充电桩实施方案

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能源危机与环境危机的日益深重，可持续发展的理念逐渐深入人心，业界的目光聚焦以电动汽

车为典型代表的新能源汽车产业。为了推动这一伟大的历史进程，世界各国政府都出台了形形色

色的鼓励扶持政策，在中国，这更是汽车工业崛起的大好契机，因此电动汽车的普及是大势所趋。

随着电动汽车产业的快速发展，派生出了新兴产业一一电动汽车充电站。充电站承担着为电

动汽车动力电池提供电能的.重要使命，高质量多功能的充电设备可以有效保护电池，监控电池工

作状态，并为电池组提供最高效的充电方案。如果将电池比喻为电动汽车心脏的话，那么充电站

就是这颗心脏健康工作的有力保障。

电动汽车

充电站

配电系统充电系统：监控系统安防系统.计量计费系统

•交流充电桩-配电监控系统-视频监控系统

直流充电机直流充电桩L充电监控系统L烟雾监控系统

电动汽车充电站系统框图

充电系统

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概述

随着新能源战略的部署和实施电动汽车必将走进千家万户与之配套的电动汽车

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开始建设，将逐步形成充电桩、充电站、换电站、配送站等设施由结合的电动汽车充换电系统

采用光载无线技术构建电动汽车充电桩的信息化网络，相关研究项目的提出和实施，得到了南方电网

等电力行业专家的肯定和支持，随着后续项目的开展，将逐步构建起基于光载无线技术的物联网信息平台

风

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在电动汽车充换电系统的应用体系，最终实现智能型的电动汽车夯换电服务网络。

二、光载无线技术在电动汽车充电桩的应用

2.1充电桩简介

充电桩是电动汽车充换电系统中最重要的设施一般固定在路边或停车场内，利用专用充电接口，采用传导方式，

为具有车载充电机的电动汽车提供交流电能，并具有相应的通讯、计费和安全防护功能。通过投币或购买专用的IC

卡，为电动汽车充电。

2.2电动汽车充电桩通信网络建设要求

作为电网配用电侧的电动汽车充电桩，其结构的特殊性决定了自动化通信系统的特点是被测点多且分散、覆盖面

广、通信距离短。并且随着城市的发展，网络拓扑要求nrr灵活性和扩展性的结构，囚此，电动汽车充电桩通信方式

的选择应考虑如下问题：

(1)通信的可靠性——通信系统要长期经受恶劣环境对较强的电磁干扰或噪音干扰的考

验，并保持通信的畅通。

(2)建设费用一一在满足可靠性的前提下，综合考虑建设费用及氏期使用和维护的费用。

(3)双向通信不仅能实现信息最的上传，还要实现控制成的下达。

(4)多业务的数据传输速率一一随着以后终端业务量的不断熠长，主站到子站、子站到终端之间通皆对

实现多业务的数据传输速率要求越来越高。

(5)通信的灵活性和可扩展性一一由于充电桩具有控制点面多、面广和分散的特点，要求采用标准的通

信协议，随着"ALLIP”网络技术趋势的发展以及电力运营业务的不断增长，需要考

虑基于IP的业务承载，同时要求便于安装施工、调试、运行、维护。

2.3电动汽车充电桩现有通信方式电动汽车充电桩属于配电网侧，其通信方式往往和配电网自动化一起

综合考虑。通信是配电网自动化的一个重点和难点，区域不同、条件不同，可应用的通信方式也不同，具体到

电动汽车充电桩，其通信方式主要有有线方式和无线方式：

(1)有线方式

有线方式主要有：有线以太网RJ45线、光纤)、工业串行总线(RS485、RS232、CAN总线)。有线

以太网主要优点是数据传输可匏、网络容量大，缺点是布线且杂、扩展性差、施匚成本高、灵活性差。I：业串行

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总线（RS485、RS232、CAN总线）优点是数据传输可靠、设计筒单，缺点是布网复杂、扩展性差、施工

成本高、灵活性通信容量低。

（2）无线方式

无线方式主要采用移动运营商的移动数据接入业务，如：GRPS、EVDO、CDMA等。采用移动运营

商的移动数据业务需要将电动汽车充电桩这一电网内部设备接入移

动运营商的移动数据网络，需要支付昂贵的月租和年费，随着充电桩数量的增加费用将越来越大；

同时数据的安全性和网络的可靠性都受到移动运营商的限制，不利于设备的安全运行；其次，移动运营商

的移动接入带宽属共享带宽，当局部区域有大量设备接入时，其接入的可靠性和每个用户的平均带宽会恶

化，不利于充电桩群的密柒接入、大数据量的数据传输。

2.4光载无线通信技术

陨着光缆成本的不断下降“光进铜退己经成为整个有线通信的发展趋势，光纤通信在配电网通信建设中

已被广泛采用，光纤通信以其独有的优势已成为电力通信网络建设的主流选择。目前国内电力系统己经完

成敷设了覆盖全国的光纤网络，即通常所说纵四横的主干传输网络。随着电力通信建设的不断推

进，光缆线路正逐步延伸至10KV以下的通信网络，在经济较为发达的地区，甚至延伸GKV左右的

变电站。随着智能电网建设逐步深入，配用电以及输电线路综合监测等应用需要电力通信实现更大范围以

及更灵活的接入。尤其是应对自然灾害等突发事件时，亟需对分布点多面广，且大部分暴露在室外，易受

设备老化天气及人为破坏等因素而引起故障的配用电设备进行实时监测。考虑到无源光

网络（PON）在配用电通信系统中的应用己经成为趋势，如何充分利用现有光纤资源，满足配用电侧应

用以及实现设备实时监测成为亟待解决的课题。

近年来，光载无线（ROF）技术被认为是实现低成本高速无线通信的有效解决方案，

其通过光纤链路在中心控制局和远端天线单元之间实现无线射频：RF）信号的分发。在简化远端天线单元

的同时，在中心局实现功能的集中化、器件设备的共享以及频谱带宽资源的动态分配，大幅度降低系统传输

成本并提高系统传输性能、频谱效率、覆盖区域和灵活性，实现宽带无线接入与光传输技术的融合。完全

满足电动汽车充电桩等配电网网的通信要求。

2.5飞瑞敖光载无线通信技术

广州飞瑞敖电子科技有泉公司拥有光投无线传输与交换的核心技琳完开发的光载无线信号分布式

系统及其核心设备-光载尢线交换机，弥补了业内的技术空臼，满足物联网各环节小同通信需求，提供

WiFi射频信号的大范围光纤分布，通过无线传感器网络感知、采集和处理网络覆盖地理区域中感知电象的

信息，实现大覆盖区域终端设备的实时监测、豆杂环境下监测数据动态灵活的接入与调控。光载无线系统

主要由光教无线交换机、光纤线路、远端节点构成，其中的光载无线交换机为光载无线系统的核心设备，

也是本项LI的核心设备。光载无线交换机由5个部分构成，分别是：多用途信号处理器、通信模块组、射频言号交换单元、模

拟光端机光电模块及系统软件，主要实现与外部以太网和通信的接口、提供终端设备的接入连接、实双射

频信号的路由交换、实现电光:光电转换及子载波复用、以及整个网络的管理。远端节点由光电、电光转换

模块和RF双向放大器组成，结构非常简单。

通过上述分析，可以认为：安装/维护方便、价格合理、通信量大、海盗范围广已成为智能配电网通

讯系统和电动汽车充电桩通信网络的发展方向。在此，飞瑞敖提出电动汽车充电桩的光载无线通信技术解

决方案。

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相比于现有的电动汽车充电桩的通信方式，具有如5优势：

U)射频信号也盖范围大；

(2)射频信号源集中于交换机中，实现统一•的控制和管理，系统的安全性和可鸵性高；

(3)网络容量大，无线网络采用WiFi802.1lb/g标准，网络带宽高达54Mbps;

(4)设备安装、维护方便，扩展容易、价格合理：

(5)核心设备光载无线交换机还具有容量重构的功能，在不改变现有硬件设备的情况下，实现局部

区域的通信容后增加：

(6)基于光载无线交换机构建的电动汽车充电桩通信网络¥台，属于电网公司自建的内部网络，完

全置广电网公司的管理和控制之下，便丁•开展综合业务和功能犷展，如提供停车场的车辆管理、客户的无

线接入等其他增值业务：

(7)光载无线交换机中内置的WiFi接入点(AP),采用标准IP网络协议，能够与变电站、配电站

等网络通信设备无缝连接，符合未来全IP通信网络的发展趋势。

2.6电动汽车充电桩通信与网络系统整体解决方案

电动汽