浅谈电瓶车充电系统的功能与应用

摘要:结合电瓶车火灾案例，分析了电瓶车火灾事故原因。阐述了电瓶车云智能充电技术、系统构成及功能。对电瓶车云智能充电系统如何通过提供智能、安全的充电服务来降低火灾隐患进行分析。建议该技术值得全社会大力普及推广与应用。

关键词:电瓶车;云智能充电系统;智能;安全;应用

随着我国经济快速发展，流动人口的规模增长迅速，便捷的电瓶车已经成为广大群众出行的主要代步工具之一。然而，安全的充电基础设施发展速度则远远落后于电瓶车的快速发展，伴随而来的是私拉乱接，擅自安装插座，或购买简易的带定时器，或容断器的充电设备等充电现象混乱共存的现况，存在很大的火灾安全隐患。

电瓶车云智能充电技术，是将物联技术、交互式智能技术、无线通信技术以及互联网技术应用于电瓶车充电站点，旨在从根本上杜绝充电过程存在的火灾隐患。它不仅提供了安全的充电保障，又方便了民众，人们可以随时随地采用投币、刷卡和 APP 任一种方式充电。近年来，浙江省杭州、宁波、湖州等市还专门召开了全市电瓶车安全规范管理现场会，进一步加强电瓶车消防安全规范化管理，预防和减少电瓶车火灾事故的发生。

1  电瓶车火灾起火原因

1.1起火原因

目前，电瓶车已成为聚集在城乡结合区域、群居房、出租房、企业、市场人们的主要交通工具。然而电瓶车却普遍存在防火安全性能较差的问题，在使用过程中容易因电气线路短路、过负荷、插接件接触电阻过大、元器件高温等引发火灾。由于电动车的车把、仪表、坐垫、电池盒、仪表盘等均采取阻燃性能较差的非金属材料，易发生火灾，且在相对封闭空间内燃烧，释放的有毒烟气足以致人中毒死亡。

*门在对近年来发生的电动车火灾的起火原 因进行分析后发现，电动车火灾的起火原因多为电气故障，而工作电流大、零配件多为塑料制品的豪华型电动车火灾占所有电动车火灾的92.7% 。另据统计，80%的电动车火灾发生在充电时段，66.7%的电动车火灾发生在 20 时至次日5时之间。电动车火灾致人员伤亡的90%是因为电动车停放在门厅、过道等部位。这是由于电动车一般白天使用，夜间停放在门厅、过道充电，电池充满时往往在凌晨，而用户一般不会凌晨起床断电，这就容易造成电池过充发热，引起火灾。此时人们一般处于熟睡状态，初起火灾难以被发现和 及时扑救，发现时往往已经进入发展阶段，无法控制。加之出于防盗等目的，将电动车停放在门厅、楼梯间等部位，堵塞疏散、逃生通道，且电动车燃烧产生大量有毒烟气等，易造成伤亡。

此外，由于电动车火灾时燃烧较旺，火灾原因和电动车品牌、生产厂家难以查清。近年来电动车火灾中，有49.6%无法查明电瓶车品牌，63%无法查明电瓶车生产厂家。

2  电瓶车云智能充电系统简介及功能

2.1简介

电瓶车云智能充电系统的构成如图 1 所示。

图 1 电瓶车智能充电系统

根据对运营数据的分析，该系统不仅能通过“三防一限八断电”杜绝充电过程中存在的火灾隐患，还能通过物联技术、无线通信技术和互联网技术向因火灾隐患而自动断电的车主实时发出警告信息，告知其应对车辆进行必要的检测和保养。对于投币车主出现险情因未有通道转而采取对其出现险情的站点以及区域进行热点追踪排查和突破。

据统计，浙江省去年持续共投入8366个云智能充电位，4500个注册会员，刷卡和“桩源”APP 充电达92281次，投币充电达67723次，公众号“桩源”充电达7205次，共计167209 次。实时监控充电记录33564327条，因超72V非标车辆、改装车辆、私自外接多用插座等原因主动拒绝充电5135次，因电池或充电器充电过程发生故障等电气原因自动断电1138次。

2.2电瓶车云智能充电系统*功能

(1)云智能充电能够对电瓶车充电过程24h全程监控，管理到每一辆电瓶车充电，且每隔1 min自动巡查采集数据，绘制成充电心电图，实时判断火灾险情并作出行动。电瓶车云智能充电系统基于GPＲS、Ethernets构建互联网+物联网+人联网的模式，通过智能充电桩、主机、通讯设备、服务端和移动客户端应用系统实现智能化管控。采用了多级防过流、防短路、防漏电、防雷、防过充、限流等安全保护措施。系统还能够提供电瓶车车主、充电车辆、充电电量、区域分布等大数据，有利于实现事前预防、事中监控、事后补救的人防、技防和物防三防大融合。

(2)一台主机可同时链接5～200路充电口(插座)，可根据现场灵活配置安装数量，所有的主机均通过无线通信技术联到云服务器，相对应的智能充电口在系统里都有的ID号码组，一旦车主插入充电口并支付成功，则自然形成一个安全的闭环充电网络，从开始到结束，每一分钟系统自动巡检自动判断火灾险情并实时作出动作，将相关结果发送给相关部门或人。

(3)系统采用B/S网络结构模式，基于IE浏览，统一应用平台。可在网络系统的任何一台工作终端上，经*认证后，实时对区域内的电瓶车云智能设备进行远程查询浏览、远程参数设定、监测和控制，便于信息共享、联网集约监控管理和对上级机关的信息联网上传。具体充电功能见图 2。

3  电瓶车云智能充电系统技术优势及应用普及

3.1技术优势

电瓶车云智能充电系统与传统充电设备相比，具有不可比拟的优越性，具体如下:

(1)远程监控。数字化、网络化已经成为未来技术和管理的趋势，借助网络监控技术，可以充分利用站点系统现有的传输资源以及互联网传输平台，轻松实现远程监控。在网络中的任一台计算机，只要安装了客户端软件，授予相应的权限就可成为监控工作站。

(2)集中管理。系统支持集中用户管理、设备管理、存储管理以及故障巡查和排除，改变了以前充电设备分散管理的弊端，大大提高管理效率和调度能力。

(3)灵活升级。系统基于开放式标准设计，提供了充电站无限升级的可能性，无论是否有网络，就可以做到任意扩容，随时接入。

(4)安全性高。系统提供统一的用户认证，确保用户访问的合法性;同时，电瓶车云智能充电系统对网络病毒攻击采取双重*的防范机制，大大提高了系统的安全性。

(5)可靠性强。系统的硬件遵循电网级产品设计理念，其嵌入式操作系统、模块化结构设计，大大提高了设备稳定性和可靠性。

(6)智能化应用。系统支持实时监控、事件处理、传感器输入、时间和日期，以及其他内置功能，可以根据预先设定的时间、事件、告警等信息启用不同的存储策略，提供电瓶车车主、充电车辆、充电电量、区域分布等大数据，有利于实现事前预防、事中监控，事后补救  的人防、技防和物防三防大融合，实现智能化应用。

(7)经济型架构。系统部署在阿里云服务器，可以实时监控同时进行数据采集、分析、预警等，实现低成本的管理，节省了系统投资和施工成本。据调查，电瓶车云智能充电站提供惠民充电价格，市场上有偿充电价格主要有1元充2h(商超居多)，1元充3～4 h，其他还有1元充5～6h，或免费充电。

3.2应用措施

根据《浙江省消防条例》二十八条明确规定: 企业集体宿舍、居住人数较多的出租房屋、居民住宅以及其他停放电动车较多的单位，应当设置电动车集中停放、充电场所，设置符合用电安全要求的充电设施，采取防火分隔措施。因客观条件无法设置集中停放、充电场所的，物业服务企业或者其他管理人应加强日常管理，做好巡查、检查工作。禁止在疏散通道、安全出口、楼梯间停放电动车。禁止违反用电安全要求私拉电线和插座给电动车充电。因此，应用电瓶车云智能充电系统，应采取以下几方面措施:

(1)进行电瓶车云智能充电站点改造，需要考虑是否可接220V电源，是否可同时为5辆及以上电瓶车提供充电服务的室内或室外带防雨的场地。要针对现有电瓶车停车充电站点进行现状摸查，采集充电站真实数据和现场照片进行分析，依据火灾险情不同分批次进行改造。

(2)新开辟室内或架空层或新建雨棚扩大电瓶车云智能充电站数量。目前，电瓶车云智能充电设备主要适用于室内安装，车主自带充电适配器的进行充电这不太方便，目前已着手研发可以直接安装在户外的升级版，车主直接从设备上引线进行充电，再也不要随身携带充电器。

(3)建议实现停充分离，划分不同的颜色来规范电瓶车管理，如: 黄色区域表示充电区; 绿色区域表示非充电电瓶车停放区，并进行适当的防火分隔，同时结合消防宣传标语挂图等时刻提醒民众加强电瓶车火灾防范意识。

3.3普及推广

由于电瓶车充电站分布散、数量多，要对电瓶车充电站现况进行排查并提出切实可行的改造方案，涉及的部门及人员相当多，工作量也很大。可以借助公众号的优势，发动各个电瓶车停充站点所属小区、社区、街道、乡镇的网格员自行采集上报，由*门协调各个街道(镇)负责人员联合评审停充站电的危险情况并作出是否进行智能充电改造或新增智能充电站点的决策。具体做法如下: 采集人员在公众号“桩源”注册成“桩主”后，采集站点信息，同一个区域可能需要同时建设多个停充站点，可以通过“新增站点”重复上传不同站点信息，并对已采集的信息浏览确认后提交“申请”，然后等待在线联合审批，技术人员针对高危停充站点上门实地勘察落实改造方案，然后施工验收。

4  安科瑞电瓶车充电桩选型及云平台介绍

安科瑞电瓶车充电桩通过GPRS模块与云端进行通信和数据交互。系统能够对电瓶车充电桩的日常状态、充电过程进行监控；实现充电支付对接：支持投币、刷卡支付等多种支付方式，保证支付交易过程的完整性，对充电过程中的异常情况进行有效预警；实现对下游站级平台的清算、对账功能。

4.1电瓶车充电桩云平台架构

系统架构图

3.2电瓶车充电桩云平台功能概述

1 安全预警平台可对接消防物联网平台、小程序等，提供相关异常数据，实现电动车充电安全管理的网络化、可视化。 

2 交易结算管理对平台连接的所有充电桩状态进行监视，充电桩发生异常情况时可通过APP、短信及时向运营人员发出报警信号，及时消除火灾隐患。平台为运营方提供充电价格策略管理，预收费管理，账单管理，营收和财务相关报表等，支持投币、刷卡和扫码充电。

3 充电服务。可通过软件搜索附近充电桩，并查看充电桩状态，并导航至可用充电桩。可通过在线自助支付实现充电。

4 运营分析

5 小程序对订单进行数据化分析,通过柱状图、报表方式直观展示数据,并支持和第三方平台对接。可通过小程序扫码充电，充电账单支付。运营商和物业管理人员均可通过小程序管理，监测充电桩状态和充电交易情况。

3.3电瓶车充电桩的选型

3.4电瓶车充电桩外观展示

3.5安装实例

苏州客户现场安装实例

广西客户现场安装实例

5  结束语

智能型”集中充电让人放心,“放养式”零散充电令人揪心。减少电瓶车火灾及危害，需要全社会共同来关注。云智能充电技术是针对电瓶车充电现状而设计出的一个便捷、智能、经济一体化系统，弥补了传统电瓶车充电方式的不足，满足了消费者的需要，可以从根源上杜绝火灾隐患，保证了电瓶车消费人群的安全，有利于智慧消防和社会大安全体系建设。在高科技越来越发达的今天,相信一定会更加普及,受到更多民众的青睐。

参考文献：

[1]童伟星，吴炯.电瓶车云智能充电技术的推广与应用

[2]安科瑞企业微电网设计与应用手册.2019.11

[3]安科瑞电瓶车充电桩收费云平台.2019.11