電動汽車充電樁設計智能優化

盧筱薇

摘要：隨著全球經濟的快速增長，人們對不可再生能源的過度使用，造成能源匱乏、環境惡劣的程度越來越重。在全球經濟發展的基礎下，交通運輸行業對能源的消耗達到了不可控制的地步。由于現代化交通的快速發展，汽車已經普及到每一個家庭，甚至出現了平均每人都有一輛汽車的驚人現象。因為我國未來交通可利用的資源狀況并不是很樂觀，所以新能源交通工具的發展顯得尤為重要。現階段，新能源交通工具的發展目標以電動汽車為主，新能源電動汽車的發展市場有著巨大的潛力。目前我國電動汽車正在逐步取代傳統的燃油汽車，但電動汽車充電時所使用的充電柱一直是國家有待解決的重要問題。如何優化充電樁的智能控制系統，如何從石油向電力轉型，給很多電力供應商帶來了前所未有的難關。

關鍵詞：電動汽車;充電樁;智能優化

電動汽車充電樁相當于電動汽車加油站，是電動汽車動力的來源，現在加油站可謂是遍地都是，但想在出行的路程中找到一個電動汽車充電樁真是強人所難。而且一般汽車的加油只需要短短的幾分鐘，但一輛電動汽車的充電需要幾十分鐘甚至幾個小時，這在很大程度上浪費了人們的時間。電動汽車電池的充電速度是有輸出效率的，如果電流較大對電池的使用年限有很大的影響，甚至會造成爆炸的危險。應當做好充電樁和電車電池的系統優化，在提高電流輸出率的同時保持電池穩定性，延長電池使用時間。

一、電動汽車充電樁的充電原理與功能

電動汽車的充電設施很多，包括充電電池、充電電纜、充電接口以及充電站，每一個充電設施對電動汽車充電都有著嚴格的標準和規范。充電樁是為電動汽車提供電力的主要設備，分為直流充電樁和交流充電樁兩種。大功率交流充電樁是通過三相電網輸入交流電，經過三相橋式不可控整流電路整流變成直流電提供給功率變換器，然后輸出所需要的電流為電動汽車蓄電池充電。充電樁上可選擇定電量、定時間、定金額等模式，一般普通電動轎車充滿電需要5-6個小時，造價低，充電慢，一般建設在停車場等地點。直流充電樁是固定安裝在電動汽車外，與交流電網連接，為非車載電動汽車動力電池提供直流電源，以三相四線制的方式連接電網，能提供足夠的功率，可以實現快速充電，主要建設在大型充電站內，為大部分電動公交車充電。簡單來說，交流充電樁需要通過車載充電機充電，直流充電樁不需要借助設備，兩者在充電速度上的差距還是很大的，直流充電樁充滿一輛普通電動轎車只需要2-3小時，比交流充電樁快了一倍多的速度。但交流充電樁的穩定性要高于直流充電樁，交流充電樁通過車載電機給電動汽車充電，由于車載電機的功率小，起到了控制電源的作用，穩定性強，所以對電動汽車電池的損耗較小;直流充電樁可以為非車載電動汽車的電池提供直流電，輸出的電壓和電流調整范圍大，但穩定性弱，對電動汽車的電池損耗也就較大。

二、電動汽車充電樁的智能優化設計

目前，國家新能源電動汽車充電樁的設施建設存在落地難、效率低等問題，為加快基礎設施建設，國家發改委、國家能源局等部門聯合制定了《提升新能源汽車充電保障能力行動計劃》，對接下來中國新能源汽車充電設施的建設提供了法律保障。隨著電動汽車的發展，電動汽車充電樁可以為電動汽車提供便利的充電服務，所以智能優化充電樁系統顯得更為重要，應積極響應國家政策，構建綠色和諧社會。

三、電動汽車充電樁控制系統的硬件構成

電動汽車充電樁的主要硬件系統有：主控板、監控板、IC卡讀寫器、數字電表、移動通信模塊、觸摸屏、指示燈、按鍵等組成。由于新能源電動汽車的發展前景大，市場上出現了很多新起的電動汽車廠商，造成了電動汽車和充電樁設備接口不統一、功能不統一、性能設計標準及質量不統一的現狀，針對這些問題，國家先后出臺了一系列基礎設施通用技術規范：

（一）工作環境條件：充電樁必須工作在周圍溫度-20℃～+50℃、相對濕度5%～95%、海拔高度≤2000m的環境之中。

（二）人機互動功能：1、充電方式：充電樁的充電選擇中應實現定時間、定電量、定金額、自動充滿等自動充電方式，還應嚴禁使用手動控制充電的方式。2、顯示參數：在充電樁的正面應該明顯顯示運行狀態、充電電壓、充電電流、充電時間、充電電量、計費信息、故障提示信息等;顯示器上顯示字符應清晰、完整，在不依靠環境光源的情況下可以辨認，也應該在陽光直射的條件下也可辨認。3、充電連接方式：充電樁采用可以和充電設備一直連接在一起的充電電纜以及電動汽車車輛多用型插頭。

（三）計費方式：1、電能計量：在充電樁內安裝電能計量設備，能顯示單次和累積的交流或直流電能;交流電能表準確度等級不能低于2.0級，直流電能表準確度等級不能低于1.0級。2、計費管理：根據國家的相關規定，按用電時段、用電電量、計費費率等進行自動計費。3、數據存儲：在充電樁使用完成后應將消費明細打印給使用者，并將消費明細存入系統內。

四、結語

電動汽車充電樁能夠實現計電、計時、計費等充電方式，作為市民給電動汽車充電的購電終端，電動汽車充電樁設計智能化也是電動汽車能夠長久快速發展的重要保障。電動汽車智能充電樁人們電動汽車充電難的問題，建設智能充電樁充電站還對解決城市擁堵、促進環保具有特殊的意義。在國家嚴格的質量控制下，優質的電動汽車充電樁不論在安全性還是實用性上都遠遠高于傳統充電方式，穩定的電量輸送系統對電動汽車內車載電池的使用年限有著很重要的意義，大大節省人們因為充電時對車載電池造成損壞而需要更換車載電池所帶來的費用開支。希望各大電動汽車廠商能夠遵守國家的質量規定，廣大人民也能積極行動起來，支持新能源電動汽車的發展，為低碳生活、構建綠色生活環境奉獻自己的力量。

參考文獻

[1]韓平軍，張昉，朱思成.電動汽車充電樁設計智能優化[J].中國新技術新產品，2018（22）：19-20.