淺談電瓶車(chē)充電系統的功能與應用

摘要:結合電瓶車(chē)火災案例，分析了電瓶車(chē)火災事故原因。闡述了電瓶車(chē)云智能充電技術(shù)、系統構成及功能。對電瓶車(chē)云智能充電系統如何通過(guò)提供智能、安全的充電服務(wù)來(lái)降低火災隱患進(jìn)行分析。建議該技術(shù)值得全社會(huì )大力普及推廣與應用。

關(guān)鍵詞:電瓶車(chē);云智能充電系統;智能;安全;應用

隨著(zhù)我國經(jīng)濟快速發(fā)展，流動(dòng)人口的規模增長(cháng)迅速，便捷的電瓶車(chē)已經(jīng)成為廣大群眾出行的主要代步工具之一。然而，安全的充電基礎設施發(fā)展速度則遠遠落后于電瓶車(chē)的快速發(fā)展，伴隨而來(lái)的是私拉亂接，擅自安裝插座，或購買(mǎi)簡(jiǎn)易的帶定時(shí)器，或容斷器的充電設備等充電現象混亂共存的現況，存在很大的火災安全隱患。

電瓶車(chē)云智能充電技術(shù)，是將物聯(lián)技術(shù)、交互式智能技術(shù)、無(wú)線(xiàn)通信技術(shù)以及互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)應用于電瓶車(chē)充電站點(diǎn)，旨在從根本上杜絕充電過(guò)程存在的火災隱患。它不僅提供了安全的充電保障，又方便了民眾，人們可以隨時(shí)隨地采用投幣、刷卡和 APP 任一種方式充電。近年來(lái)，浙江省杭州、寧波、湖州等市還專(zhuān)門(mén)召開(kāi)了全市電瓶車(chē)安全規范管理現場(chǎng)會(huì )，進(jìn)一步加強電瓶車(chē)消防安全規范化管理，預防和減少電瓶車(chē)火災事故的發(fā)生。

1  電瓶車(chē)火災起火原因

1.1起火原因

目前，電瓶車(chē)已成為聚集在城鄉結合區域、群居房、出租房、企業(yè)、市場(chǎng)人們的主要交通工具。然而電瓶車(chē)卻普遍存在防火安全性能較差的問(wèn)題，在使用過(guò)程中容易因電氣線(xiàn)路短路、過(guò)負荷、插接件接觸電阻過(guò)大、元器件高溫等引發(fā)火災。由于電動(dòng)車(chē)的車(chē)把、儀表、坐墊、電池盒、儀表盤(pán)等均采取阻燃性能較差的非金屬材料，易發(fā)生火災，且在相對封閉空間內燃燒，釋放的有毒煙氣足以致人中毒死亡。

*門(mén)在對近年來(lái)發(fā)生的電動(dòng)車(chē)火災的起火原 因進(jìn)行分析后發(fā)現，電動(dòng)車(chē)火災的起火原因多為電氣故障，而工作電流大、零配件多為塑料制品的豪華型電動(dòng)車(chē)火災占所有電動(dòng)車(chē)火災的92.7% 。另?yè)y計，80%的電動(dòng)車(chē)火災發(fā)生在充電時(shí)段，66.7%的電動(dòng)車(chē)火災發(fā)生在 20 時(shí)至次日5時(shí)之間。電動(dòng)車(chē)火災致人員傷亡的90%是因為電動(dòng)車(chē)停放在門(mén)廳、過(guò)道等部位。這是由于電動(dòng)車(chē)一般白天使用，夜間停放在門(mén)廳、過(guò)道充電，電池充滿(mǎn)時(shí)往往在凌晨，而用戶(hù)一般不會(huì )凌晨起床斷電，這就容易造成電池過(guò)充發(fā)熱，引起火災。此時(shí)人們一般處于熟睡狀態(tài)，初起火災難以被發(fā)現和 及時(shí)撲救，發(fā)現時(shí)往往已經(jīng)進(jìn)入發(fā)展階段，無(wú)法控制。加之出于防盜等目的，將電動(dòng)車(chē)停放在門(mén)廳、樓梯間等部位，堵塞疏散、逃生通道，且電動(dòng)車(chē)燃燒產(chǎn)生大量有毒煙氣等，易造成傷亡。

此外，由于電動(dòng)車(chē)火災時(shí)燃燒較旺，火災原因和電動(dòng)車(chē)品牌、生產(chǎn)廠(chǎng)家難以查清。近年來(lái)電動(dòng)車(chē)火災中，有49.6%無(wú)法查明電瓶車(chē)品牌，63%無(wú)法查明電瓶車(chē)生產(chǎn)廠(chǎng)家。

2  電瓶車(chē)云智能充電系統簡(jiǎn)介及功能

2.1簡(jiǎn)介

電瓶車(chē)云智能充電系統的構成如圖 1 所示。

圖 1 電瓶車(chē)智能充電系統

根據對運營(yíng)數據的分析，該系統不僅能通過(guò)“三防一限八斷電”杜絕充電過(guò)程中存在的火災隱患，還能通過(guò)物聯(lián)技術(shù)、無(wú)線(xiàn)通信技術(shù)和互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)向因火災隱患而自動(dòng)斷電的車(chē)主實(shí)時(shí)發(fā)出警告信息，告知其應對車(chē)輛進(jìn)行必要的檢測和保養。對于投幣車(chē)主出現險情因未有通道轉而采取對其出現險情的站點(diǎn)以及區域進(jìn)行熱點(diǎn)追蹤排查和突破。

據統計，浙江省去年持續共投入8366個(gè)云智能充電位，4500個(gè)注冊會(huì )員，刷卡和“樁源”APP 充電達92281次，投幣充電達67723次，公眾號“樁源”充電達7205次，共計167209 次。實(shí)時(shí)監控充電記錄33564327條，因超72V非標車(chē)輛、改裝車(chē)輛、私自外接多用插座等原因主動(dòng)拒絕充電5135次，因電池或充電器充電過(guò)程發(fā)生故障等電氣原因自動(dòng)斷電1138次。

2.2電瓶車(chē)云智能充電系統*功能

(1)云智能充電能夠對電瓶車(chē)充電過(guò)程24h全程監控，管理到每一輛電瓶車(chē)充電，且每隔1 min自動(dòng)巡查采集數據，繪制成充電心電圖，實(shí)時(shí)判斷火災險情并作出行動(dòng)。電瓶車(chē)云智能充電系統基于GPＲS、Ethernets構建互聯(lián)網(wǎng)+物聯(lián)網(wǎng)+人聯(lián)網(wǎng)的模式，通過(guò)智能充電樁、主機、通訊設備、服務(wù)端和移動(dòng)客戶(hù)端應用系統實(shí)現智能化管控。采用了多級防過(guò)流、防短路、防漏電、防雷、防過(guò)充、限流等安全保護措施。系統還能夠提供電瓶車(chē)車(chē)主、充電車(chē)輛、充電電量、區域分布等大數據，有利于實(shí)現事前預防、事中監控、事后補救的人防、技防和物防三防大融合。

(2)一臺主機可同時(shí)鏈接5～200路充電口(插座)，可根據現場(chǎng)靈活配置安裝數量，所有的主機均通過(guò)無(wú)線(xiàn)通信技術(shù)聯(lián)到云服務(wù)器，相對應的智能充電口在系統里都有的ID號碼組，一旦車(chē)主插入充電口并支付成功，則自然形成一個(gè)安全的閉環(huán)充電網(wǎng)絡(luò )，從開(kāi)始到結束，每一分鐘系統自動(dòng)巡檢自動(dòng)判斷火災險情并實(shí)時(shí)作出動(dòng)作，將相關(guān)結果發(fā)送給相關(guān)部門(mén)或人。

(3)系統采用B/S網(wǎng)絡(luò )結構模式，基于IE瀏覽，統一應用平臺?？稍诰W(wǎng)絡(luò )系統的任何一臺工作終端上，經(jīng)*認證后，實(shí)時(shí)對區域內的電瓶車(chē)云智能設備進(jìn)行遠程查詢(xún)?yōu)g覽、遠程參數設定、監測和控制，便于信息共享、聯(lián)網(wǎng)集約監控管理和對上級機關(guān)的信息聯(lián)網(wǎng)上傳。具體充電功能見(jiàn)圖 2。

3  電瓶車(chē)云智能充電系統技術(shù)優(yōu)勢及應用普及

3.1技術(shù)優(yōu)勢

電瓶車(chē)云智能充電系統與傳統充電設備相比，具有不可比擬的*性，具體如下:

(1)遠程監控。數字化、網(wǎng)絡(luò )化已經(jīng)成為未來(lái)技術(shù)和管理的趨勢，借助網(wǎng)絡(luò )監控技術(shù)，可以充分利用站點(diǎn)系統現有的傳輸資源以及互聯(lián)網(wǎng)傳輸平臺，輕松實(shí)現遠程監控。在網(wǎng)絡(luò )中的任一臺計算機，只要安裝了客戶(hù)端軟件，授予相應的權限就可成為監控工作站。

(2)集中管理。系統支持集中用戶(hù)管理、設備管理、存儲管理以及故障巡查和排除，改變了以前充電設備分散管理的弊端，大大提高管理效率和調度能力。

(3)靈活升級。系統基于開(kāi)放式標準設計，提供了充電站無(wú)限升級的可能性，無(wú)論是否有網(wǎng)絡(luò )，就可以做到任意擴容，隨時(shí)接入。

(4)安全性高。系統提供統一的用戶(hù)認證，確保用戶(hù)訪(fǎng)問(wèn)的合法性;同時(shí)，電瓶車(chē)云智能充電系統對網(wǎng)絡(luò )病毒攻擊采取雙重*的防范機制，大大提高了系統的安全性。

(5)可靠性強。系統的硬件遵循電網(wǎng)級產(chǎn)品設計理念，其嵌入式操作系統、模塊化結構設計，大大提高了設備穩定性和可靠性。

(6)智能化應用。系統支持實(shí)時(shí)監控、事件處理、傳感器輸入、時(shí)間和日期，以及其他內置功能，可以根據預先設定的時(shí)間、事件、告警等信息啟用不同的存儲策略，提供電瓶車(chē)車(chē)主、充電車(chē)輛、充電電量、區域分布等大數據，有利于實(shí)現事前預防、事中監控，事后補救  的人防、技防和物防三防大融合，實(shí)現智能化應用。

(7)經(jīng)濟型架構。系統部署在阿里云服務(wù)器，可以實(shí)時(shí)監控同時(shí)進(jìn)行數據采集、分析、預警等，實(shí)現低成本的管理，節省了系統投資和施工成本。據調查，電瓶車(chē)云智能充電站提供惠民充電價(jià)格，市場(chǎng)上有償充電價(jià)格主要有1元充2h(商超居多)，1元充3～4 h，其他還有1元充5～6h，或免費充電。

3.2應用措施

根據《浙江省消防條例》二十八條明確規定: 企業(yè)集體宿舍、居住人數較多的出租房屋、居民住宅以及其他停放電動(dòng)車(chē)較多的單位，應當設置電動(dòng)車(chē)集中停放、充電場(chǎng)所，設置符合用電安全要求的充電設施，采取防火分隔措施。因客觀(guān)條件無(wú)法設置集中停放、充電場(chǎng)所的，物業(yè)服務(wù)企業(yè)或者其他管理人應加強日常管理，做好巡查、檢查工作。禁止在疏散通道、安全出口、樓梯間停放電動(dòng)車(chē)。禁止違反用電安全要求私拉電線(xiàn)和插座給電動(dòng)車(chē)充電。因此，應用電瓶車(chē)云智能充電系統，應采取以下幾方面措施:

(1)進(jìn)行電瓶車(chē)云智能充電站點(diǎn)改造，需要考慮是否可接220V電源，是否可同時(shí)為5輛及以上電瓶車(chē)提供充電服務(wù)的室內或室外帶防雨的場(chǎng)地。要針對現有電瓶車(chē)停車(chē)充電站點(diǎn)進(jìn)行現狀摸查，采集充電站真實(shí)數據和現場(chǎng)照片進(jìn)行分析，依據火災險情不同分批次進(jìn)行改造。

(2)新開(kāi)辟室內或架空層或新建雨棚擴大電瓶車(chē)云智能充電站數量。目前，電瓶車(chē)云智能充電設備主要適用于室內安裝，車(chē)主自帶充電適配器的進(jìn)行充電這不太方便，目前已著(zhù)手研發(fā)可以直接安裝在戶(hù)外的升級版，車(chē)主直接從設備上引線(xiàn)進(jìn)行充電，再也不要隨身攜帶充電器。

(3)建議實(shí)現停充分離，劃分不同的顏色來(lái)規范電瓶車(chē)管理，如: 黃色區域表示充電區; 綠色區域表示非充電電瓶車(chē)停放區，并進(jìn)行適當的防火分隔，同時(shí)結合消防宣傳標語(yǔ)掛圖等時(shí)刻提醒民眾加強電瓶車(chē)火災防范意識。

3.3普及推廣

由于電瓶車(chē)充電站分布散、數量多，要對電瓶車(chē)充電站現況進(jìn)行排查并提出切實(shí)可行的改造方案，涉及的部門(mén)及人員相當多，工作量也很大?？梢越柚娞柕膬?yōu)勢，發(fā)動(dòng)各個(gè)電瓶車(chē)停充站點(diǎn)所屬小區、社區、街道、鄉鎮的網(wǎng)格員自行采集上報，由*門(mén)協(xié)調各個(gè)街道(鎮)負責人員聯(lián)合評審停充站電的危險情況并作出是否進(jìn)行智能充電改造或新增智能充電站點(diǎn)的決策。具體做法如下: 采集人員在公眾號“樁源”注冊成“樁主”后，采集站點(diǎn)信息，同一個(gè)區域可能需要同時(shí)建設多個(gè)停充站點(diǎn)，可以通過(guò)“新增站點(diǎn)”重復上傳不同站點(diǎn)信息，并對已采集的信息瀏覽確認后提交“申請”，然后等待在線(xiàn)聯(lián)合審批，技術(shù)人員針對高危停充站點(diǎn)上門(mén)實(shí)地勘察落實(shí)改造方案，然后施工驗收。

4  安科瑞電瓶車(chē)充電樁選型及云平臺介紹

安科瑞電瓶車(chē)充電樁通過(guò)GPRS模塊與云端進(jìn)行通信和數據交互。系統能夠對電瓶車(chē)充電樁的日常狀態(tài)、充電過(guò)程進(jìn)行監控；實(shí)現充電支付對接：支持投幣、刷卡支付等多種支付方式，保證支付交易過(guò)程的完整性，對充電過(guò)程中的異常情況進(jìn)行有效預警；實(shí)現對下游站級平臺的清算、對賬功能。

4.1電瓶車(chē)充電樁云平臺架構

系統架構圖

3.2電瓶車(chē)充電樁云平臺功能概述

1 安全預警平臺可對接消防物聯(lián)網(wǎng)平臺、小程序等，提供相關(guān)異常數據，實(shí)現電動(dòng)車(chē)充電安全管理的網(wǎng)絡(luò )化、可視化。 

2 交易結算管理對平臺連接的所有充電樁狀態(tài)進(jìn)行監視，充電樁發(fā)生異常情況時(shí)可通過(guò)APP、短信及時(shí)向運營(yíng)人員發(fā)出報警信號，及時(shí)消除火災隱患。平臺為運營(yíng)方提供充電價(jià)格策略管理，預收費管理，賬單管理，營(yíng)收和財務(wù)相關(guān)報表等，支持投幣、刷卡和掃碼充電。

3 充電服務(wù)?？赏ㄟ^(guò)軟件搜索附近充電樁，并查看充電樁狀態(tài)，并導航至可用充電樁?？赏ㄟ^(guò)在線(xiàn)自助支付實(shí)現充電。

4 運營(yíng)分析

5 小程序對訂單進(jìn)行數據化分析,通過(guò)柱狀圖、報表方式直觀(guān)展示數據,并支持和第三方平臺對接?？赏ㄟ^(guò)小程序掃碼充電，充電賬單支付。運營(yíng)商和物業(yè)管理人員均可通過(guò)小程序管理，監測充電樁狀態(tài)和充電交易情況。

3.3電瓶車(chē)充電樁的選型

3.4電瓶車(chē)充電樁外觀(guān)展示

3.5安裝實(shí)例

蘇州客戶(hù)現場(chǎng)安裝實(shí)例

廣西客戶(hù)現場(chǎng)安裝實(shí)例

5  結束語(yǔ)

智能型”集中充電讓人放心,“放養式”零散充電令人揪心。減少電瓶車(chē)火災及危害，需要全社會(huì )共同來(lái)關(guān)注。云智能充電技術(shù)是針對電瓶車(chē)充電現狀而設計出的一個(gè)便捷、智能、經(jīng)濟一體化系統，彌補了傳統電瓶車(chē)充電方式的不足，滿(mǎn)足了消費者的需要，可以從根源上杜絕火災隱患，保證了電瓶車(chē)消費人群的安全，有利于智慧消防和社會(huì )大安全體系建設。在高科技越來(lái)越發(fā)達的今天,相信一定會(huì )更加普及,受到更多民眾的青睞。

參考文獻：

[1]童偉星，吳炯.電瓶車(chē)云智能充電技術(shù)的推廣與應用

[2]安科瑞企業(yè)微電網(wǎng)設計與應用手冊.2019.11

[3]安科瑞電瓶車(chē)充電樁收費云平臺.2019.11