电瓶车充电桩收费平台在苏州市某拆迁小区的应用

摘 要：全国各地电瓶车充电引发火灾的事故时有发生，对人民群众的生命财产安全造成了极大的威胁，本文介绍的苏州市某拆迁小区，是海虞镇为创建市级消防安全“331"示范社区选定的社区，该社区采用4G通信方式与服务器进行通讯，对电瓶车充电桩的状态及充电过程进行监控，及时对充电桩过压、欠压、空载、绝缘检测故障、漏电、过温、短路等一系列故障进行预警和保护。

关键词：电瓶车充电桩；充电安全；示范社区；云平台；“331"专项行动 

1 项目概述

在苏州市“331"专项行动的大背景下，海虞镇为创建市级消防安全“331"示范社区，选定该镇某拆迁小区作为创建社区。该小区为较大的拆迁小区，老年人居多，安全意识相对薄弱，而原有的充电设备也已老化，存在较大消防安全隐患，至此海虞镇使用我司双路智能插座对该小区充电设备进行了全面的更换，该小区总共安装了600多台双路智能插座。

由于该小区老年人居多，对于微信支付宝这类网络产品普遍都不太会用，所以大部分还是选择了传统的刷卡方式，而物业方面业也提出了一些需求包括：

● 使用在线卡模式，支持多种充值方式，减少物业工作量

● IC卡支持挂失，可对IC卡进行冻结、解冻、解绑操作

● 支持老人家属用小程序为老人独立账户进行充值

2 系统结构

AcrelCloud-9500电瓶车充电桩收费平台采用分层分布式结构进行设计，现场安装双路智能插座，经过协议转换、压缩加密后通过4G定时上传或触发式上传平台，平台可完成对现场所有智能设备的数据交换，实时监测电瓶车充电桩的状态及充电过程，并完成微信、支付宝在线支付。

平台采用分层分布式结构进行设计，详细拓扑结构如下：

系统分为四层：即数据采集层、网络传输层、数据中心层和客户端层。

数据采集层：包括电瓶车智能充电桩通讯协议为标准modbus-rtu。电瓶车智能充电桩用于采集充电回路的电力参数，并进行电能计量和保护。

网络传输层：通过4G网络将数据上传至搭建好的数据库服务器。

数据中心层：包含应用服务器和数据服务器，应用服务器部署数据采集服务、WEB网站，数据服务器部署实时数据库、历史数据库、基础数据库。

应客户端层：系统管理员可在浏览器中访问电瓶车充电桩收费平台。终端充电用户通过刷卡扫码的方式启动充电。

3 系统功能

3.1 实时监控

3.1.1 充电站监控

展示当前充电站各充电桩的状态及实时充电数据，统计站点和各充电桩今日充电数据，支持充电单价、设备重启、充电/报警/保护等参数的远程批量下发，其中对于远程参数设置进行了权限控制，未授权的用户不可操作，确保现场设备正常运行。

3.1.2 充电桩监控

显示充电桩各回路的状态及充电数据，统计充电桩今日充电数据、订单记录、故障信息，可以查看订单和故障的详情。

3.2 设备监控

显示限流式保护器的状态，包括线路中的剩余电流、温度及异常报警，当线路发生短路时，自动在150微秒内切断回路，无危险火花产生，起到短路灭弧的作用。

3.3 交易管理

3.3.1 账户管理

显示所有关联充电用户的账户信息，可进行充值、退款、冻结、解冻、注销等操作。

3.3.2 充电记录

显示所有订单数据，可以对订单按照充电站、充电桩、支付方式、交易状态等进行分类查询，可对充电中的充电桩进行停止充电操作。

3.3.3 交易流水

显示所有订单的交易流水明细，包括预付、消费、退款等类型，微信、支付宝、IC卡、钱包等支付方式及交易金额。

3.3.4 充值记录

显示钱包账户充值记录，包括微信、支付宝、现金等支付方式、充值金额和钱包余额等，可以打印充值金额收款票据。

3.4 故障管理

3.4.1 故障查询

显示充电桩的故障信息及处理进度，故障类型包括过压、欠压、空载、绝缘检测故障、漏电、过温、短路等。

3.4.2 故障派发

显示待派发的充电桩故障信息，派发之后生成工单，由运维人员到现场处理故障。

3.4.3 故障处理

显示当前登录用户待处理的充电桩故障信息，运维人员处理完故障之后在平台中进行闭环操作，支持图片、文档、视频等附件上传。

3.5 统计分析

3.5.1 运营趋势

可按日、月、季度、年查看充电次数、充电时长、充电金额，同时显示对应的曲线图。

3.5.2 能耗分析

可查看某时段充电站和充电桩的用电量，显示对应的能耗趋势图并进行同环比分析。

3.5.3 故障分析

可查看相关时间内的故障数、故障状态、故障类型、趋势分析及故障列表。

3.5.4 财务报表

可根据时间查看关联站点的财务数据，包括预付金额、消费金额、退款金额、充值金额、账户余额等，可导出成excel表格。

3.5.5 收益查询 

可查看总的收益统计、收益变化曲线图、支付占比饼图及实际收益报表。

3.5.6 能耗报表 

可按日、月、年查看各个充电桩的用电量，可导出成excel表格。

3.5.7 IC卡管理

可对在线卡进行充值、冻结、解冻、解绑等操作。

3.6 C/S刷卡程序

充电桩可以通过刷卡进行支付和启动充电，使用C/S程序对射频卡进行开卡、充值、退卡等操作。

3.7 运维APP

面向运维人员使用，可以对站点和充电桩进行管理、能够进行故障闭环处理、查询流量卡使用情况、查询充电\充值情况，进行远程参数设置。

4 系统应用价值

4.1 社会收益

Ø 充电安全

实时监控充电过程，对充电机输入输出过压、欠压、绝缘检测故障、漏电、过温、短路等故障进行告警，并以短信、APP推送、小程序、钉钉等方式通知相关人员及时处理，避免过热起火和电路老化等问题，保障充电安全。

Ø 解决充电难的问题

统一安装充电设备，终端用户只需要把电瓶车停在充电区，按照指示操作就能充电，实现终端用户的有序充电。

Ø 解决管理难的问题

电瓶车集中停放、充电，易于管理，同时也更好地防止了被盗现象的发生，解决了用户私拉乱接充电的问题。

Ø 环境友好

通过功率拓扑创新、电磁屏蔽设计，降低电磁辐射，减少对电气设备、对人体的影响。

4.2 经济收益

Ø 广告收益

充电桩可以投放商业广告提高商家的额外收益。预计单个广告每个屏收益1元/天。小程序可以接入微信广告联盟，平均收益40元/天。

Ø 充电差价收益

通常充电桩按充电时间收费，每台设备按1元充4小时计算，两轮电动车功率为200W。充电期间都按200W计算，则4小时消耗电能0.88千瓦时。如每度电为0.6元，则4小时共计消费0.88*0.6=0.528元，充电一元钱的利润则为1-0.528=0.472元。每台充电桩每天充电10次，则每台充电桩单日收益为4.72元，月收益为141.6元年收益为1722.8元。

按功率分档收费，相对于按时间充电收益提高30%-60%。第1档位：0-150W480分钟/元；第2档位：150-285W360分钟/元；第3档位：285-400W240分钟/元；第4档位：400-600W120分钟/元。

Ø 享受政府补贴

各地政府对电瓶车集中停放，集中充电及其重视，三令五申各类红头文件，对于这种基础设施建设非常重视，一般都伴有车棚建设的补贴。参考浙江省文件补贴100元/点位。

Ø 快速回笼资金

通过会员充值返现的活动快速回笼资金。

5 产品特点

5.1 电瓶车双路智能插座

●  最大承载电流：20A

●  每路最大输出电流:10A

●  待机功率：3W

●  防护等级：IP21

●  可同时充2辆电瓶车。  

●  实体按键设计，手感实在，使用寿命长。

●  显示IC 刷卡次数，IC 卡余额，卡内余额语音播报。

●  每次扣费和充电时间可调，可多次刷卡扫码，充电时间自动累计。

●  可根据客户需求开通免费充电功能。

●  可使用微信、支付宝扫码，刷卡支付充电。

●  自动识别出现故障的线路，并伴有字母和语音提示。

●  具有断电记忆功能，当出现断电，来电后可以继续使用剩余的时间充电。

●  具有拔掉断电功能，当用户拔掉充电器，及时自动断电。

●  具有充满自停功能，自动检测电瓶车充电状态，如充满则停止供电，计费时间清零。

●  具有过载保护功能，能识别大功率电器，自动暂停供电，防止用户私接插线板给多台电瓶车充电。

●  具有短路保护功能，当出现短路，保险丝熔断确保安全。

●  具有功率分档功能，根据检测到的功率，按照不同功率档位设定的时间开启充电。

过温保护功能，当检测机箱温度过高，停止充电

6 结语

各级政府部门高度重视因电瓶车私拉乱接充电引发火灾的危害,AcrelCloud-9500电瓶车充电桩收费平台将现场的离散电瓶车充电桩接入平台，进行集中管理，降低管理难度，方便用户运维，同时通过充电桩本身的安全监控与保护，结合限流式保护器，能够及时有效的杜绝充电过程中存在的火灾隐患，让充电更安全、更放心，能够切实保障人民群众的生命财产安全。

参考文献

[1] Q/320281DGB57-2019《江苏安科瑞电器制造有限公司电瓶车智能充电桩企业标准》

[2] GB51348-2019《民用建筑电气设计标准》

《关于规范电动车停放充电加强火灾防范的通告》