電動汽車充電樁相關技術問題分析

安永亮

摘 要 充電基礎設施的建設與運營是新能源電動汽車得以高效推廣的重要依托，隨著近年來我國充電設施的發展取得了一定成績，對電動汽車行業的發展起到了較好的助推作用，但在發展過程中，仍舊有一定的空間可以提升。本文對電動汽車充電樁相關技術問題進行分析，以供參考。

關鍵詞 電動汽車;充電樁;技術問題

前言

隨著環境與能源的挑戰問題愈加嚴峻，各個國家對相關政策進行出臺，旨在對新能源汽車進行普及，在這一因素驅動下，汽車產業在全球化發展層面也進入了汽車動力革命階段。對于電動汽車的相關配套設施充電樁的建設與布局，對影響消費者對電動汽車的接受程度起到重要影響作用。因此，相關企業應對充電樁的充電站的選址、充電的安全及時間問題進行解決。

1交流充電樁技術分析

對于交流充電樁來說，其主要技術參數包括輸入及輸出的交流電壓，均為

220V±10%，額定交流率為52Hz，最大電流16A（3.5kW）/32A（7kW），工作環境為5%-90%無凝露，-18℃-50℃。對于交流充電樁的構造來說，分為控制部分、讀卡器、液晶顯示屏、電子鎖緊急停止開關、鍵盤、打印機[1]。具體來說，對于交流充電樁來說，在技術層面應加強對充電樁狀態指示方面、充電樁保護功能方面、計費計量功能方面、充電計費結算方面、通訊功能方面、緊急停止操作方面的技術進行研究，從而有效確保交流充電樁技術的更加完善。細化來說，在交流電樁狀態指示方面，應設置一個紅燈作為信號故障總指示燈，還應在此基礎上對過壓、欠壓、過流、失電、漏電、短路、刷卡故障、連鎖失敗項目在故障信號總的指示燈中進行設置;對于綠燈的設置來說，也應設置1個指示燈，綠燈常亮代表空閑或者充電狀態，綠燈閃爍則代表正處于充電狀態。對于充電保護功能來說，在進行設計的過程中，應設置短路保護、漏電保護欠壓、過壓、過流保護等功能。還應對防止漏電保護及短路問題的微型短斷路器進行設計。此外，對于計費計量功能來說，應注意對電度表、IC或RFID的刷卡方式、充電方式進行設計，確保可以實現按時、按量的方式進行充電。在充電計費過程中，應對參數進行設計，在進行充電過程中應完善充電功能，確保充電樁進入充電過程中，禁止進行任何操作，并且只有在重新插卡后，才可以進行充電操作。對于通訊功能的設計來說，應對計費計量系統與RS485的信息通訊問題進行設計，從而使充電樁的工作狀態可以隨時在系統中進行顯示。

2直流充電樁技術分析

對于直流充電樁技術來說，它是由充電樁、整流柜以及二者之間連接電纜、充電器等組成，屬于分體式結構。對于整流柜來說，它是由充電主控制系統及整流模塊組成的，并以充電樁為依托對人機交互功能進行完成，還可以在此基礎上對電池的狀態、計費、充電管理問題進行檢測[2]。此外，還可以通過對BMS與CAN的設置對電池的類型做出判斷，從而可以對動力電池系統的參數，包括充電前后電池狀態參數、動力電池及充電機的工作參數等進行上傳。此外，還應對充電電纜的連接是否正確，充電連接器的連接方式是否正確進行判斷，只有當電動汽車的蓄電池與充電連接器進行正確連接后，才可以實現充電過程被充電機允許。同時還應設計一旦電動汽車蓄電池系統出現不正常連接狀態的時候，可以實現即刻停止充電，并進行自動報警。再者，對于動態優化的功率模塊管理來說，可以對各種功率輸出狀態下的最大效率輸出進行適應。

具體來說，直流充電樁的系統構架為交流接觸器、變換器、UGBT模塊、高頻變壓器、整流濾波電器、電池組、放電電路、電流傳感器、動態內阻測量、電壓傳感器、微處理單元、溫度傳感器、脈沖調寬、直流輔助電源、外部通信接口。此外還應注意對過溫保護、過流短路保護、欠壓告警、輸出測過壓保護的功能進行設計，從而使直流充電技術更具完善性。

3V2G充電樁技術分析

對于V1G充電樁技術來說，它指的是能源轉型與新能源汽車的融合發展過程中，形成的一種V0G即無須充電、V1G即有序充電、VG1車網一體的發展歷程、V2G車網互動的充電樁充電歷程[3]。簡單來說，V2G指的是電網與電動車之間的互動，在這種模式下，每一步電動汽車就都具有了小型充電寶功能，它在電動汽車沒有運行的過程中，具有將電池的能力在電網中進行傳送的效果;而一旦電動汽車需要充電的情況下，則電池電能會在電網中獲取，這是一種全新技術，達到了電網的電力平衡通過電動汽車進行實現。簡言之，就是電動汽車車主可以將電池中所存儲的電力對供電公司進行出售。這種充電技術的原理在于對電動汽車的儲值功能進行利用，從而達到在非高峰階段為電動汽車進行充電，然后在高峰階段將多余電力對電網進行返銷進而產生利潤的目的。

目前，我國已經有一部分電動汽車公司對小功率V2G及其應用平臺直流充電樁的開發，并與相關車企也進行了V2G定制車的研發。日前，國家電網也對V2G項目進行逐步推進，進而有效確保充電樁技術的多維度發展。

4結束語

綜上所述，由于汽油價格的節節攀升，再加上汽油使用后的大氣污染問題，電動汽車又一次引起了各界人士的廣泛關注。在這一過程中，對電力汽車的動力集成系統以及關鍵零部件，比如電動汽車充電樁等方面的研究已經取得了一定的技術突破，并且對技術搭建與專利戰略方面也取得了一定的發展成果，這為電動汽車產業的發展起到了較強的助推作用。

參考文獻

[1] 高德欣，孫亞光.電動汽車大功率充電堆集中監控與運營系統[J].青島科技大學學報（自然科學版），2020，41（3）：104-110.

[2] 田華.一種物聯網地鎖聯動型充電樁的研發[J].中國科技信息，2020（11）：47-48.

[3] 沈海軍，許少倫，蔣鑫磊.配電網內電動汽車充電管理技術研究[J].上海節能，2020（5）：407-414.