【摘要】
近年來，隨著電瓶車數(shù)量的急劇增長，每年由電瓶車充電引發(fā)的火災(zāi)事故占比超過70%，導(dǎo)致嚴(yán)重的人員傷亡和財(cái)產(chǎn)損失。這些火災(zāi)多因車主隨意拉線長時(shí)間充電且充電器缺乏自動(dòng)斷電功能，不僅縮短了電池壽命，還因充電器過熱易引發(fā)內(nèi)部短路，構(gòu)成重大安全隱患。智能電瓶車充電樁憑借其穩(wěn)定的電壓輸出、過載保護(hù)、自動(dòng)斷電及異常預(yù)警等功能，通過集中部署有效避免了火災(zāi)等安全事故，延長了電池使用壽命，提升了充電效率，確保了人身和設(shè)備安全，顯著降低了消防安全風(fēng)險(xiǎn)。

【關(guān)鍵詞】
電瓶車；智能充電樁；安全隱患；充電效率

0 引言
電瓶車憑借其便捷性、經(jīng)濟(jì)性、環(huán)保性等特點(diǎn)，已成為我國城鄉(xiāng)地區(qū)的主要交通工具。隨著電瓶車保有量的持續(xù)攀升，對(duì)充電樁的需求也日益迫切，尤其是在醫(yī)院、工廠、學(xué)校、工業(yè)園區(qū)、維修站點(diǎn)、共享單車站、住宅區(qū)及商場等場所。根據(jù)相關(guān)政策導(dǎo)向，要求規(guī)范電瓶車停放及充電行為，推廣具備智能控制功能的充電設(shè)施，如定時(shí)充電、自動(dòng)斷電及故障報(bào)警系統(tǒng)，并安裝電氣火災(zāi)監(jiān)控和可視監(jiān)測系統(tǒng)，推動(dòng)公共充電設(shè)施向智能化方向發(fā)展。

公司推出的智能環(huán)保電瓶車充電樁，不僅解決了傳統(tǒng)充電設(shè)施管理落后、難度大、隱患多的問題，還依托龐大的充電用戶群體，利用充電APP構(gòu)建電瓶車產(chǎn)業(yè)鏈平臺(tái)，提供便民生活服務(wù)。通過集中部署實(shí)現(xiàn)與火災(zāi)等安全事故的隔離，充電完成后自動(dòng)斷電，有效減少人身和設(shè)備安全事故。

1 智能電瓶車充電樁系統(tǒng)方案概述
智能電瓶車充電樁作為新一代智能充電設(shè)備，基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)構(gòu)建的管理運(yùn)營系統(tǒng)革新了傳統(tǒng)充電方式，為用戶提供更安全、智能的充電解決方案。該系統(tǒng)融合物聯(lián)網(wǎng)、移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，實(shí)現(xiàn)對(duì)充電設(shè)備的智能控制，并通過數(shù)據(jù)分析與用戶終端（移動(dòng)客戶端或微信小程序）對(duì)接，實(shí)時(shí)反饋充電狀態(tài)，集成移動(dòng)支付與信息查看功能，為居民提供便捷的用能服務(wù)。同時(shí)，通過對(duì)電瓶車停放充電區(qū)域的集中監(jiān)控，實(shí)現(xiàn)故障的快速發(fā)現(xiàn)與定位，確保安全運(yùn)營。智能電瓶車充電樁系統(tǒng)方案主要包括掃碼充電終端（插座）、充電樁本體、物聯(lián)網(wǎng)主機(jī)、云平臺(tái)管理系統(tǒng)及用戶終端。

1.1 智能電瓶車充電樁的核心構(gòu)成

1.1.1 柜體結(jié)構(gòu)
電瓶車充電樁采用分體式安裝設(shè)計(jì)，外殼達(dá)到IP54防塵防水標(biāo)準(zhǔn)，適合戶外獨(dú)立安裝，降低了運(yùn)營商的安裝與運(yùn)維成本。智能充電樁的外觀如圖1所示。

圖1智能充電樁外觀示意圖

1.1.2 刷卡認(rèn)證模塊
該模塊負(fù)責(zé)實(shí)現(xiàn)卡片的硬件加密認(rèn)證處理，確保用戶賬戶數(shù)據(jù)的安全性。

1.1.3 信號(hào)交互與語音提示模塊
此模塊用于接收刷卡信號(hào)以選擇充電端口，并提供語音提示功能。同時(shí)，它也集成了刷卡裝置的硬件加密認(rèn)證功能，保護(hù)賬戶數(shù)據(jù)安全。

1.1.4 溫度與漏電監(jiān)測模塊
該模塊主要監(jiān)測充電回路的溫度以及檢測是否存在漏電情況，確保充電過程的安全。

1.1.5 網(wǎng)絡(luò)通信模塊
采用獨(dú)立的全網(wǎng)通4G網(wǎng)絡(luò)，運(yùn)用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)連接云平臺(tái)服務(wù)器，實(shí)現(xiàn)與用戶的數(shù)據(jù)交換及定位功能，有效解決了聯(lián)網(wǎng)難題。

1.1.6 CPU主控模塊
該模塊采用分布式CPU控制板，具備出色的電磁兼容性，工作穩(wěn)定可靠。它集成了輸入過/欠壓保護(hù)、輸出過流/過壓保護(hù)、輸出短路保護(hù)、過溫保護(hù)及告警等多種保護(hù)功能。

1.1.7 充電檢測模塊
此模塊負(fù)責(zé)檢測負(fù)載狀態(tài)，通過數(shù)據(jù)通訊接口讀取充電設(shè)備參數(shù)，輸出相應(yīng)的充電電流。同時(shí)，它還能通過充電芯片或電流表檢測輸出的電流大小，并在檢測到過載時(shí)向控制模塊發(fā)送過載信號(hào)，控制模塊將斷開該路負(fù)載。

1.2 云平臺(tái)管理系統(tǒng)
充電樁管理平臺(tái)與互聯(lián)網(wǎng)運(yùn)營公司合作，依托云計(jì)算、大數(shù)據(jù)、人工智能技術(shù)，為企業(yè)提供電瓶車安全充電的多場景解決方案。系統(tǒng)通過網(wǎng)絡(luò)模塊與云端進(jìn)行通信和數(shù)據(jù)交互，采用模塊化軟硬件設(shè)計(jì)，具有可重組性和分布式架構(gòu)，方便升級(jí)和分步實(shí)施。系統(tǒng)資源占用低，報(bào)警及時(shí)，報(bào)警信息會(huì)實(shí)時(shí)推送至手機(jī)APP或電腦服務(wù)端。同時(shí)，系統(tǒng)支持投幣、刷卡等多種支付方式，確保交易完整性，并能對(duì)異常情況進(jìn)行有效處理，實(shí)現(xiàn)下級(jí)平臺(tái)的清算和對(duì)賬功能。

2 智能電瓶車充電樁的功能特性

2.1 安全防護(hù)
具備防火、防水、防雷、防塵功能，異常情況立即啟動(dòng)智能保護(hù)機(jī)制，消除火災(zāi)隱患。

2.2 遠(yuǎn)程監(jiān)控
運(yùn)用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)控，設(shè)備問題即時(shí)反饋至后臺(tái)。

2.3 充滿自停
管理平臺(tái)通過實(shí)時(shí)監(jiān)測充電電流值，實(shí)現(xiàn)充滿后自動(dòng)斷電，保護(hù)電池并延長使用壽命，同時(shí)預(yù)防火災(zāi)事故。

2.4 智能識(shí)別與功率限制
充電樁可設(shè)定功率報(bào)警值，達(dá)到報(bào)警值時(shí)斷開對(duì)應(yīng)充電回路，防止用戶私接插線板或多臺(tái)電瓶車、大功率設(shè)備充電，消除過載安全隱患。

2.5 電池組自動(dòng)識(shí)別與充電
根據(jù)被充電池自動(dòng)識(shí)別電池組電壓（24V、36V、48V、60V、72V），并自動(dòng)設(shè)定充電參數(shù)。

2.6 斷電記憶功能
電網(wǎng)停電后，來電恢復(fù)可繼續(xù)使用剩余充電時(shí)間，保障用戶利益。

2.7 空載保護(hù)
用戶拔掉充電器或插頭未插緊時(shí)，若還有剩余時(shí)間或電量，則發(fā)出報(bào)警，并在設(shè)定時(shí)間內(nèi)關(guān)閉回路供電。

2.8 電氣保護(hù)
具備自動(dòng)熔斷機(jī)制，采用軟硬件雙重保護(hù)機(jī)制嚴(yán)防過流、漏電、短路等電氣故障，確保充電安全。

2.9 人性化收費(fèi)模式
支持掃描二維碼查詢、充值并接收提示消息，支持微信、支付寶等主流支付方式，滿足不同支付需求。

2.10 盜充提醒
充電過程中如被惡意拔掉充電器，平臺(tái)將及時(shí)斷開電源并推送信息給充電用戶。

2.11 成本節(jié)約
每臺(tái)設(shè)備支持10路插座輸出，滿足更多車輛充電需求，降低安裝成本。

2.12 電流自動(dòng)調(diào)節(jié)
根據(jù)被充電池組特性自動(dòng)設(shè)置適合的充電電流。

3 智能電瓶車充電樁系統(tǒng)技術(shù)優(yōu)勢

智能環(huán)保電瓶車充電樁控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)充分考慮用戶體驗(yàn)，具有實(shí)現(xiàn)簡單、集成化程度高、操作界面友好等優(yōu)點(diǎn)。采用內(nèi)置CPU控制技術(shù)，集計(jì)量于一體，效率高、電磁兼容性好，工作穩(wěn)定可靠。設(shè)備具備多種保護(hù)措施，包括過充保護(hù)、短路保護(hù)、漏電保護(hù)、過載保護(hù)、防雷保護(hù)、空載保護(hù)、防雨保護(hù)、自檢保護(hù)等。同時(shí)，智能充電樁實(shí)現(xiàn)平臺(tái)化管理，降低人工維護(hù)成本，方便隨時(shí)了解車輛和場地信息。集中式停充管理減少了亂停亂放現(xiàn)象，降低了消防安全隱患，并規(guī)范了財(cái)務(wù)管理。

4 智能電瓶車充電樁系統(tǒng)解決的實(shí)際問題

1） 為小區(qū)、工廠、商場、學(xué)校等場所提供整體解決方案，解決電瓶車充電難、管理難、收費(fèi)難的問題。
2） 改善電瓶車亂停亂放、私拉電線等安全問題。
3） 增加電流過載保護(hù)安全系數(shù)，降低充電引發(fā)火災(zāi)事故的概率，確保充電安全。
4） 實(shí)現(xiàn)智能充電，保護(hù)電池、延長使用壽命，減少人工看守。

5 安科瑞充電樁收費(fèi)運(yùn)營云平臺(tái)

5.1 系統(tǒng)概述
AcrelCloud-9000安科瑞充電柱收費(fèi)運(yùn)營云平臺(tái)系統(tǒng)通過物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)實(shí)時(shí)采集和監(jiān)控電動(dòng)電動(dòng)自行車充電站及充電設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)。系統(tǒng)提供充電服務(wù)、支付管理、交易結(jié)算、資源管理、電能管理等功能，并對(duì)充電機(jī)過溫、漏電、輸入/輸出過壓/欠壓、絕緣低等故障進(jìn)行預(yù)警。充電樁支持以太網(wǎng)、4G或WIFI等方式接入互聯(lián)網(wǎng)，用戶可通過微信、支付寶、云閃付等掃碼充電。

5.2 應(yīng)用場所
該系統(tǒng)適用于民用建筑、一般工業(yè)建筑、居住小區(qū)、事業(yè)單位、商業(yè)綜合體、學(xué)校、園區(qū)等充電樁模式的充電基礎(chǔ)設(shè)施設(shè)計(jì)。

5.3系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

5.3.1系統(tǒng)分為四層：

1）即數(shù)據(jù)采集層、網(wǎng)絡(luò)傳輸層、數(shù)據(jù)層和客戶端層。

2）數(shù)據(jù)采集層：包括電瓶車智能充電樁通訊協(xié)議為標(biāo)準(zhǔn)modbus-rtu。電瓶車智能充電樁用于采集充電回路的電力參數(shù)，并進(jìn)行電能計(jì)量和保護(hù)。

3）網(wǎng)絡(luò)傳輸層：通過4G網(wǎng)絡(luò)將數(shù)據(jù)上傳至搭建好的數(shù)據(jù)庫服務(wù)器。

4）數(shù)據(jù)層：包含應(yīng)用服務(wù)器和數(shù)據(jù)服務(wù)器，應(yīng)用服務(wù)器部署數(shù)據(jù)采集服務(wù)、WEB網(wǎng)站，數(shù)據(jù)服務(wù)器部署實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫、歷史數(shù)據(jù)庫、基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫。

5）應(yīng)客戶端層：系統(tǒng)管理員可在瀏覽器中訪問電瓶車充電樁收費(fèi)平臺(tái)。終端充電用戶通過刷卡掃碼的方式啟動(dòng)充電。

小區(qū)充電平臺(tái)功能主要涵蓋充電設(shè)施智能化大屏、實(shí)時(shí)監(jiān)控、交易管理、故障管理、統(tǒng)計(jì)分析、基礎(chǔ)數(shù)據(jù)管理等功能，同時(shí)為運(yùn)維人員提供運(yùn)維APP，充電用戶提供充電小程序。

5.4安科瑞充電樁云平臺(tái)系統(tǒng)功能

5.4.1智能化大屏

智能化大屏展示站點(diǎn)分布情況，對(duì)設(shè)備狀態(tài)、設(shè)備使用率、充電次數(shù)、充電時(shí)長、充電金額、充電度數(shù)、充電樁故障等進(jìn)行統(tǒng)計(jì)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(tǒng)一管理小區(qū)充電樁，查看設(shè)備使用率，合理分配資源。

5.4.2.實(shí)時(shí)監(jiān)控

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

5.4.3交易管理

平臺(tái)管理人員可管理充電用戶賬戶，對(duì)其進(jìn)行賬戶進(jìn)行充值、退款、凍結(jié)、注銷等操作，可查看小區(qū)用戶每日的充電交易詳細(xì)信息。

5.4.4故障管理

設(shè)備自動(dòng)上報(bào)故障信息，平臺(tái)管理人員可通過平臺(tái)查看故障信息并進(jìn)行派發(fā)處理，同時(shí)運(yùn)維人員可通過運(yùn)維APP收取故障推送，運(yùn)維人員在運(yùn)維工作完成后將結(jié)果上報(bào)。充電用戶也可通過充電小程序反饋現(xiàn)場問題。

5.4.5統(tǒng)計(jì)分析

通過系統(tǒng)平臺(tái)，從充電站點(diǎn)、充電設(shè)施、、充電時(shí)間、充電方式等不同角度，查詢充電交易統(tǒng)計(jì)信息、能耗統(tǒng)計(jì)信息等。

5.4.6基礎(chǔ)數(shù)據(jù)管理

在系統(tǒng)平臺(tái)建立運(yùn)營商戶，運(yùn)營商可建立和管理其運(yùn)營所需站點(diǎn)和充電設(shè)施，維護(hù)充電設(shè)施信息、價(jià)格策略、折扣、優(yōu)惠活動(dòng)，同時(shí)可管理在線卡用戶充值、凍結(jié)和解綁。

5.4.7運(yùn)維APP

面向運(yùn)維人員使用，可以對(duì)站點(diǎn)和充電樁進(jìn)行管理、能夠進(jìn)行故障閉環(huán)處理、查詢流量卡使用情況、查詢充電\充值情況，進(jìn)行遠(yuǎn)程參數(shù)設(shè)置，同時(shí)可接收故障推送。

5.4.8充電小程序

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

5.5系統(tǒng)硬件配置

6結(jié)束語

隨著數(shù)字化、信息化、智能化技術(shù)的持續(xù)進(jìn)步，智能電瓶車充電樁系統(tǒng)在大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)、人工智能及虛擬助手等新興技術(shù)的驅(qū)動(dòng)下，智能化水平日益提升。該系統(tǒng)運(yùn)用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，為社區(qū)帶來了“智慧、安全、便捷"的電瓶車充電體驗(yàn)，為構(gòu)建和諧社區(qū)貢獻(xiàn)力量。智能環(huán)保電瓶車充電樁項(xiàng)目作為一項(xiàng)備受鼓勵(lì)和支持的民生工程，其成功建設(shè)和應(yīng)用能夠顯著減少充電過程中火災(zāi)等安全隱患，提升電瓶車充電效率，并延長電池使用壽命。這一項(xiàng)目不僅節(jié)能環(huán)保，還能節(jié)省費(fèi)用，真正做到了利民、惠民、便民，為構(gòu)建和諧社會(huì)提供了堅(jiān)實(shí)的技術(shù)支撐和安全保障。

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