一种新能源汽车充电桩预充值计费方法

第一篇：一种新能源汽车充电桩预充值计费方法

一种电动汽车充电桩的预充值计费方法

摘要 在新能源汽车中，纯电动、插电式混合汽车目前为主要的动力形式，这类车辆都有共同的特点，需要对车辆进行充电。共用充电设施通常需要对充电进行计量并进行计费结算，本文尝试采用了一种预充值计费扣费的方法，在充电桩和汽车之间建立通讯链路，使充电桩可以识别汽车的动力要求、充电参数，并能够进行从汽车的预充值计费卡中扣除充电费用，从而实现充电过程的全程可控，方便充电服务实现自动化、智能化。

关键词：新能源汽车，充电桩，预充值计费，电力载波（PLC）

A prepaid billing method for the electric vehicle charge pile

In the new energy vehicles, pure electric and plug-in hybrid cars as the main form of power at present, this kind of cars all have a common characteristic, need to charge to a vehicle.Common charging facilities often need to measure and charge for billing, this paper tries to adopt a kind of the preloaded deduction of billing methods, sets up a communication link between pile and car in charge, make charging pile can identify the auto power requirements, parameters, and can be deducted from the car the preloaded billing card charge fees, so as to realize controllable in the whole process of the charging process and convenient charging, automatic and intelligent service implementation.Key Words: New energy vehicles, charging pile, prepaid, power line carrier(PLC)

引言：现有电动汽车充电桩分为不计费充电桩、计时计费充电桩和计量计费充电桩等几种形式。不计费的充电桩局限性很大，仅限于给有针对性的用户群体使用。计时计费只是粗略的根据充电时间长短收取费用，不能科学的计量，误差太大。计量计费的方式是比较精确计算用户使用量，并根据充电的电量来收取费用的，在计费方法上是更加公平合理的。

目前计量计费的充电过程是，启动充电并开始计量，充电结束后根据计量结果进行收费结算，可以是刷卡方式结算也可以是现金或者其他方式结算。但由于电动汽车的充电过程相对较长，中间的充电过程尚且做不到全程受控，多个环节仍然需要人工处理，难以实现智能化、自动化的控制和计费结算。本文尝试使用电力载波PLC技术实现充电桩和汽车之间通讯，实现整个充电过程受控，精确计量计费的一种计费方法。

（一）系统构成

本文中的预充值计费系统由两个部分构成，分别是：充电桩部分和车辆部分。充电桩部分和车辆部分使用充电电缆为介质，采用电力载波通讯技术进行实时通讯，这样可以在普通的三线单相交流电源插座上实现车辆和充电桩之间的相互通讯。对于新国标中，使用带有辅助电源和通讯弱电接口的充电枪，则不需要采用电力载波模块。图1是整个系统的原理框图。

用户操作远程通讯至管理主机智能化控制器通讯信号车辆识别应答器（储值器）通讯信号电源供给数据采集和控制信号分离器计量和控制动力电源输入辅助电源信号分离器充电电缆充电机电力适配器至车辆充电充电桩部分车辆部分图1系统构成的原理框图

1.充电桩部分

充电桩部分由充电适配器、辅助电源、信号分离器、计量和控制和智能化控制器构成，其功能如下：

1）电力适配器

电力适配器是从市电向车辆充电机所需要的电能进行转换的适配器。2）辅助电源

辅助电源是在控制器控制充电设备向车辆提供电力输出之前，为车辆部分的车辆识别应答器（储值器）提供临时电源的。

3）信号分离器

信号分离器是将通讯信号从电力线缆上分离出来并和电力线网络隔离的，在发送通讯指令时将通讯信号合并到电力线上。

4）计量和控制 计量和控制是用来计量充电所消耗的能源总量，并且允许智能化控制器根据计费情况控制启动充电和终止充电过程的。

5）智能化控制器

智能化控制器是充电桩的核心部分，主要用来对车辆进行识别，有效的控制充电过程，并根据充电消耗的电量进行计费、扣费、结算。

2.车辆部分

车辆部分是配合原有充电电缆，完成车辆身份识别和应答，并且能够存储用户预交费金额、结算方式、结算明细信息的设备，主要由：电力适配器、信号分离器和车辆识别应答器（储值器）构成。

1）充电机

充电机有车载和非车载的区分，主要是将外部电力转换成电池组所需要的直流电压，并提供给车辆的充电电路完成充电的。

2）信号分离器

同充电桩部分类似，信号分离器是将通讯信号和电力线进行合成与分离的，同时有将通讯信号和电力网络隔离的作用。

3）车辆应答识别器

车辆部分的车辆识别应答器（储值器）作为充电管理的应答设备，主要负责同充电桩之间的身份验证、车辆类型识别，存储用户预充值明细、余额及充电扣费明细等信息。

（二）充电控制过程

当车辆充电电缆连接到充电桩时，充电桩并不向车辆输出动力电源，而是通过辅助电源提供给车辆应答识别器工作所需要的电源。车辆应答识别器开始和充电桩的智能化控制器进行通讯，确定该车辆是否能够在本充电桩进行充电，获取车辆充电所需要的动力要求等，并根据计费规则确定本次充电是合法的。在确定本次充电合法的情况下，充电桩通过计量和控制设备控制启动充电过程，向车辆输出合乎要求的动力电源。

充电过程中，智能化控制器实时的根据计量和控制设备的计量结果，进行费用计算，并且将数据传送到车辆部分的车辆应答识别器上，进行扣费操作。

一旦车辆应答识别器中的预充值余额不足或者充电电缆和充电插座分离，通讯中断时，则充电桩自动停止动力电源输出。

当用户结束充电过程，断开充电电缆的连接时，智能化控制器自动控制充电桩不再向外输出动力电源，完成一个充电过程。

整个充电过程，充电桩和车辆应答识别器保持着实时的通讯，并且将实时的计费金额从储值器内扣除。因此整个充电过程受控，不需要人工干预，充电开始和结束均不需要额外的人工操作，真正做到即插即用。

（三）实验情况

根据图1中的结构，分别设计了充电桩的部分和车辆部分的电路和控制程序，对系统的工作原理进行验证。

1.充电桩部分

1）智能化控制器采用了STM32F103处理器配合4.3吋电容式触摸屏，完成整个充电过程的控制。

2）计量控制部分使用了通用的带有485接口的电表，和交流接触器，交流接触器开关受智能化控制器的控制。

3）辅助电源采用电容分压，对外提供小电流的交流电，在交流接触器开启之前，可以想歪提供车辆识别应答器临时工作的电源。

4）信号分离器由大功率的LC滤波网组成，可以将PLC电力载波信号从电力线上分离或合成到电力线上，并且阻止载波信号从电力线泄漏到市电网络上。

5）实验中不使用电力适配器，按照220v交流电提供给车辆的充电机。2.车辆部分

1）车辆识别应答器采用STC15W408AS作为处理器，256Kflash存储器作为外部存储，小功率宽输入范围的开关电源从电力线以获取工作电源，当充电桩对外不供电是，由辅助电源提供的电力可以确保STC15W408AS正常工作。

2）信号分离器和充电桩部分类似，可以将PLC电力载波信号有效的分离与合成。3）本次实验充电机用其他用电设备替代。3.电缆及电力载波

本次实验中，使用单相交流电，模拟充电桩和模拟车辆之间使用标准的三线单相交流电力线缆，插座采用国际电工标准的三芯插座，电力载波选用了MI200EX电力载波芯片，具有过零发送能力，最大通讯速率为1600bps。

4.控制程序流程

图2是充电桩的智能控制器和车辆识别应答器的程序流程。充电桩开始运行检测充电桩连接否是否有应答器身份识别应答器接入充电桩否识别是否成功发起身份识别请求应答机交互应答身份识别否是否应答否交互应答充电状态同步管理应答超时否是否达到结束条件清除当前状态执行指令否用户操作等候否是否充电结束否指令超时保存记录指令处理结束本次充电（扣费记录保存）退出充电状态

充电桩程序流程

车辆识别应答器程序流程

图2充电桩智能控制器和车辆识别应答器程序流程

（四）实验结果

1．模拟充电桩接入市电，正常启动运行，模拟对外充电口插座无动力输出，仅由辅助电源可以对外提供不超过20ma的交流电流。2．将模拟汽车充电部分使用标准三芯插座，接入模拟充电桩的动力输出插座（模拟充电口），充电桩部分的智能控制器正确读取车辆识别应答器信息，获取车辆类型和供电信息等，并确认是否可以提供动力输出。

3．对于合法的充电设备，智能控制器启动充电过程，通过模拟对外充电口向模拟车辆充电部分输出动力，不合法的用电器接入插座，则智能控制器控制不对外输出动力。

4．车辆部分的模拟充电机（其他用电器）获得动力电源，开始工作。

5．拔掉车辆部分的插座，模拟充电站的智能控制器通讯失败，尝试通讯后确认连接断开则停止对外输出动力。

6．对模拟充电桩上存储的数据进行提取，和实际模拟充电过程进行对比，可以有效的记录充电过程和充电电量以及计费、扣费金额。

7．对模拟车辆部分的车辆识别应答器存储器上数据进行提取，和实际模拟充电过程进行对比，可以有效的记录充电时间、充电时长、充电桩信息、计费费率、充电电量和扣费金额以及余额等数据。

8．重复模拟充电过程，均能够准确实现充电过程的工作和计费扣费，并存储扣费金额等数据，存储的数据将作为资金结算的依据。

（五）结论

本文以实验的方式验证了使用电力线载波通讯用于充电桩和汽车之间的通讯技术，在车辆端增加了和充电桩之间进行通讯的设备，用于充电桩对车辆的识别和认证，同时用于预充值计费。实验结果表明：

1． 基于电力载波的通讯技术，用于充电桩和车辆之间的通讯是完全可行的。2． 车辆识别应答器和充电桩之间的配合，可以实现充电桩的智能化控制管理，对于不同的车辆类型和供电要求等，在充电桩如果有适合的电力适配器与之配合，则充电桩可以实现对不同动力要求的车辆进行充电。

3． 采用本文的方案，预充值计费扣费系统可以真正做到即插即用，可以有效杜绝盗电、盗充，使整个充电过程受控，计量计费和充电过程严格一致。

本文所讲述的方案，其缺点是必须在车辆端安装有车辆识别应答器，增加了设备成本。要实现本文的计费扣费模式，还必须有充值管理系统和后台实时在线的系统作为支持，同时在充电计费扣费后还需要有结算系统，完成每个充电桩和用户之间的实际资金结算。

作为一种新型的预充值计费方式，本文所述的方案完全可以替代现有比较流行的预充值卡，和使用充值卡在充电桩刷卡结算的方式。

第二篇：新能源汽车充电桩建设

中国电动汽车充电桩已达2.8万个 标准化仍未完成

[摘要] 目前国内已经建成了723座充电站，28000个充电桩。但是产业链条上的各个利益方之间存有矛盾且并不妥协，也缺乏合适实施的统一规则。

充电桩、充电站的建设程度，直接影响着电动汽车的大规模商业化推广，而仅仅增加充电设施的布局并不够，还需建设高效完善的充电服务网络。

事实上，目前有实力的生产厂商都希望自己研究的标准能够代表行业的标准，各家都认为自己掌握了较为核心的技术，并且不会将这些轻易对外开放，都希望公司能够将上游的电动汽车生产销售到下游充电技术和充电桩建设融于一身，打造一个全产业链的公司。

723座充电站，28000个充电桩。这是工信部关于目前我国国内充电站和充电桩最新的统计。而这两个数字还在快速更新着。

2014年，国际知名电动汽车品牌特斯拉进入中国市场，炫酷的外观和搭载的动力系统给中国消费者和众多汽车企业带去了视觉和思想上的冲击。

随后，新能源汽车企业在沉淀了相当的试验产品后，开始如雨后春笋般纷纷冒出，众多生产商推出各自的电动汽车产品来争夺这个细分的市场。

充电桩、充电站的建设程度，直接影响着电动汽车的大规模商业化推广，而仅仅增加充电设施的布局并不够，还需建设高效完善的充电服务网络。

1月27日，在一次例行的新闻发布会上，工业和信息化部运行监测协调局局长郑立新对外透露：“2014年新能源汽车得到了快速发展，全年共生产了83900辆新能源汽车。”

产业的蓝海效应自然引起各方的浓厚兴趣。但是记者了解发现，数据快速增长的背后，充电桩行业正进行着“野蛮的生长”。产业链条上的各个利益方之间存有矛盾且并不妥协，也缺乏合适实施的统一规则。

电桩产业：在质疑中快速增长

充电桩和充电站这一重要配套产业的完善将促进电动汽车的发展。和电动汽车产业一样，充电桩在全国的建设也在不断创造着新的记录。

工信部1月27日公布的最新数据显示，目前国内已经建成了723座充电站，28000个充电桩。其中，国家电网公司建成充换电站618座，充电桩2.4万个。根据十三五规划，预计到2020年，集中式充换电站将增长到1.2万座，分散式充电桩数量更将增长100倍达到450万个。

正是基于“充电设施建设网络化、规模化”的发展理念，1月中旬，国内首个高速公路跨城际快充网络——京沪高速公路快充网络全线贯通，成为了充电桩产业发展过程中的里程碑事件。

国家电网方面提供的数据显示，此条高速沿线建成50座快充站，平均单向每50公里一座快充站。每座快充站规划建设4台120千瓦直流充电机、8个充电桩，可同时为8辆电动汽车充电，30分钟内充满(80%电量)，先期建设2台充电机、4个充电桩，支持所有符合中国标准的电动汽车充电。

不过，记者从一些特斯拉的车主处证实，京沪高速快速充电网络贯通后，国内一些使用了国电技术的国产电动汽车车友，自发组织了一次体验京沪充电网络的活动，部分路段的高速充电站均不能为电动车充电，并且以失败而告终。因而引发车主质疑“贯通”之说。

有车主指出，这个覆盖1000多公里的充电线网络采用的是国电的充电技术，也就是说国内市场上销售较好的国外车型(基本就是特斯拉)并不能在这条快速充电网络中得到应有的资源，因为双方的充电标准并不匹配。

而国家电网方面事后对此的解释是，可以充电，但需要提前给国家电网客服打电话让服务人员去开通充电桩，用户无法自行操作。

中电联标准化中心副主任刘永东在接受记者采访时表示：“充电设施和电动汽车发展相辅相成，只有让充电设施建设网络化、规模化，才能带动电动汽车更好地发展，而建设高速充电网就是让其网络化的一个重要环节。”

按照规划，到2020年，国家电网规划建设以“四纵四横”(四纵：沈海、京沪、京台、京港澳，四横：青银、连霍、沪蓉、沪昆)为支撑的、覆盖公司经营区内所有示范城市的高速公路快充网络，续行里程达1.9万公里。

标准化道路：发展初期的混乱

按照日前颁布的《政府机关和公共机构购买新能源汽车实施方案》规定，充电接口与新能源汽车数量比例不低于1∶1。以这一标准来看，虽然目前充电桩数量已经在快速增长，但是现有的充电设备已经不能满足当下电动汽车的日常需求。

不仅仅是国家电网，更多的民营资本进入这个行业，多方资本介入之后利益的分配成为了最重要的关注点。

“在这样一个发展时期，不论是电桩配套产业的制造商，还是各家电动汽车和充电电池的厂商，都在擅长的领域做着自己的事情，希望能够借此获得更多的市场或是资源。”熟悉电动汽车领域人士向21世纪经济报道记者表示。

事实上，目前有实力的生产厂商都希望自己研究的标准能够代表行业的标准，各家都认为自己掌握了较为核心的技术，并且不会将这些轻易对外开放，都希望公司能够将上游的电动汽车生产销售到下游充电技术和充电桩建设融于一身，打造一个全产业链的公司。

“不能说这样不好，但是这样所导致的局面就是——外界看似百花齐放的电动汽车领域，其实都是在自己和自己玩，目前并没有一个可以实施的统一玩法。当消费者真正拥有一辆电动汽车并且进行使用时才发现，能够及时或是快捷地给自己的电动汽车冲上电是一种奢望。”

该人士还向记者表示：“购买一部电动汽车并不复杂还有补贴，但是随后带来的问题让用户很难对行业给与满意的评价。”

目前，电动汽车活动的范围更多的还是在城市内部，但是在城市内寻找一个充电桩并不是一件非常容易的事情，有时候找到的充电桩还可能会出现漏电损坏等情况。

而国家此前出台针对建立充电桩的补贴政策，但是建成之后的运营和维护，却成为不少企业不愿问津的环节，国家的补贴并不能得到最有效的利用。

“电动汽车充电设施布局是一个从政府到企业和个人，各方开放合作的过程，需要突破各行各业间的门槛，实现跨行业合作。” 上述业内人士指出，“要想让这几方能够坐下，共同打造一个可行的通用的系统或是标准至少在短期之内是不现实的，这就需要国家相关监管部门的强势介入。”

在刘永东看来，充电接口目前已经实现了国家层面上的标准统一。其标志性事件就是2011年我国的电动汽车充电接口及通信协议标准的批准发布，即《电动汽车传导充电用连接装置 第1部分 通用要求》、《电动汽车传导充电用连

接装置 第2部分 交流充电接口》、《电动汽车传导充电用连接装置 第3部分 直流充电接口》、《电动汽车非车载传导式充电机与电池管理系统之间的通信协议》。

不过，面临着市场上出现的众多问题。刘永东在此前接受媒体采访时也指出：“充电设施标准化工作是一项长期的任务。伴随着电动汽车的规模发展，充电设施标准化工作也需要不断修订完善。”

挑战中前行

目前，不断降低的油价和市场上新能源汽车糟糕的客户体验，或让一些传统汽车车主有远离电动汽车的心理倾向。而除去上述政策和技术层面上的挑战，充电桩还将面临着新生事物的竞争。

2014年12月底，美国一家创业公司对外表示将推出一款汽车专属的“移动充电宝”，打破了固定充电桩的局限，有望解决电动出行方式的后顾之忧。

“移动充电宝”装有滚轮便于移动，电动车车主把车停好后，移动充电宝能够随时随地为其充电，未来一台设备一次蓄电甚至能满足5-8辆电动汽车的充电需求。

记者从一些移动电源的生产厂家了解到，目前国内也已经有企业针对电动汽车市场正在开发类似的移动电源产品。

“多方的利益角力，让电动汽车和电桩发展的道路不会平坦，但我们希望依托互联网的思维，让更多的消费者对于电动汽车产生更多的美好的体验。”旨在帮助充电桩最大化利用的平台——电桩的创始人兼CEO先越在接受21世纪经济报道记者采访时指出，“当多方都能够在一个合适的规则下发展时，我们打造的完美用户体验就可以从客户端对技术进行完美对接。”

该平台被定义为一款旨在打通产业链解决充电难题的，国内首个电动汽车第三方综合服务应用。

据先越介绍，目前“电桩”不仅整合了全国的充电桩数据库，登录后还可以查找附近的充电桩、修车点并导航前往，用户可以对充电桩进行预约、支付还可以评价，甚至可以分享自己家的充电桩给其他车友用。

“希望通过这个平台将现有的充电设施进行线上连接，构建起国内最大的充电服务网络。”先越向记者透露，电桩将会在上海成立分公司，“这种生态的建立也是希望能够进一步优化电桩给与用户的体验。”

第三篇：新能源汽车充电桩系统材料介绍

新能源汽车充电桩系统材料介绍

在市场刺激和国家政策的支持下，新能源汽车消费趋势不断升温。随之而来的是对新能源汽车充电桩的需求猛增，充电设施建设在如火如荼地进行中。作为充电桩设备生产商，选材是至关重要的一个环节。聚赛龙提供新能源汽车充电桩系统材料方案。

聚赛龙“五防充电桩材料”：防火、防水、防电、防跌、防爆，被广泛应用于充电桩壳体、插头、插座、电源模块外壳、充电器外壳等，材料包括有：PC、PP、ABS、PC/ABS、PET、PA6、PA66等。

聚赛龙材料推荐解决方案

壳体、充电枪外壳材料：阻燃、耐侯、耐低温改性PC、PC/ABS材料 插头、插座材料：PET、PA66系列改性材料

电源模块外壳和内部电路控制体系材料：尼龙系列改性材料

第四篇：关于新能源汽车充电桩安装说明

关于新能源汽车充电桩安装说明

根据国家新能源汽车使用的大力推广政策，物业公司配合本小区业主在小区停车场自有车位安装充电桩，做以下说明：

1、安装位置为小区停车场，且为自有固定车位，安装时不得破坏公区配套设施，如有打孔穿线等行为，均由业主负责恢复。

2、充电桩安装由业主自行协调安装人员上门查看位置，报请物业公司后方可安装。安装后电表产生的电费能耗由业主自行缴纳。

3、充电桩属业主私有财产，物业公司不承担损坏维修等义务。

业主认可签字（房间号+姓名）： 车位号： 时间：

第五篇：新能源汽车充电桩概念股有哪些(精)

新能源汽车充电桩概念股有哪些？新能源汽车充电上市公司 新能源汽车充电设备的上市公司有哪些? 虽然充电站建设仍处于起步阶段，不过，巨大的市场已经受到市场关注，昨日汽车充电桩相关的概念股受许继电气[33.72 2.46%]涨停带动，纷纷走高。对此，申银万国[3.75 0.54%]分析师谭飞表示，市场对汽车充电桩的关注已不止一次，而汽车充电桩相关个股较多，投资者不妨对此深入挖掘。

多只概念股走高

据国家电网披露的计划，从2011年到2015年，仅网家电网计划建设的电动汽车充电站规模就达到4000座，到2020年，电动汽车充电站将达到10000座。根据这一规划，今年充电站主设备总投资规模将达到3亿元，未来5年投资140亿元，2016年到2020年间再投资180亿元，到2020年充电站主设备总投资将达到320亿元，以国家电网为代表的能源企业将主导这一巨额投资。各大券商的分析师表示，充电桩的铺设将成为新能源汽车发展的一个巨大推动力，也将为相关个股带来巨大收益。受此提振，昨日多只充电桩概念股盘中走高，如许继电气收盘涨停，国电南瑞[76.21-1.72%]、科陆电子[31.16 0.52%]、荣信股份[49.10 0.39%]、森源电气[49.02 2.42%]、思源电气[24.39 1.63%]、国电南自[26.51 1.34%]涨幅也均超过3%成为市场热捧对象。

三条主线挖掘机会

对于市场热捧的汽车充电桩概念股，谭飞表示，市场对汽车充电桩的关注已不止一次，而汽车充电桩相关个股较多，投资者不妨对此深入挖掘。他表示，目前充电桩相关产业大致可以划分三条主线：直接充电设备、配电设备、管理辅助设备。其中，A 股上市公司中的充电机和充电桩设备供应商有国电南瑞、许继电气、思源电气和奥特迅[33.82 1.59%]等公司。而占据总成本35%~45%的配电设备生产商中，除了国电南瑞、许继电气等龙头公司外，还有宝光股份[14.68-0.41%]、百利电气[33.83 1.62%]、深圳惠程[38.79 2.35%]等多家公司。此外，管理辅助设备领

域，国电南瑞和许继电气有着明显的优势。他建议投资者重点关注受益充电站建设较多的龙头企业如：国电南瑞、许继电气、荣信股份、奥特迅、国电南自等。