基于電動汽車充電安全分析與解決方案的研究

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1 前言

在2016中國汽車工程學會年會上，國家發布了《節能與新能源汽車技術路線圖》的文件，文件中明確提到了預計2030年，我國將有3800萬輛電動汽車投入使用，由此可見國家對電動汽車發展及普及率的重視。

電動汽車具有眾多優點，不會給環境問題帶來負擔，對于環境污染的治理工作起到關鍵作用，這也是國家當前提出可持續發展戰略的重要體現。但是，在電動汽車的推廣使用過程中，充電安全方面會受到一些因素的影響，仍然存在一定的技術問題，因此，應該更多的關注到電動汽車的充電安全，完善電動汽車的安全充電技術，消除電動汽車后續應用中的安全隱患，為綠色清潔能源的發展奠定良好的基礎。

2 電動汽車充電安全現狀

眾所周知，電動汽車的動力來源為電能，與其他汽車相比，電動汽車的運行完全符合國家節能降耗的要求。電動汽車的廣泛應用，在我國生態環境治理中發揮的作用不可小窺，推動我國新能源的不斷發展。通常情況下，根據電動汽車充電安全問題影響的不同，將電動汽車充電安全等級劃分為三級，第一安全等級是指電動汽車充電對人產生的安全影響，這里既包括電動汽車的車主，同時又包括運維工作人員、技術服務人員、驗收工作人員等，一些與充電設施工作密切相關的工作人員，同時，周邊居民等一些可能與充電設施有接觸的人，也應被包括在內；第二等級是指電動汽車充電對汽車與周邊設施產生的安全影響，首先應該考慮的是對汽車自身安全的影響，其次要考慮的是對周邊的建筑以及車輛安全的影響，這里涉及到財產的安全，應該引起足夠的重視，但是，存在一些惡意利用電動汽車充電設施充當武器，以及一些因為不可抗力因素，而產生的嚴重的安全事故不包含在此范圍內；第三等級是指電動汽車充電對自身設施產生的影響，同樣需要給予特別的關注，來保障充電設施的財產安全。在對電動汽車充電安全的研究開展過程中，應根據實際情況，對以上三個方面的內容進行總結，從而確定對電動汽車充電安全的預防方案，并根據不同對象確定具體的、科學合理的事故解決措施。

3 影響電動汽車充電安全的因素分析

(1)絕緣因素。具備良好的絕緣性，是杜絕充電汽車充電存在安全隱患，保障電動汽車安全運行的基本手段。首先，充電設備的外殼應該具備一定的防護能力，其絕緣水平會對電動汽車充電安全產生最直接的影響。與此同時，還要考慮到對連接器連接狀態的防護，如圖1所示，圖中左邊連接器插頭兩個電極具有絕緣保護，而右邊顯然不具備絕緣保護，極易引發充電安全事故。其次，要考慮到充電過程中的電氣間隙與爬電距離，避免電壓的擊穿絕緣事故的發生。絕緣材料的介電強度決定其抗電壓強度，因此，絕緣材料的介電強度也要符合標準。最后，絕緣電阻也是影響因素之一，其安全性是保障設備安全運行的前提，對設備的絕緣電阻也要進行定期的檢測。

圖1 充電連接器插頭

(2)環境因素。環境因素對充電安全的影響同樣不可忽視，可以通過采取防風、防盜、防腐蝕等措施，盡可能降低環境因素對充電安全影響程度。

(3)通信協議對電動汽車快速充電的影響因素。與慢速充電不同的是，快充使用的是非車載充電，輸出電壓相對來說較高，在充電過程中存在較大的安全隱患。通過通信協議可以約束充電機的輸出電壓電流等，還可以控制充電停止。因此，通信協議影響著電動汽車快速充電，同樣是影響其充電安全性的因素之一。

4 電動汽車充電安全的相關解決方案

4.1 根據安全等級，設立三道安全防線 對電動汽車充電安全的等級分析進行總結，根據具體的實際情況，設立三道防線。分析第一安全等級對人進行防范，在對電動汽車進行實際充電操作時，要按規定穿戴相應的防護用品，保證車主的安全。同時其他工作人員在進行工作時，要嚴格要求自己，保證工作質量，達到相關規定的標準，進而保證相關工作人員的安全；分析第二安全等級對周邊設施進行防范，應該根據充電設施周邊的環境制度出詳盡的防護措施，來保障周邊設施環境安全；分析第三安全等級對充電設備自身的防范，要定期對充電設備進行專業性的檢測，及時發現問題及時解決，排除安全隱患，進而保障充電設備自身的安全。在防范工作具體開展過程中，可以根據實際情況的重要程度，來安排這三道安全防線的優先順序，進而采取相應的安全防范措施。

4.2 對電動汽車的絕緣性能進行優化 絕緣性是影響電動汽車充電安全的重要因素之一，同時，決定其絕緣性能的因素也很多。因此，要從外殼的防護能力、電氣間隙和爬電距離、介電強度以及絕緣電阻等幾方面，來優化電動汽車充電設施以及一些絕緣部件的絕緣性能。另外，還需要通過通信協議來約束充電設施以及電池管理系統，以此來保證充電安全。

4.3 合理安裝保護裝置 電動汽車的運行環境大部分于室外，隨著電動汽車使用時間的增加，外界環境也在逐漸加深對電動汽車安全性的影響，其長時間的室外使用，會導致自身的一些零部件出現腐蝕等現象，最終對充電安全產生影響。根據實際情況，可以科學合理的安裝一些保護裝置，有效降低外界環境對電動汽車的影響程度，為保障電動汽車充電安全奠定基礎。

5 結束語

電動汽車的廣泛應用對我國節能環保工作做出了突出貢獻。現階段，隨著大功率充電、無線充電等一些新技術的廣泛應用，對電動汽車充電安全的影響因素也在不斷的更新變化。由此可見，保障電動汽車充電安全性是需要長期開展的一項重點工作，要根據安全等級采取不同的防護措施，并根據實際情況對電動汽車的絕緣性進行不斷的優化，認真做好電動汽車充電的安全性研究，避免充電過程中的安全隱患，為保障電動汽車安全、有序發展奠定基礎。