充电监控系统、配电监控系统、安防监控系统这几大块的应用功能的管理；

3、远程监控功能：服务端的管理平台可以随时监控充电桩的运行情况，包括电量变送器、断路器、PLC控制器、计费器、触摸屏等设备工作参数的上传，也可以通过无线DTU下达各种工作指令给充电桩终端设备；

4、远程报警维护功能：可以实时监控充电桩的运行状态，一旦出现故障告警，可以远程维护调试或升级，做到及时处理异常充电桩终端的问题；

5、应用扩展功能：可接入第三方APP软件，利用才茂通信GPS设备以及对应定位系统软件，直接为充电用户提供手机APP，可以实现地图上寻址和导航功能。

5、结束语

大力推进充电基础设施建设，解决电动汽车充电难题，是发展新能源汽车产业的重要保障，对于打造大众创业、万众创新和增强公共产品、公共服务“双引擎”，实现稳增长、调结构、惠民生都具有重要意义。