新能源在充電樁供配電設(shè)計中應用的技術(shù)探討獲獎科研報告

新能源在充電樁供配電設(shè)計中應用的技術(shù)探討獲獎科研報告摘

要：隨著新能源電動汽車的快速發(fā)展，新能源充電樁、充電槍、充電站等配套產(chǎn)業(yè)也迎來了發(fā)展的黃金時期。好的新能源充電樁產(chǎn)品離不開好的工業(yè)設(shè)計，好的產(chǎn)品設(shè)計將有助于人們節(jié)省時間、金錢和精力，更重要的是，設(shè)計師要確保產(chǎn)品的生產(chǎn)盡可能最好。然而新能源充電樁設(shè)計受到很多因素的影響。

關(guān)鍵詞：新能源;充電樁;供配電設(shè)計;應用;

引言

隨著經(jīng)濟發(fā)展、低碳環(huán)保理念的提升，我國逐漸加大對新能源汽車的推廣。隨著新能源汽車的推廣，電動汽車充電設(shè)施建設(shè)已成為國家和地方基礎(chǔ)建設(shè)的重要環(huán)節(jié)。對于新建建筑而言，車庫充電樁配置及帶有充電樁的車庫配電容量設(shè)計依舊比較模糊。結(jié)合分析我國現(xiàn)行充電樁的設(shè)計方法，提取已建成電動汽車充電系統(tǒng)的工程項目數(shù)據(jù)并作分析。

1.電動汽車充電樁分類

1.1直流充電樁

直流充電樁更適用于出租車、大巴、電動轎車、混合動力公交車等大型電動汽車的快速充電，功率較大，在建設(shè)過程中需注重對電網(wǎng)的保護，一般建設(shè)在大型停車場。直流充電樁輸入電源為三相四線380VAC±10%，頻率為50Hz±5%。直流充電樁具有快速充電的能力，即充電電流大于0.2C。根據(jù)電動汽車電池容量C，充電電流在0.1C-0.2C之間時，稱為慢速充電。充電電流大于0.2C，小于0.8C則是快速充電。而當充電電流大于0.8C時，稱之為超高速充電。在充電過程中，需對電池狀態(tài)監(jiān)控，可根據(jù)電池的溫度、電壓對充電電壓、電流進行自動調(diào)整，具備報警與保護功能。直流充電樁是采用傳導充電方式為電動汽車動力電池進行直接充電的方式，具有充電速度快的優(yōu)點。

1.2交流樁

交流充電樁是給帶有車載充電機的電動汽車提供電源，不調(diào)節(jié)輸出，由于電動汽車車載充電機的功率一般都比較小，所以交流充電樁無法實現(xiàn)快速充電。

1.3交直流一體充電樁

交直流一體充電樁同時具備交流及直流充電功能，可以在白天業(yè)務量多時選擇直流快速充電，在夜晚業(yè)務少時選擇交流進行慢速充電。需具備為蓄電池系統(tǒng)安全、自動充滿電的功能，減少在充電過程中對電池的傷害。充電模式可以分為定時、定量和智能三種模式。為確保充電樁安全可靠運行，需設(shè)置漏電、短路、過流等保護功能。交直流一體充電樁更為智能化。

2.新能源汽車技術(shù)所面臨的多種問題

2.1國內(nèi)對于新能源汽車技術(shù)認知存在偏差

雖然新能源汽車技術(shù)的整體發(fā)展前景十分廣闊，但是受到整體技術(shù)復雜度以及化石燃料所占據(jù)的統(tǒng)治地位等因素的影響，使得新能源汽車技術(shù)普遍得不到人們的認可，因此導致新能源汽車的整體推廣進度較為緩慢，人們對于新能源汽車技術(shù)的主要疑問由以下兩點：第一，新能源汽車技術(shù)能否保證新能源汽車長久穩(wěn)定的運行;第二，新能源汽車技術(shù)能否實現(xiàn)普及以及社會評價如何。由于這種問題的存在使得國內(nèi)大部分車主普遍保持觀望態(tài)度。關(guān)于新能源汽車技術(shù)國家始終保持著堅定推行的態(tài)度，并且對新能源汽車的銷售提供較大的補貼。

2.2新能源汽車基礎(chǔ)設(shè)施缺乏

新能源汽車自身制造同樣具有一些問題和因素影響著整個產(chǎn)業(yè)，從整體續(xù)航里程來講和傳統(tǒng)汽車相比存在一定的劣勢，因此提升續(xù)航里程是目前電動汽車的主要方向之一。新能源汽車多是以電力驅(qū)動為主，目前的新能源汽車雖然可以實現(xiàn)零排放，但是由于在儲能技術(shù)方面的技術(shù)難點較多，因此整體電池的功率密度無法和傳統(tǒng)動力汽車相比較，由于新能源汽車通常以電力為主要動力，而目前蓄電池儲能技術(shù)存在一定的缺陷使得新能源汽車需要頻繁的充電，而很多城市內(nèi)的配套充電設(shè)施建設(shè)不完善使得新能源汽車的運行范圍受到很大的限制，目前我國的能源汽車總體銷量達到百萬級別，但是國內(nèi)的充電樁數(shù)量卻遠遠達不到正常使用需求，另外充電樁的位置主要是在一些公共場所，而很多私家車需要繞到很遠的地方去充電，因此給車主帶來一定的困擾，這一點對于某些車主來說可能無法接受，也是造成新能源汽車的整體銷量滯緩的原因之一。

2.3新能源汽車存在的技術(shù)問題

由于新能源汽車以其自身的環(huán)保優(yōu)勢而被廣泛推廣，但是新能源汽車的主要技術(shù)問題卻在推廣過程中暴露出來。新能源汽車多是以電力驅(qū)動為主，目前的新能源汽車雖然可以實現(xiàn)零排放，但是由于在儲能技術(shù)方面的技術(shù)難點較多，因此整體電池的功率密度無法和傳統(tǒng)動力汽車相比較，另外新能源汽車的電氣設(shè)備耗能較多，在不同行駛速度下的電能消耗差異較大，如果保持全速行駛狀態(tài)電能會很快耗盡，并且整體動力性能也無法和傳統(tǒng)燃料汽車相比，所以新能源汽車需要在電池儲能技術(shù)方面進行突破。

2.4新能源汽車的主要技術(shù)隱患

目前新能源汽車在技術(shù)安全性方面還存在一定的問題，由于新能源汽車的蓄電池需要依靠多個小型電池組并聯(lián)進行工作，因此在整個電力及動力傳輸過程中會出現(xiàn)功率不匹配的情況，從而使得蓄電池發(fā)生過熱以及自然，甚至爆炸的問題，因此要實現(xiàn)新能源汽車的普及，新能源汽車技術(shù)是關(guān)鍵因素之一。

3.電動汽車充電樁的運營管理

3.1建立一體化服務網(wǎng)絡

電動汽車充電樁應建立一體化服務網(wǎng)絡，為車主、新能源汽車企業(yè)、政府部門提供信息資源綜合性服務?？梢愿鞒鞘袨閱挝?，充電樁運營（監(jiān)管）為主控中心，由充電樁（站）的基礎(chǔ)信息數(shù)據(jù)與運營數(shù)據(jù)等組成應用網(wǎng)絡。建立智能化數(shù)據(jù)庫，應設(shè)置實時數(shù)據(jù)庫和歷史數(shù)據(jù)庫，智能系統(tǒng)中包含的實體主要有電動汽車、充電站、充電樁、用戶、賬戶。

3.2履職盡責，增強業(yè)主（車主）安全意識

電動汽車充電樁管理工作中最重要的是提高業(yè)主的安全觀念，增加應對事故的方法。作為房地產(chǎn)服務業(yè)，應該重點開展以下幾項工作：一是通過組織使用者觀看安全教育視頻、照片、充電設(shè)備使用過程安全知識資料、微信分享案例等形式進行宣傳教育，與主要節(jié)日一起在社區(qū)舉行社區(qū)活動，提高對新能源汽車充電樁安全使用重要性的認識，以及讓使用者了解和掌握新能源汽車充電樁的安全使用常識。二是實行安全使用責任制。房地產(chǎn)服務企業(yè)通過簽署業(yè)主和新能源汽車充電設(shè)備責任單位的安全使用協(xié)議，可以更加明確地規(guī)范充電樁的安全責任和安全使用要求，加強使用者的責任感，加強實施新能源汽車充電樁的安全使用規(guī)則和制度。

3.3智能充電樁的性能測試

智能充電樁的具體運行對于解決電動汽車充電問題而言有重要的作用，對某城市15個智能充電樁的具體利用做定點監(jiān)控和分析發(fā)現(xiàn)其在性能方面表現(xiàn)出了兩大優(yōu)勢：第一是智能充電樁的具體利用更加的便捷，而且整個充電過程高效智能。用戶僅僅需要做身份的認證，充電便能夠?qū)崿F(xiàn)自動化，這對于電動汽車的續(xù)航問題解決有重要