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1、引言
隨著人們環(huán)保意識(shí)的增強(qiáng),世界各國(guó)對(duì)新能源汽車的推廣支持,新能源汽車在未來(lái)汽車市場(chǎng)將占據(jù)重要地位,如果說(shuō)過(guò)去充電站等配套設(shè)施的不完備在一定程度上限制了電動(dòng)汽車發(fā)展的話,那么這一問(wèn)題正在逐步得到解決。*和南方電網(wǎng)分別投入巨資建設(shè)電動(dòng)汽車充電站和充電樁等與新能源汽車相關(guān)的配套充電設(shè)施,隨著兩大電網(wǎng)制定了在全國(guó)大規(guī)模建設(shè)電動(dòng)汽車充電站和充電樁的計(jì)劃,電動(dòng)汽車充電站建設(shè)已經(jīng)進(jìn)入快車道,而隨著“互聯(lián)網(wǎng)+”概念的提出,則將利用互聯(lián)網(wǎng)的平臺(tái)、信息通信技術(shù)把互聯(lián)網(wǎng)和包括傳統(tǒng)行業(yè)在內(nèi)的各行各業(yè)結(jié)合起來(lái),從而在新領(lǐng)域創(chuàng)造一種新生態(tài)。
據(jù)媒體新聞報(bào)道福建、浙江、吉林、安徽、江蘇、山西、江西、山東等國(guó)內(nèi)大多省份已陸續(xù)建立起電動(dòng)汽車充電站。圍繞為電動(dòng)汽車充電這塊巨大“蛋糕”的激烈競(jìng)爭(zhēng)已悄然啟幕,*、南方電網(wǎng)、中石化、中海油等能源央企紛紛跑馬圈地。
關(guān)鍵字:無(wú)線 RTU;工業(yè)級(jí)RTU;充電樁;新能源;互聯(lián)網(wǎng)+;
2、政策背景
2015年10月9日,*下發(fā)《關(guān)于加快電動(dòng)汽車充電基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的指導(dǎo)意見(jiàn)》。這是9月29日,*常務(wù)會(huì)議確定支持新能源和小排量汽車發(fā)展措施后的又一重大舉措。
《指導(dǎo)意見(jiàn)》提出,到2020年,基本建成適度超前、車樁相隨、智能的充電基礎(chǔ)設(shè)施體系,滿足超過(guò)500萬(wàn)輛電動(dòng)汽車的充電需求;建立較完善的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范和 市場(chǎng)監(jiān)管體系,形成統(tǒng)一開放、競(jìng)爭(zhēng)有序的充電服務(wù)市場(chǎng)。根據(jù)國(guó)家“十三五”規(guī)劃,到2020年,充換電站
數(shù)量將達(dá)到1.2萬(wàn)個(gè),充電樁達(dá)到450萬(wàn)個(gè)。
數(shù)據(jù)顯示,今年1-8月,我國(guó)新能源車?yán)塾?jì)生產(chǎn)12.35萬(wàn)輛,同比增長(zhǎng)3倍。截至8月底,全國(guó)新能源車保有量約為24萬(wàn)輛。但充電樁僅為3.7萬(wàn)個(gè),車樁比例為8:1,充電樁的建設(shè)速度遠(yuǎn)遠(yuǎn)跟不上新能源車步伐。
有機(jī)構(gòu)表明,明年我國(guó)充電樁產(chǎn)業(yè)規(guī)模將達(dá)到330.78億元,到2020年可達(dá)到1000億元。
3、充電樁
充電樁是新能源電動(dòng)力車的電站,其功能類似于加油站里面的加油機(jī)。每個(gè)充電樁都裝有充電插頭,充電樁可以根據(jù)不同的電壓等級(jí),為各類電動(dòng)車輛充電。電動(dòng)汽車充電樁采用的是交流、直流供電方式,充電時(shí),需要刷充電卡,充電樁顯示充電量、充電時(shí)間以及費(fèi)用等數(shù)據(jù),并打印單據(jù),可實(shí)現(xiàn)計(jì)時(shí)充電和計(jì)量充電功能。
4、應(yīng)用前景
由于充電樁的功能類似于加油機(jī),其用途的特殊性決定了充電樁建設(shè)的特點(diǎn)是被測(cè)點(diǎn)多、分散、覆蓋面廣、通信距離遠(yuǎn),需集中管理。并且隨著新能源汽車的急速發(fā)展,對(duì)其網(wǎng)絡(luò)拓?fù)湟缶哂徐`活性和擴(kuò)展性的結(jié)構(gòu),因此,電動(dòng)汽車充電樁通信方式的選擇應(yīng)考慮如下問(wèn)題:
(1) 通信的可靠性——通信系統(tǒng)要長(zhǎng)期經(jīng)受惡劣環(huán)境和較強(qiáng)的電磁干擾或噪音干擾的考驗(yàn),并保持通信的暢通。
(2) 建設(shè)費(fèi)用——在滿足可靠性的前提下,綜合考慮建設(shè)費(fèi)用及長(zhǎng)期使用和維護(hù)的費(fèi)用。
(3) 雙向通信——不僅能實(shí)現(xiàn)信息量的上傳,還要實(shí)現(xiàn)控制量的下達(dá)。
(4) 多業(yè)務(wù)的數(shù)據(jù)傳輸速率——隨著以后終端業(yè)務(wù)量的不斷增長(zhǎng),主站到子站、子站到終端之間通信對(duì)實(shí)現(xiàn)多業(yè)務(wù)的數(shù)據(jù)傳輸速率要求越來(lái)越高。
(5) 通信的靈活性和可擴(kuò)展性——由于充電樁(栓)具有控制點(diǎn)面多、面廣和分散的特點(diǎn),要求采用標(biāo)準(zhǔn)的通信協(xié)議,隨著“ALL IP”網(wǎng)絡(luò)技術(shù)趨勢(shì)的發(fā)展以及電力運(yùn)營(yíng)業(yè)務(wù)的不斷增長(zhǎng),需要考慮基于IP的業(yè)務(wù)承載,同時(shí)要求便于安裝施工、調(diào)試、運(yùn)行、維護(hù)。
5、通訊方式
電動(dòng)汽車充電樁屬于配電網(wǎng)側(cè),其通信方式往往和配電網(wǎng)自動(dòng)化一起綜合考慮。通信是配電網(wǎng)自動(dòng)化的一個(gè)重點(diǎn)和難點(diǎn),區(qū)域不同、條件不同,可應(yīng)用的通信方式也不同,具體到電動(dòng)汽車充電樁,其通信方式主要有有線方式和無(wú)線方式:
(1)有線方式
有線方式主要有:有線以太網(wǎng)(RJ45線、光纖)、工業(yè)串行總線(RS485、RS232、CAN
總線)。
有線以太網(wǎng)主要優(yōu)點(diǎn)是數(shù)據(jù)傳輸可靠、網(wǎng)絡(luò)容量大,缺點(diǎn)是布線復(fù)雜、擴(kuò)展性差、施
工成本高、靈活性差。
工業(yè)串行總線(RS485、RS232、CAN總線)優(yōu)點(diǎn)是數(shù)據(jù)傳輸可靠,設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單,缺點(diǎn)是
布網(wǎng)復(fù)雜、擴(kuò)展性差、施工成本高、靈活性差、通信容量低。
(2)無(wú)線方式
無(wú)線方式主要采用移動(dòng)運(yùn)營(yíng)商的無(wú)線網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)接入業(yè)務(wù),如:GPRS/CDMA/TD-SCDMA/WCDMA/EVDO以及更新的4G LTE網(wǎng)絡(luò)等。
無(wú)線方式的優(yōu)點(diǎn)是:成本低廉、建設(shè)工程周期短、適應(yīng)性強(qiáng)、擴(kuò)展性好、維護(hù)方便并且擴(kuò)展容易。
基于此,利用2G/3G/4G無(wú)線數(shù)據(jù)傳輸技術(shù),基于服務(wù)端應(yīng)用寬帶有線網(wǎng)絡(luò)提供固定IP或者動(dòng)態(tài)IP(可用域名綁定)以及端口號(hào),將這些服務(wù)端參數(shù)設(shè)置在才茂通信無(wú)線傳輸終端RTU上,利用它能夠自動(dòng)解析域名地址,連接到服務(wù)端的充電樁管理平臺(tái),可以為新能源交通行業(yè)提供實(shí)時(shí)的各種數(shù)據(jù)采集(包括數(shù)字量采集和模擬量采集)、傳輸、發(fā)布、遠(yuǎn)程管理與控制、實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程無(wú)線數(shù)據(jù)傳輸?shù)慕鉀Q方案。
6、系統(tǒng)組成及組網(wǎng)方案
在過(guò)去的三年里,廈門才茂為國(guó)電南瑞、許繼電氣、深圳比亞迪等多個(gè)用戶實(shí)現(xiàn)了電動(dòng)汽車充電樁項(xiàng)目上的批量應(yīng)用,實(shí)現(xiàn)了基于嵌入式技術(shù)的自助智能電動(dòng)汽車充電樁終端方案及產(chǎn)品。系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)如下圖所示:
充電樁系統(tǒng)拓?fù)鋱D
本系統(tǒng)主要由交流/直流充電樁、才茂無(wú)線數(shù)傳終端RTU, 各種2G/3G/4G無(wú)線網(wǎng)絡(luò)及通訊網(wǎng)絡(luò)、充電樁系統(tǒng)管理平臺(tái)軟件等組成。
1、才茂無(wú)線數(shù)傳RTU可以提供RS232/RS485/以太網(wǎng)/USB各種接口與充電樁以及相應(yīng)配套的其他設(shè)備進(jìn)行連接;
2、數(shù)傳RTU通過(guò)各種無(wú)線網(wǎng)絡(luò),將各種充電樁終端的數(shù)據(jù)無(wú)線透明傳輸?shù)椒?wù)器端的充電系統(tǒng)管理平臺(tái),此系統(tǒng)平臺(tái)軟件包括計(jì)量計(jì)費(fèi)系統(tǒng)、充電監(jiān)控系統(tǒng)、配電監(jiān)控系統(tǒng)、安防監(jiān)控系統(tǒng)等。
充電樁終端分析圖
電動(dòng)汽車充電樁采用的是交、直流供電方式,不需要加油、加氣,避免了排放尾氣、污染環(huán)境,符合以低碳為核心元素的中國(guó)未來(lái)城市發(fā)展理念。
7、系統(tǒng)功能
系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)以下功能:
- 實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)傳輸功能:通過(guò)2G/3G/4G各種無(wú)線網(wǎng)絡(luò), 能夠?qū)崟r(shí)地將充電樁終端的數(shù)據(jù)透明傳輸(原封不動(dòng))到服務(wù)器后端的充電樁系統(tǒng)管理平臺(tái);
2、充電樁系統(tǒng)管理平臺(tái)軟件主要實(shí)現(xiàn)包括計(jì)量計(jì)費(fèi)系統(tǒng)、充電監(jiān)控系統(tǒng)、配電監(jiān)控系統(tǒng)、安防監(jiān)控系統(tǒng)這幾大塊的應(yīng)用功能的管理;
3、遠(yuǎn)程監(jiān)控功能:服務(wù)端的管理平臺(tái)可以隨時(shí)監(jiān)控充電樁的運(yùn)行情況,包括電量變送器、斷路器、PLC控制器、計(jì)費(fèi)器、觸摸屏、傳感器等設(shè)備工作參數(shù)的上傳,也可以通過(guò)無(wú)線RTU下達(dá)各種工作指令給充電樁終端設(shè)備;
4、遠(yuǎn)程報(bào)警維護(hù)功能:可以實(shí)時(shí)監(jiān)控充電樁的運(yùn)行狀態(tài),一旦出現(xiàn)故障告警,可以遠(yuǎn)程維護(hù)調(diào)試或升級(jí),做到及時(shí)處理異常充電樁終端的問(wèn)題;
5、應(yīng)用擴(kuò)展功能:可接入第三方APP軟件,利用才茂通信GPS設(shè)備以及對(duì)應(yīng)定位系統(tǒng)軟件,直接為充電用戶提供手機(jī)APP,可以實(shí)現(xiàn)地圖上尋址和導(dǎo)航功能。
8、才茂RTU無(wú)線數(shù)傳終端介紹
才茂CM550系列智能無(wú)線遠(yuǎn)程測(cè)控終端(以下簡(jiǎn)稱無(wú)線RTU)是廈門才茂通信科技有限公司經(jīng)過(guò)多年的實(shí)踐及工程應(yīng)用,為滿足市場(chǎng)需求而自主研發(fā)的集數(shù)據(jù)采集、遠(yuǎn)程控制與無(wú)線通訊功能為一體的無(wú)線終端控制產(chǎn)品。該系列產(chǎn)品集成了模擬信號(hào)采集,開關(guān)量輸入,開關(guān)量輸出,脈沖計(jì)數(shù),支持以太網(wǎng)通信,串口通信,RS485通信和4G/3G/2G無(wú)線數(shù)據(jù)通信于一體的高性能測(cè)控裝置,可以直接接入各種傳感器、標(biāo)準(zhǔn)變送器信號(hào)、儀表等輸出的模擬信號(hào)、電平信號(hào)、干觸點(diǎn)、脈沖信號(hào)等,是實(shí)施無(wú)線測(cè)控的*選擇。
CM550系列采用高性能的工業(yè)級(jí)32 位通信處理器和工業(yè)級(jí)無(wú)線模塊,以嵌入式實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)為軟件支撐平臺(tái)設(shè)備提供在線維持技術(shù),保持?jǐn)?shù)據(jù)終端*在線,保存數(shù)據(jù)鏈路任何時(shí)候暢通,實(shí)現(xiàn)高速、穩(wěn)定、可靠的數(shù)據(jù)采集和控制功能。
8.1、才茂RTU功能的優(yōu)勢(shì)
1)豐富的接口類型:支持串口RS232接口、RS485接口、以太網(wǎng)接口、USB接口, 滿足客戶應(yīng)用現(xiàn)場(chǎng)不同接口需求;
2)完善的網(wǎng)絡(luò)支持:支持GPRS/CDMA/WCDMA/TD-SCDMA/EVDO/LTE-FDD/LTE-TDD七大無(wú)線網(wǎng)絡(luò),滿足不同行業(yè)客戶的全方面需求;
- 支持6路計(jì)數(shù)器輸入、8路開關(guān)輸入量、8路模擬輸入量、4路數(shù)字輸出量、2路PWM輸出、4路繼電器輸出;
- 支持GPS/北斗定位;
- 支持ZIGBEE 低功耗的近距離無(wú)線組網(wǎng)通訊;
6)三層系統(tǒng)保護(hù):在原來(lái)兩級(jí)(軟件保護(hù)+CPU內(nèi)置看門狗WDT保護(hù))系統(tǒng)保護(hù)的基礎(chǔ)上,增加一級(jí)系統(tǒng)虛擬值守VWM(Virtual Man Watch)檢測(cè)保護(hù)功能,確保系統(tǒng)穩(wěn)定可靠;
7)金屬外殼:采用金屬外殼,防輻射,抗干擾;外殼和系統(tǒng)安全隔離,防雷設(shè)計(jì);符合電力安規(guī)要求;防護(hù)等級(jí)為IP41;特別適合于環(huán)境惡劣的工業(yè)控制領(lǐng)域;
8)*工業(yè)級(jí)設(shè)計(jì)生產(chǎn),支持寬電壓5-32V供電;
9)通信模塊均采用工業(yè)級(jí)無(wú)線模塊,所有無(wú)線模塊都有通過(guò)CGD認(rèn)證或者FCC認(rèn)證或者CE認(rèn)證;
10)高速處理CPU:采用高速性能工業(yè)級(jí)CPU,可以更加高速地處理各種協(xié)議數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換;解決了業(yè)內(nèi)“假在線”、“假死機(jī)”、“當(dāng)機(jī)”等疑難問(wèn)題;
11)超大內(nèi)存:FLASH64Mbits,SDRAM,256Mbits(不同型號(hào)內(nèi)存不同),有超大的內(nèi)存來(lái)緩存客戶發(fā)送數(shù)據(jù),同時(shí)接收超大數(shù)據(jù)包,數(shù)據(jù)不丟失;
12)DNS自動(dòng)獲?。鹤詣?dòng)獲取DNS,不再需要人工配置輸入DNS;規(guī)避了因?yàn)檫x擇的DNS服務(wù)器異常而導(dǎo)致RTU設(shè)備當(dāng)機(jī)的嚴(yán)重現(xiàn)象;
13)完善的協(xié)議棧:新系統(tǒng)加載了完善的TCP/IP協(xié)議棧,采用了完善的TCP/IP協(xié)議棧;使網(wǎng)絡(luò)通信性能優(yōu)異,掉線概率極大降低;
- EMC性能優(yōu)異:通過(guò)電力3000V電擊測(cè)試,特別適合在工業(yè)領(lǐng)域環(huán)境惡劣下使用;系統(tǒng)EMC/EMI優(yōu)異,系統(tǒng)穩(wěn)定可靠;通過(guò)EMC測(cè)試;
- 支持短信遠(yuǎn)程配置,遠(yuǎn)程控制;支持短消息告警;
- 智能防掉線。支持在線檢測(cè),在線維持,掉線自動(dòng)重?fù)埽_保設(shè)備永遠(yuǎn)在線;
- 支持批量配置功能;
8.2、RTU系列產(chǎn)品資質(zhì)與檢測(cè)
1、無(wú)線通信在線維持技術(shù)
2、摩爾實(shí)驗(yàn)室高低溫檢測(cè)報(bào)告
3、福建省產(chǎn)品質(zhì)量檢驗(yàn)研究院檢測(cè)
4、著作版權(quán)證書
5、EMC檢測(cè)報(bào)告
6、國(guó)家強(qiáng)制3C認(rèn)證
9、才茂資質(zhì)
公司榮譽(yù):
2009 年公司GPRS DTU 產(chǎn)品被評(píng)為“創(chuàng)新產(chǎn)品獎(jiǎng)”;
2011 年被評(píng)為“中國(guó)工控行業(yè)客戶滿意*供應(yīng)商”;
2012 年公司成為“中國(guó)質(zhì)量*行”會(huì)員;
2013 年公司成為“智能輸配電設(shè)備產(chǎn)業(yè)技術(shù)創(chuàng)新戰(zhàn)略聯(lián)盟”會(huì)員;
2010 年被國(guó)家認(rèn)定的*企業(yè);
2010 年被國(guó)家認(rèn)定的雙軟企業(yè)企業(yè);
公司擁有1 項(xiàng)保持設(shè)備穩(wěn)定的技術(shù)證書和12 個(gè)軟件著作版權(quán)證書;
全國(guó)設(shè)立了9 大區(qū)域辦事處,66個(gè)代理商,方便為客戶提供近距離貼心服務(wù);
公司注冊(cè)資本1280 萬(wàn);廈門市重點(diǎn)扶持*企業(yè);
12 年的行業(yè)研發(fā)積累和行業(yè)應(yīng)用考驗(yàn)。
10、結(jié)束語(yǔ)
大力推進(jìn)充電基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè),解決電動(dòng)汽車充電難題,是發(fā)展新能源汽車產(chǎn)業(yè)的重要保障,對(duì)于打造大眾創(chuàng)業(yè)、萬(wàn)眾創(chuàng)新和增強(qiáng)公共產(chǎn)品、公共服務(wù)“雙引擎”,實(shí)現(xiàn)穩(wěn)增長(zhǎng)、調(diào)結(jié)構(gòu)、惠民生都具有重要意義。
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