▋引言

隨著人們環(huán)保意識的增強，世界各國對新能源汽車的推廣支持，新能源汽車在未來汽車市場將占據(jù)重要地位，如果說過去充電站等配套設(shè)施的不完備在一定程度上限制了電動汽車發(fā)展的話，那么這一問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)制定了在全國大規(guī)模建設(shè)電動汽車充電站和充電樁的計劃，電動汽車充電站建設(shè)已經(jīng)進入快車道，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、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，從而在新領(lǐng)域創(chuàng)造一種新生態(tài)。

據(jù)媒體新聞報道福建、浙江、吉林、安徽、江蘇、山西、江西、山東等國內(nèi)大多省份已陸續(xù)建立起電動汽車充電站。圍繞為電動汽車充電這塊巨大“蛋糕"的激烈競爭已悄然啟幕，、南方電網(wǎng)、中石化、中海油等能源央企紛紛跑馬圈地。

▋應(yīng)用前景

由于充電樁的功能類似于加油機，其用途的特殊性決定了充電樁建設(shè)的特點是被測點多、分散、覆蓋面廣、通信距離遠，需集中管理。并且隨著新能源汽車的急速發(fā)展，對其網(wǎng)絡(luò)拓撲要求具有靈活性和擴展性的結(jié)構(gòu)，因此，電動汽車充電樁通信方式的選擇應(yīng)考慮如下問題：

（1） 通信的可靠性——通信系統(tǒng)要長期經(jīng)受惡劣環(huán)境和較強的電磁干擾或噪音干擾的考驗，并保持通信的暢通。

（2） 建設(shè)費用——在滿足可靠性的前提下，綜合考慮建設(shè)費用及長期使用和維護的費用。

（3） 雙向通信——不僅能實現(xiàn)信息量的上傳，還要實現(xiàn)控制量的下達。

（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，主站到子站、子站到終端之間通信對實現(xiàn)多業(yè)務(wù)的數(shù)據(jù)傳輸速率要求越來越高。

（5） 通信的靈活性和可擴展性——由于充電樁（栓）具有控制點面多、面廣和分散的特點，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)趨勢的發(fā)展以及電力運營業(yè)務(wù)的不斷增長，需要考慮基于IP的業(yè)務(wù)承載，同時要求便于安裝施工、調(diào)試、運行、維護。

▋解決方案介紹

針對不同的充電設(shè)施及客戶需求，才茂提供差異化的解決方案。

3.1、針對分散式充電樁

對于居民區(qū)或單位停車場等場所的分散式充電樁，采用才茂工業(yè)級無線數(shù)據(jù)終端 （DTU）進行聯(lián)網(wǎng)。充電樁控制板與 DTU 通過串口相連，無線 DTU 通過運營商的4G/3G/2G網(wǎng)絡(luò)自動撥號聯(lián)網(wǎng)，并與充電運營企業(yè)的監(jiān)控運營中心建立連接，從而搭建充電設(shè)施與監(jiān)控運營中心之間的透明通道。系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)拓撲如下：

（1）通過 DTU 搭建的充電樁與監(jiān)控運營中心間的透明通道，中心一方面可以實時監(jiān)控現(xiàn)場充電樁的電壓、電流、電量、功率等運行參數(shù)，另一方面可以監(jiān)控充電樁狀態(tài)，如果有報警或故障，可以及時進行維護；

（2）對于具有自主開發(fā)能力、且對成本要求較高的客戶，才茂還可以提供嵌入式無線數(shù)據(jù)終端，滿足用戶高性價比要求；

（3）監(jiān)控運營服務(wù)端架設(shè)管理運營平臺軟件，可以實時監(jiān)控 DTU 運行狀態(tài)、產(chǎn)生流量情況以及現(xiàn)場信號覆蓋情況，并可以對 DTU 進行批量配置或批量升級等操作；

3.2、針對集中式充換電站或群充電系統(tǒng)

對于公交、出租、環(huán)衛(wèi)、物流以及高速公路等公共服務(wù)領(lǐng)域的充電基礎(chǔ)設(shè)施，一般以建設(shè)集中式充換電站為主，或者有些充電運營企業(yè)采用箱變等技術(shù)推出群智能充電系統(tǒng)。這種情況，才茂提供工業(yè)級路由器產(chǎn)品實現(xiàn)充電設(shè)施的聯(lián)網(wǎng)。集中式充電站的各充電樁采用以太網(wǎng)方式組成局域網(wǎng)（如果是群充電系統(tǒng)，則整個系統(tǒng)有集中的采集控制單元），然后通過工業(yè)路由器作為統(tǒng)一的網(wǎng)關(guān)連接專網(wǎng)或 Internet，并最終與充電運營企業(yè)的監(jiān)控運營中心建立連接，實現(xiàn)充電設(shè)施與監(jiān)控運營中心之間的雙向數(shù)據(jù)傳輸。系統(tǒng)拓撲如下：

（1）通過工業(yè)路由器搭建的充電站與監(jiān)控運營中心間的透明通道，中心一方面可以實時監(jiān)控 現(xiàn)場充電樁的電壓、電流、電量、功率等運行參數(shù)，另一方面可以監(jiān)控充電樁狀態(tài)， 如果有報警或故障，可以及時進行維護；

（2）如果現(xiàn)場具備有線網(wǎng)絡(luò)條件，則工業(yè)路由器可以采用有線方式接入網(wǎng)絡(luò)，如果現(xiàn)場不具有線網(wǎng)絡(luò)，則可以選擇 5G/4G/3G無線網(wǎng)絡(luò)接入方式，充分保證了網(wǎng)絡(luò)接入的靈活性；

(3)對于對數(shù)據(jù)安全性有較高要求的客戶，還可以在工業(yè)路由器和中心防火墻之間建立IPSec VPN 的加密隧道，充分保證傳輸數(shù)據(jù)的安全性；

(4)監(jiān)控運營服務(wù)端架設(shè)管理運營平臺軟件，可以實時監(jiān)控路由器運行狀態(tài)、產(chǎn)生流量情況以及現(xiàn)場信號覆蓋情況，并可以對路由器進行批量配置或批量升級等操作；

▋系統(tǒng)功能

系統(tǒng)可實現(xiàn)以下功能：

1、實時數(shù)據(jù)傳輸功能：通過5G/4G/3G各種無線網(wǎng)絡(luò)， 能夠?qū)崟r地將充電樁終端的數(shù)據(jù)透明傳輸（原封不動）到服務(wù)器后端的充電樁系統(tǒng)管理平臺；

2、充電樁系統(tǒng)管理平臺軟件主要實現(xiàn)包括計量計費系統(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、遠程監(jiān)控功能：服務(wù)端的管理平臺可以隨時監(jiān)控充電樁的運行情況，包括電量變送器、斷路器、PLC控制器、計費器、觸摸屏等設(shè)備工作參數(shù)的上傳，也可以通過無線DTU下達各種工作指令給充電樁終端設(shè)備；

4、遠程報警維護功能：可以實時監(jiān)控充電樁的運行狀態(tài)，一旦出現(xiàn)故障告警，可以遠程維護調(diào)試或升級，做到及時處理異常充電樁終端的問題；

5、應(yīng)用擴展功能：可接入第三方APP軟件，利用才茂通信GPS設(shè)備以及對應(yīng)定位系統(tǒng)軟件，直接為充電用戶提供手機APP，可以實現(xiàn)地圖上尋址和導(dǎo)航功能。

▋結(jié)束語

大力推進充電基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)，解決電動汽車充電難題，是發(fā)展新能源汽車產(chǎn)業(yè)的重要保障，對于打造大眾創(chuàng)業(yè)、萬眾創(chuàng)新和增強公共產(chǎn)品、公共服務(wù)“雙引擎"，實現(xiàn)穩(wěn)增長、調(diào)結(jié)構(gòu)、惠民生都具有重要意義。