2024年4月25日发(作者：)

交流充电桩远程诊断调试分析 钮新亮

发布时间：2023-06-15T01:03:54.544Z 来源：《中国电业与能源》2023年7期 作者： 钮新亮

[导读] 当前，新能源汽车已经成为越来越多民众购置代步车辆时的选择，此类汽车为降低生态环境污染程度作出了突出贡献，值得在未来

进一步发展。作为新能源汽车的配套产品，交流充电桩的建设与使用已经成为相关领域的重点问题，提升交流充电桩运维质量至关重要。

针对交流充电桩远程诊断调试这一问题，本文提出了一种远程诊断调试系统的搭建方法，旨在促进交流充电桩的应用效果有效提升，为更

多新能源车主创设便利的充电条件。

杭州广超智能物联有限公司 310007

摘要：当前，新能源汽车已经成为越来越多民众购置代步车辆时的选择，此类汽车为降低生态环境污染程度作出了突出贡献，值得在

未来进一步发展。作为新能源汽车的配套产品，交流充电桩的建设与使用已经成为相关领域的重点问题，提升交流充电桩运维质量至关重

要。针对交流充电桩远程诊断调试这一问题，本文提出了一种远程诊断调试系统的搭建方法，旨在促进交流充电桩的应用效果有效提升，

为更多新能源车主创设便利的充电条件。

关键词：交流充电桩；远程诊断调试；系统搭建方法

引言

交流充电桩作为现今社会一种应用越发频繁的设备，其稳定性和可用性受到了越来越多的关注，倘若交流充电桩产生故障，将会使得

车主的车辆电力补充需求无法被及时满足，影响其出行计划。而当故障产生之后，如果无法对引发原因进行简单判断，技术人员通常需要

到现场诊断故障、排查原因、调试设备，这种方式存在多种缺陷。为此，基于先进的现代化技术建立交流充电桩远程诊断调试系统势在必

行。

1交流充电桩概述

现如今，发展新能源汽车已经被纳入《中国制造2025》的范畴中，正式成为一项国家层面的发展战略，基于这一条件，新能源汽车的

保有量不断增加，与之配套的各项设施也迎来了蓬勃发展的机遇，其中的代表性配套设施即为充电桩。从充电方式的角度出发，存在三种

形式的充电桩，分别为直流充电桩、交流充电桩和交直流一体充电桩[1]。本文的研究对象为交流充电桩。目前在交流充电桩的商业模式中

主要分为三种。首先是汽车生产商+运营商+用户的模式，由于现阶段我国充电桩的应用和发展进程较为缓慢，这种直接销售的方式能够让

资金快速回笼，从而确保有充足的流转资金用于对产品进行开发和更新换代，也能够促进上下游产业链的发展，以更短的时间创造更多的

企业利润。其次是APP+情景+云服务的运营模式，这种运营模式能够在保证充电桩网络覆盖的前提下，以APP注册提供充值会员服务的方

式，在APP中推送与车辆易耗品相关的销售内容，以此来达到引导客户消费的目的。最后是互联网+云服务+智能解决方案，这种运营模式

需要与交通管理职能充分结合起来，以布局重点区域的方式，解决以往存在的代收停车费、违章抓拍等管理服务的项目，通过广告位出

租、停车位推送以及车辆保险和维修等来达到综合提升服务附加值的目的。

作为一种为新能源汽车提供交流电源的充电装置，交流充电桩之中存在多项组成部分，涉及计量模块、电气模块、桩体、输入配电、

控制电路、监控显示计费及充电界面，刷卡器、输出连接器等，且每一个组成模块同样包含多种构成要素。在电气模块之中，包括安全防

护装置、电缆转接端子排、充电插座、控制引导电路、接触器等，交流充电桩的桩体中也包含人机交互界面和外壳等组成部分。输入配电

由保护断路器、防雷单元以及输入电能表构成，其中，防雷和断路器主要发挥保护的作用，能够将雷电借助防雷电源泄放到大地，输入电

能表主要发挥计费的作用，将用电量多少统计上传到后台。控制电路负责对充电桩系统的各个硬件进行协调配合，刷卡器负责消费结算和

设备的启停，输出连接器负责交流能量的传输。此外，交流充电桩存在多种容量类型，涵盖63A 380VAC、32A 220VAC、16A 220VAC、

10A 220VAC。

2交流充电桩远程诊断调试系统搭建方法

2.1搭建交流充电桩远程诊断调试系统的必要性

当交流充电桩产生故障时，如果无法对故障进行简单的判断，往往需要安排技术人员到现场对充电桩的故障进行诊断，排查故障原

因，开展设备调试工作。在这个过程中，技术人员需要借助笔记本电脑与调试串口相连接，同时以串口输出信息作为依据，或者是借助串

口输入指令对故障原因进行有效排查[2]。不过这种诊断与调试方式在实际应用期间存在较多的缺陷，主要体现在两个层面：第一，调试工

作的落实便利程度较低，需要进行从充电装置中额外引线到桩体外的操作；第二，需要安排技术人员到故障现场开展调试与诊断工作，这

也意味着这种方式不具备良好的时效性，且需要投入更多的成本。由于一些位于偏僻地区的充电桩，一般不具备较快的响应速度，这会对

车主的使用体验产生消极影响。基于这种情况，研究交流充电桩远程诊断调试系统的搭建具备较强的必要性与重要性。在完成远程系统的

搭建之后，技术人员无需到达现场即可以实现对交流充电桩故障的诊断与调试，一方面，这能够实现运维环节经济成本和时间成本的充分

节约，另一方面，还可以将诊断与调试的效率加以有效提升。

2.2交流充电桩远程诊断调试系统的总体设计

在对交流充电桩远程诊断调试系统进行设计时，系统共包含四个模块，分别是设备层、通讯层、服务端以及客户端，从而使得该系统

在实际应用期间具备多样性的功能和基本服务，满足实际的交流充电桩远程运维与诊断调试需求。本次研究所设计的系统所采用的体系结

构为C/S体系，系统主要组成部分的具体内容如下。

第一，设备层与通讯层。在远程诊断调试系统中，设备层的组成要素即为交流充电桩，通讯层的主要作用是为设备层和服务端之间的

通讯提供一个桥梁，是传输充电桩多种数据信息的通道，包括维修状态信息、设备故障信息及充电信息等。通讯层之中不仅涉及GPRS形式

的高速无线网络，同时也存在广域铺设的互联网。

第二，服务层。数据库服务器和Web服务器是组成远程诊断调试系统的两个主要要素，这一层级具备多重功能和基础服务，包括存储

充电数据、记录充电设备信息、权限管理、身份认证、用户管理等，同时能够在故障树分析算法的帮助下，向技术人员提供故障诊断服

务，并向客户端推送交流充电桩信息。

第三，客户端。这一层级之中主要包含移动设备，例如手机、平板电脑等。技术人员能够借助任意可联网移动设备，通过App对交流充

电桩的实际运行状态进行监控，并且不会受到时间和空间的制约，一旦发现充电桩出现故障，即可以开展故障诊断、处理与设备调试。

2.3远程故障诊断与调试模块

在交流充电桩远程诊断调试系统之中，远程故障诊断模块与调试模块是最为重要的构成要素。

2.3.1故障诊断模块

系统中的故障诊断模块下包含多项故障信息，例如故障维修记录、故障名称、故障充电桩信息、故障发生地点、时间等，依托于这一

模块，可以实现实时分析和显示故障状态的目标。在充电桩出现故障之后，服务器将会产生派工单，派工单将会被移交至指定处理人的移

动设备之上，在此之后，被指定的技术人员将会作为故障处理人，在移动端对出现故障问题的交流充电桩的详情进行查看和分析。同时也

可以通过室内联网的展示大屏进行显示，报出当前设备的信息（故障信息/订单结束信息/上线信息等），同时也具备以表格形式导出历史故

障信息，便于后期故障类型分析，使设备不断优化。在这一过程中，将充电桩的远程数据库与监控程序结合起来，在系统监测中能够基于

获取的充电桩系统、配电系统故障代码、通断状态信息以及运行状态信息，以应用故障树分析法的方式，构建出充电桩的故障树，从顶事

件开始，向下逐层分解确定相应的中间事件，基于故障分类和发生顶事件的原因，分析得出顶事件，也就是充电桩运行中最不希望发生的

事件与底事件之间的关系，进而达到故障分析的目的，识别故障位置以及与故障相关的重要因素。与此同时，系统中存在的服务层也会向

技术人员的移动设备之中发送故障诊断结果，如此一来，技术人员即可以以订单详情作为依据，并与充电桩故障诊断结果加以结合，以便

后续开展针对性的调试与维修。

2.3.2故障调试模块

同故障诊断模块相同，故障调试模块同样是交流充电桩远程诊断调试系统之中举足轻重的一个模块，此模块的主要作用即为对交流充

电桩进行维修、维护和调试。以故障情况的发生为例，当系统判定故障产生且服务器已经完成故障诊断之后，即可以向技术人员的移动设

备之中发送故障信息与故障诊断结果，并生成相应的派工单。技术人员在接收到派工单之后，即可以对故障的具体情况和调试处理意见进

行查看，并结合自身经验和调试处理意见对产生故障的交流充电桩进行调试。当完成调试处理之后，如果发现故障没有被有效消除，或者

是还存在一些连带故障，系统能够基于最新的故障反馈信息开展进一步的故障诊断。如果故障已经被有效消除，系统将会进行故障处理详

单的自动生成，并将相关的信息及处理详单进行记录和存储，如此一来，倘若今后再次出现类似故障，即可以在与此次故障诊断与调试经

验相结合的基础上，在短时间内生成有效的诊断方法，简单故障可以通过软件远程实现自行修复和处理功能，实现故障诊断和调试时间的

充分节约，提升诊断与调试效率。

总结

综上所述，在交流充电桩实际运行期间，不可避免的会发生一些故障，故障诊断与调试是相关领域需要重视的关键内容。现如今，在

多种先进科学技术手段的支持下，搭建远程诊断调试系统具备了实现的可能性。基于此，在进行这一系统的搭建时，需要确保系统能够做

到功能多样化、经济性、通用性、稳定性，从而使得其在实际应用期间可以满足远程故障诊断和调试的需要，实现交流充电桩的远程维

护，缩短原因诊断排查与故障维修时间，提升诊断与调试效率。

参考文献：

[1]高海明，孙佳琪，黄梁等.电动汽车充电桩远程计量研究现状[J].计量科学与技术，2022，66（12）：67-74+35.

[2]吕艺伟.基于云平台的电动汽车充电设备监控系统开发与研究[D].青岛科技大学，2021.