CS55中达电通智能充电方案解决FA40电动车充电问题

1.概述

因节能趋势而发展的电动汽车近年来在市场及技术上都有显著的成长，在政策支持的推动下，不仅电动车的普及率大幅提高，充电系统标准也已成形，透过国家与地方政府的补贴，各种示范运行与基础建设快速兴建，提升大众对电动车辆的了解，也逐步实现交通低碳化的目标。台达电子把握新能源产业的发展契机，开发设计了包括交流充电器、直流充电机，以及充电管理系统在内的完整电动车充电解决方案，并凭借对市场趋势的深度观察与研究，特别针对智能充电需求，结合大量各种相关应用系统，提出一整套兼顾整体性、可行性与未来性的智能充电解决方案。

2.系统简介

台达交流充电器利用专用充电接口，以传导方式提供交流电能给车载充电机，进而为电动车电池充电，一般安装在车库、路边、或停车场（图1所示为交流充电器安装于停车场示意图），额定输出为3kW或7kW，操作简易直观。依据电动车种类，充电时间短则1～2h，长则大于10h。当交流充电器结合网络通信方式与预先定义的通信协议，即成为具备智能联网功能的智能型交流充电器，可以让电动车充电不再只是提供电力给电动车的基础供电设备，而是整体能源管理的一环。

图1 交流充电器安装于停车场示意图

台达充电管理系统（见图2），具有先进的管理与通信功能，配合具备智能联网功能的充电设备，不仅可将充电信息实时回传至充电管理系统，也可处理由充电管理系统所发出的指令或台达专有的充电控制指令，调节充电输出。充电管理系统主要功能包括充电设备监控、场站监控、充电记录、充电报表、充电预约、用户管理、能源管理等。

3.系统功能介绍

（1）充电设备监控

充电管理系统与充电设备保持联机，可以得知充电设备最新状态。当用户在充电设备上刷卡时，卡片信息立刻被送往管理系统进行认证。当用户通过认证后，充电设备开始进行充电，此时的充电电压、充电电流等信息也会实时送往管理系统。当充电设备发生异常告警时，管理系统可以立刻通知管理者，并建议故障处理方式。

图2 台达充电管理系统

（2）场站监控

充电管理系统除了监控个别充电设备，也可以针对整体场站进行监控，利用电能表、温湿度计与其他侦测传感器等接口设备，随时监控充电场站状态，当发生任何异常告警时，管理系统可立刻通知管理者，并建议故障处理方式。

（3）充电记录

充电管理系统完整记录每一次的充电信息，包括用户标识符、充电设备标识符、充电开始时间、结束时间、累积充电量等，并且提供管理员各种查询功能，例如查询上个月单一充电设备的完整充电记录。

（4）充电报表

利用充电管理系统所储存的充电记录，产出统计报表，例如每日充电用电量、充电时间等，适用于营运管理与分析。如果计费信息已知，充电报表可结合计费方式，产出充电费用报表，适用于账务处理。

（5）充电预约

用户利用网页界面预约使用充电设备，在预约完成后，该充电设备将只接受特定用户卡片进行充电，其他卡片都不会启动充电。预约规则根据用户需求而定，最常见的方式是设定预约时限，在预约时限内如果该充电设备未被启用，预约将被解除，该充电设备可接受其他用户卡片的充电要求。

（6）用户管理

为了记录用户充电数据，一般应用都需要用户信息可能包括用户姓名、用户等级、车辆种类、卡片号码等。充电管理系统具备用户管理功能，包括新增、编辑、删除用户数据，以及变更卡片号码。

（7）能源管理(www.xing528.com)

当充电场站的充电需求有可能超过场站额定容量时，充电管理系统自动启动能源管理功能，执行充电调控，根据电动车种类、用户等级、用车需求、实时电价信息等，以不同算法调节各充电设备的输出与用电量，降低用电费用。充电调控也可由管理人员手动启动，针对特定需求调节充电设备输出，确保用电方式的优化。

4.系统接口

台达充电管理系统具有与智能电网、家庭自动化、楼宇自动化、公共充电服务网络等系统连接的接口，如图3台达充电管理系统与系统接口所示，实现可靠、安全、高效的电力管理。

图3 台达充电管理系统与系统接口

（1）智能电网

当电动车普及率增加，电动车充电需求将对电力系统负荷产生负担，进而增加发、输、配电系统的压力，使得电力公司的装置容量与电力输送设备也必须随之调整，而造成电力公司维护成本增加。智能电网的通信技术能在电网内整合及控制充电站、发电机、太阳能发电厂、风力及其他电力来源，也能与电力公司及电能消费者，包含个人、行业及企业能源消费者，随时交换电力产出与使用数据，也能迅速地隔离故障器件，在减少人为干预的情况下使系统迅速恢复到正常状态，提高系统供电的安全性和可靠性。

智能电网可借由关闭不急需用电者的充电电源，转移电力的使用，提升电网可靠性。未来并可搭配V2G管理调度，让电动车成为电网中的暂时电力来源，甚至将电能回送电网，有助于缓和电动车大量导入对电网的冲击。

（2）家庭自动化

家庭自动化系统利用控制及通信技术，实现一般家庭住宅中各类设备的自动管理，当充电设备及充电管理功能加入家庭自动化系统中，将使充电设备成为家庭自动化家电中的一员，接受家庭自动化系统的控制、监视、协调、异常处理，并根据个人或家庭环境、设备类型、生活方式、习惯、具体需求等，定制相应的解决方案。

为减低电动车充电对家庭用电的影响，家庭自动化系统可以透过台达充电管理系统，指定电动车充电在家庭用电的峰谷时段才开始，充电输出也可配合用车时间予以调控，达到优化的配置。

（3）楼宇自动化

智能建筑通过楼宇自动化系统实现建筑物内设备与环境的监控，对充电设备的信息进行分析、处理、判断等，达到自动检测与协调控制等功能，并具备集中操作、显示与告警等特性，借由对大楼内各种机电设备的统一管理，实现能源管理自动化，节能减耗，创造高效可靠的使用环境。

楼宇自动化系统中的振动侦测器得知发生地震时，将立即触发警报系统，大楼内灯光快速闪烁或全亮，关闭暖气、瓦斯及主要家电，并利用台达充电管理系统立即关闭电动车充电设备，将所有实时信息都呈现在大楼中央控制管理室。

（4）公共充电服务网络

公共充电服务网络经营者发行公共充电卡，让电动车车主使用所开放的公共充电设备进行充电。车主利用充电服务网络管理平台所提供的网页接口或手机软件，查询充电设备地点与状态，同时也结合导航服务与预约充电功能，实现综合服务体验。随着多项公共充电设备建设与重点覆盖计划的进行，公共充电设备的数量预期将大幅增加，远程管理的需求也更显重要。

当公共充电设备及网络建置完备，网络平台与台达充电管理系统将具备完整通信功能，电动车车主可以根据充电地点安排旅游行程路线，利用导航功能，调节用电需求，体验低碳旅游的新理念。

5.结束语

台达结合电力电子设计与软件管理功能所研发的智能电动车充电解决方案，将电动车充电从单纯的满足用车需求，提升为能源管理系统中不可或缺的一环，借由与电动车充电站营运商、智能电网、家庭自动化、楼宇自动化等行业伙伴的合作，发展创新应用，加速充电设备的建设，满足市场需求，达成节能减排的目标。

（作者：中达电通股份有限公司 江明谕）