充電樁實施方案

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能源危機與環(huán)境危機的日益深重，可持續(xù)發(fā)展的理念逐漸深入人心，業(yè)界的目光聚焦以電動汽

車為典型代表的新能源汽車產(chǎn)業(yè)。為了推動這一偉大的歷史進程，世界各國政府都出臺了形形色

色的鼓勵扶持政策，在中國，這更是汽車工業(yè)崛起的大好契機，因此電動汽車的普及是大勢所趨。

隨著電動汽車產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展，派生出了新興產(chǎn)業(yè)一一電動汽車充電站。充電站承擔著為電

動汽車動力電池提供電能的.重要使命，高質(zhì)量多功能的充電設(shè)備可以有效保護電池，監(jiān)控電池工

作狀態(tài)，并為電池組提供最高效的充電方案。如果將電池比喻為電動汽車心臟的話，那么充電站

就是這顆心臟健康工作的有力保障。

電動汽車

充電站

配電系統(tǒng)充電系統(tǒng)：監(jiān)控系統(tǒng)安防系統(tǒng).計量計費系統(tǒng)

?交流充電樁-配電監(jiān)控系統(tǒng)-視頻監(jiān)控系統(tǒng)

直流充電機直流充電樁L充電監(jiān)控系統(tǒng)L煙霧監(jiān)控系統(tǒng)

電動汽車充電站系統(tǒng)框圖

充電系統(tǒng)

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概述

隨著新能源戰(zhàn)略的部署和實施電動汽車必將走進千家萬戶與之配套的電動汽車

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開始建設(shè)，將逐步形成充電樁、充電站、換電站、配送站等設(shè)施由結(jié)合的電動汽車充換電系統(tǒng)

采用光載無線技術(shù)構(gòu)建電動汽車充電樁的信息化網(wǎng)絡(luò)，相關(guān)研究項目的提出和實施，得到了南方電網(wǎng)

等電力行業(yè)專家的肯定和支持，隨著后續(xù)項目的開展，將逐步構(gòu)建起基于光載無線技術(shù)的物聯(lián)網(wǎng)信息平臺

風

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在電動汽車充換電系統(tǒng)的應(yīng)用體系，最終實現(xiàn)智能型的電動汽車夯換電服務(wù)網(wǎng)絡(luò)。

二、光載無線技術(shù)在電動汽車充電樁的應(yīng)用

2.1充電樁簡介

充電樁是電動汽車充換電系統(tǒng)中最重要的設(shè)施一般固定在路邊或停車場內(nèi)，利用專用充電接口，采用傳導方式，

為具有車載充電機的電動汽車提供交流電能，并具有相應(yīng)的通訊、計費和安全防護功能。通過投幣或購買專用的IC

卡，為電動汽車充電。

2.2電動汽車充電樁通信網(wǎng)絡(luò)建設(shè)要求

作為電網(wǎng)配用電側(cè)的電動汽車充電樁，其結(jié)構(gòu)的特殊性決定了自動化通信系統(tǒng)的特點是被測點多且分散、覆蓋面

廣、通信距離短。并且隨著城市的發(fā)展，網(wǎng)絡(luò)拓撲要求nrr靈活性和擴展性的結(jié)構(gòu)，囚此，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)境對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)費用一一在滿足可靠性的前提下，綜合考慮建設(shè)費用及氏期使用和維護的費用。

(3)雙向通信不僅能實現(xiàn)信息最的上傳，還要實現(xiàn)控制成的下達。

(4)多業(yè)務(wù)的數(shù)據(jù)傳輸速率一一隨著以后終端業(yè)務(wù)量的不斷熠長，主站到子站、子站到終端之間通皆對

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一一由于充電樁具有控制點面多、面廣和分散的特點，要求采用標準的通

信協(xié)議，隨著"ALLIP”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。

2.3電動汽車充電樁現(xiàn)有通信方式電動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)自動化一起

綜合考慮。通信是配電網(wǎng)自動化的一個重點和難點，區(qū)域不同、條件不同，可應(yīng)用的通信方式也不同，具體到

電動汽車充電樁，其通信方式主要有有線方式和無線方式：

(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)點是數(shù)據(jù)傳輸可匏、網(wǎng)絡(luò)容量大，缺點是布線且雜、擴展性差、施匚成本高、靈活性差。I：業(yè)串行

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總線（RS485、RS232、CAN總線）優(yōu)點是數(shù)據(jù)傳輸可靠、設(shè)計筒單，缺點是布網(wǎng)復雜、擴展性差、施工

成本高、靈活性通信容量低。

（2）無線方式

無線方式主要采用移動運營商的移動數(shù)據(jù)接入業(yè)務(wù)，如：GRPS、EVDO、CDMA等。采用移動運營

商的移動數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)需要將電動汽車充電樁這一電網(wǎng)內(nèi)部設(shè)備接入移

動運營商的移動數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)，需要支付昂貴的月租和年費，隨著充電樁數(shù)量的增加費用將越來越大；

同時數(shù)據(jù)的安全性和網(wǎng)絡(luò)的可靠性都受到移動運營商的限制，不利于設(shè)備的安全運行；其次，移動運營商

的移動接入帶寬屬共享帶寬，當局部區(qū)域有大量設(shè)備接入時，其接入的可靠性和每個用戶的平均帶寬會惡

化，不利于充電樁群的密柒接入、大數(shù)據(jù)量的數(shù)據(jù)傳輸。

2.4光載無線通信技術(shù)

隕著光纜成本的不斷下降“光進銅退己經(jīng)成為整個有線通信的發(fā)展趨勢，光纖通信在配電網(wǎng)通信建設(shè)中

已被廣泛采用，光纖通信以其獨有的優(yōu)勢已成為電力通信網(wǎng)絡(luò)建設(shè)的主流選擇。目前國內(nèi)電力系統(tǒng)己經(jīng)完

成敷設(shè)了覆蓋全國的光纖網(wǎng)絡(luò)，即通常所說縱四橫的主干傳輸網(wǎng)絡(luò)。隨著電力通信建設(shè)的不斷推

進，光纜線路正逐步延伸至10KV以下的通信網(wǎng)絡(luò)，在經(jīng)濟較為發(fā)達的地區(qū)，甚至延伸GKV左右的

變電站。隨著智能電網(wǎng)建設(shè)逐步深入，配用電以及輸電線路綜合監(jiān)測等應(yīng)用需要電力通信實現(xiàn)更大范圍以

及更靈活的接入。尤其是應(yīng)對自然災(zāi)害等突發(fā)事件時，亟需對分布點多面廣，且大部分暴露在室外，易受

設(shè)備老化天氣及人為破壞等因素而引起故障的配用電設(shè)備進行實時監(jiān)測。考慮到無源光

網(wǎng)絡(luò)（PON）在配用電通信系統(tǒng)中的應(yīng)用己經(jīng)成為趨勢，如何充分利用現(xiàn)有光纖資源，滿足配用電側(cè)應(yīng)

用以及實現(xiàn)設(shè)備實時監(jiān)測成為亟待解決的課題。

近年來，光載無線（ROF）技術(shù)被認為是實現(xiàn)低成本高速無線通信的有效解決方案，

其通過光纖鏈路在中心控制局和遠端天線單元之間實現(xiàn)無線射頻：RF）信號的分發(fā)。在簡化遠端天線單元

的同時，在中心局實現(xiàn)功能的集中化、器件設(shè)備的共享以及頻譜帶寬資源的動態(tài)分配，大幅度降低系統(tǒng)傳輸

成本并提高系統(tǒng)傳輸性能、頻譜效率、覆蓋區(qū)域和靈活性，實現(xiàn)寬帶無線接入與光傳輸技術(shù)的融合。完全

滿足電動汽車充電樁等配電網(wǎng)網(wǎng)的通信要求。

2.5飛瑞敖光載無線通信技術(shù)

廣州飛瑞敖電子科技有泉公司擁有光投無線傳輸與交換的核心技琳完開發(fā)的光載無線信號分布式

系統(tǒng)及其核心設(shè)備-光載尢線交換機，彌補了業(yè)內(nèi)的技術(shù)空臼，滿足物聯(lián)網(wǎng)各環(huán)節(jié)小同通信需求，提供

WiFi射頻信號的大范圍光纖分布，通過無線傳感器網(wǎng)絡(luò)感知、采集和處理網(wǎng)絡(luò)覆蓋地理區(qū)域中感知電象的

信息，實現(xiàn)大覆蓋區(qū)域終端設(shè)備的實時監(jiān)測、豆雜環(huán)境下監(jiān)測數(shù)據(jù)動態(tài)靈活的接入與調(diào)控。光載無線系統(tǒng)

主要由光教無線交換機、光纖線路、遠端節(jié)點構(gòu)成，其中的光載無線交換機為光載無線系統(tǒng)的核心設(shè)備，

也是本項LI的核心設(shè)備。光載無線交換機由5個部分構(gòu)成，分別是：多用途信號處理器、通信模塊組、射頻言號交換單元、模

擬光端機光電模塊及系統(tǒng)軟件，主要實現(xiàn)與外部以太網(wǎng)和通信的接口、提供終端設(shè)備的接入連接、實雙射

頻信號的路由交換、實現(xiàn)電光:光電轉(zhuǎn)換及子載波復用、以及整個網(wǎng)絡(luò)的管理。遠端節(jié)點由光電、電光轉(zhuǎn)換

模塊和RF雙向放大器組成，結(jié)構(gòu)非常簡單。

通過上述分析，可以認為：安裝/維護方便、價格合理、通信量大、海盜范圍廣已成為智能配電網(wǎng)通

訊系統(tǒng)和電動汽車充電樁通信網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展方向。在此，飛瑞敖提出電動汽車充電樁的光載無線通信技術(shù)解

決方案。

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相比于現(xiàn)有的電動汽車充電樁的通信方式，具有如5優(yōu)勢：

U)射頻信號也蓋范圍大；

(2)射頻信號源集中于交換機中，實現(xiàn)統(tǒng)一?的控制和管理，系統(tǒng)的安全性和可鴕性高；

(3)網(wǎng)絡(luò)容量大，無線網(wǎng)絡(luò)采用WiFi802.1lb/g標準，網(wǎng)絡(luò)帶寬高達54Mbps;

(4)設(shè)備安裝、維護方便，擴展容易、價格合理：

(5)核心設(shè)備光載無線交換機還具有容量重構(gòu)的功能，在不改變現(xiàn)有硬件設(shè)備的情況下，實現(xiàn)局部

區(qū)域的通信容后增加：

(6)基于光載無線交換機構(gòu)建的電動汽車充電樁通信網(wǎng)絡(luò)￥臺，屬于電網(wǎng)公司自建的內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)，完

全置廣電網(wǎng)公司的管理和控制之下，便丁?開展綜合業(yè)務(wù)和功能獷展，如提供停車場的車輛管理、客戶的無

線接入等其他增值業(yè)務(wù)：

(7)光載無線交換機中內(nèi)置的WiFi接入點(AP),采用標準IP網(wǎng)絡(luò)協(xié)議，能夠與變電站、配電站

等網(wǎng)絡(luò)通信設(shè)備無縫連接，符合未來全IP通信網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展趨勢。

2.6電動汽車充電樁通信與網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)整體解決方案

電動汽