▋引言

隨著人們環保意識的增強，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重要地位，如果說過去充電站等配套設施的不完備在一定程度上限制了電動汽車發展的話，那么這一問題正在逐步得到解決。國家電網和南方電網分別投入巨資建設電動汽車充電站和充電樁等與新能源汽車相關的配套充電設施，隨著兩大電網制定了在全國大規模建設電動汽車充電站和充電樁的計劃，電動汽車充電站建設已經進入快車道，而隨著“互聯網+”概念的提出，則將利用互聯網的平臺、信息通信技術把互聯網和包括傳統行業在內的各行各業結合起來，從而在新領域創造一種新生態。

據媒體新聞報道福建、浙江、吉林、安徽、江蘇、山西、江西、山東等國內大多省份已陸續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，國家電網、南方電網、中石化、中海油等能源央企紛紛跑馬圈地。

▋應用前景

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展，對其網絡拓撲要求具有靈活性和擴展性的結構，因此，電動汽車充電樁通信方式的選擇應考慮如下問題：

（1） 通信的可靠性——通信系統要長期經受惡劣環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） 建設費用——在滿足可靠性的前提下，綜合考慮建設費用及長期使用和維護的費用。

（3） 雙向通信——不僅能實現信息量的上傳，還要實現控制量的下達。

（4） 多業務的數據傳輸速率——隨著以后終端業務量的不斷增長，主站到子站、子站到終端之間通信對實現多業務的數據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，要求采用標準的通信協議，隨著“ALL IP”網絡技術趨勢的發展以及電力運營業務的不斷增長，需要考慮基于IP的業務承載，同時要求便于安裝施工、調試、運行、維護。

▋解決方案介紹

針對不同的充電設施及客戶需求，才茂提供差異化的解決方案。

3.1、針對分散式充電樁

對于居民區或單位停車場等場所的分散式充電樁，采用才茂工業級無線數據終端 （DTU）進行聯網。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網絡自動撥號聯網，并與充電運營企業的監控運營中心建立連接，從而搭建充電設施與監控運營中心之間的透明通道。系統網絡拓撲如下：

（1）通過 DTU 搭建的充電樁與監控運營中心間的透明通道，中心一方面可以實時監控現場充電樁的電壓、電流、電量、功率等運行參數，另一方面可以監控充電樁狀態，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據終端，滿足用戶高性價比要求；

（3）監控運營服務端架設管理運營平臺軟件，可以實時監控 DTU 運行狀態、產生流量情況以及現場信號覆蓋情況，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

對于公交、出租、環衛、物流以及高速公路等公共服務領域的充電基礎設施，一般以建設集中式充換電站為主，或者有些充電運營企業采用箱變等技術推出群智能充電系統。這種情況，才茂提供工業級路由器產品實現充電設施的聯網。集中式充電站的各充電樁采用以太網方式組成局域網（如果是群充電系統，則整個系統有集中的采集控制單元），然后通過工業路由器作為統一的網關連接專網或 Internet，并最終與充電運營企業的監控運營中心建立連接，實現充電設施與監控運營中心之間的雙向數據傳輸。系統拓撲如下：

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

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

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

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

▋系統功能

系統可實現以下功能：

1、實時數據傳輸功能：通過5G/4G/3G各種無線網絡， 能夠實時地將充電樁終端的數據透明傳輸（原封不動）到服務器后端的充電樁系統管理平臺；

2、充電樁系統管理平臺軟件主要實現包括計量計費系統、充電監控系統、配電監控系統、安防監控系統這幾大塊的應用功能的管理；

3、遠程監控功能：服務端的管理平臺可以隨時監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、觸摸屏等設備工作參數的上傳，也可以通過無線DTU下達各種工作指令給充電樁終端設備；

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

5、應用擴展功能：可接入第三方APP軟件，利用才茂通信GPS設備以及對應定位系統軟件，直接為充電用戶提供手機APP，可以實現地圖上尋址和導航功能。

▋結束語

大力推進充電基礎設施建設，解決電動汽車充電難題，是發展新能源汽車產業的重要保障，對于打造大眾創業、萬眾創新和增強公共產品、公共服務“雙引擎”，實現穩增長、調結構、惠民生都具有重要意義。