新能源在充電樁供配電設(shè)計(jì)中應(yīng)用的技術(shù)探討獲獎(jiǎng)科研報(bào)告

新能源在充電樁供配電設(shè)計(jì)中應(yīng)用的技術(shù)探討獲獎(jiǎng)科研報(bào)告摘

要：隨著新能源電動(dòng)汽車(chē)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(lái)了發(fā)展的黃金時(shí)期。好的新能源充電樁產(chǎn)品離不開(kāi)好的工業(yè)設(shè)計(jì)，好的產(chǎn)品設(shè)計(jì)將有助于人們節(jié)省時(shí)間、金錢(qián)和精力，更重要的是，設(shè)計(jì)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(jì)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(jì);應(yīng)用;

引言

隨著經(jīng)濟(jì)發(fā)展、低碳環(huán)保理念的提升，我國(guó)逐漸加大對(duì)新能源汽車(chē)的推廣。隨著新能源汽車(chē)的推廣，電動(dòng)汽車(chē)充電設(shè)施建設(shè)已成為國(guó)家和地方基礎(chǔ)建設(shè)的重要環(huán)節(jié)。對(duì)于新建建筑而言，車(chē)庫(kù)充電樁配置及帶有充電樁的車(chē)庫(kù)配電容量設(shè)計(jì)依舊比較模糊。結(jié)合分析我國(guó)現(xiàn)行充電樁的設(shè)計(jì)方法，提取已建成電動(dòng)汽車(chē)充電系統(tǒng)的工程項(xiàng)目數(shù)據(jù)并作分析。

1.電動(dòng)汽車(chē)充電樁分類(lèi)

1.1直流充電樁

直流充電樁更適用于出租車(chē)、大巴、電動(dòng)轎車(chē)、混合動(dòng)力公交車(chē)等大型電動(dòng)汽車(chē)的快速充電，功率較大，在建設(shè)過(guò)程中需注重對(duì)電網(wǎng)的保護(hù)，一般建設(shè)在大型停車(chē)場(chǎng)。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(dòng)汽車(chē)電池容量C，充電電流在0.1C-0.2C之間時(shí)，稱(chēng)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(dāng)充電電流大于0.8C時(shí)，稱(chēng)之為超高速充電。在充電過(guò)程中，需對(duì)電池狀態(tài)監(jiān)控，可根據(jù)電池的溫度、電壓對(duì)充電電壓、電流進(jìn)行自動(dòng)調(diào)整，具備報(bào)警與保護(hù)功能。直流充電樁是采用傳導(dǎo)充電方式為電動(dòng)汽車(chē)動(dòng)力電池進(jìn)行直接充電的方式，具有充電速度快的優(yōu)點(diǎn)。

1.2交流樁

交流充電樁是給帶有車(chē)載充電機(jī)的電動(dòng)汽車(chē)提供電源，不調(diào)節(jié)輸出，由于電動(dòng)汽車(chē)車(chē)載充電機(jī)的功率一般都比較小，所以交流充電樁無(wú)法實(shí)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(shí)具備交流及直流充電功能，可以在白天業(yè)務(wù)量多時(shí)選擇直流快速充電，在夜晚業(yè)務(wù)少時(shí)選擇交流進(jìn)行慢速充電。需具備為蓄電池系統(tǒng)安全、自動(dòng)充滿電的功能，減少在充電過(guò)程中對(duì)電池的傷害。充電模式可以分為定時(shí)、定量和智能三種模式。為確保充電樁安全可靠運(yùn)行，需設(shè)置漏電、短路、過(guò)流等保護(hù)功能。交直流一體充電樁更為智能化。

2.新能源汽車(chē)技術(shù)所面臨的多種問(wèn)題

2.1國(guó)內(nèi)對(duì)于新能源汽車(chē)技術(shù)認(rèn)知存在偏差

雖然新能源汽車(chē)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(fù)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(chē)技術(shù)普遍得不到人們的認(rèn)可，因此導(dǎo)致新能源汽車(chē)的整體推廣進(jìn)度較為緩慢，人們對(duì)于新能源汽車(chē)技術(shù)的主要疑問(wèn)由以下兩點(diǎn)：第一，新能源汽車(chē)技術(shù)能否保證新能源汽車(chē)長(zhǎng)久穩(wěn)定的運(yùn)行;第二，新能源汽車(chē)技術(shù)能否實(shí)現(xiàn)普及以及社會(huì)評(píng)價(jià)如何。由于這種問(wèn)題的存在使得國(guó)內(nèi)大部分車(chē)主普遍保持觀望態(tài)度。關(guān)于新能源汽車(chē)技術(shù)國(guó)家始終保持著堅(jiān)定推行的態(tài)度，并且對(duì)新能源汽車(chē)的銷(xiāo)售提供較大的補(bǔ)貼。

2.2新能源汽車(chē)基礎(chǔ)設(shè)施缺乏

新能源汽車(chē)自身制造同樣具有一些問(wèn)題和因素影響著整個(gè)產(chǎn)業(yè)，從整體續(xù)航里程來(lái)講和傳統(tǒng)汽車(chē)相比存在一定的劣勢(shì)，因此提升續(xù)航里程是目前電動(dòng)汽車(chē)的主要方向之一。新能源汽車(chē)多是以電力驅(qū)動(dòng)為主，目前的新能源汽車(chē)雖然可以實(shí)現(xiàn)零排放，但是由于在儲(chǔ)能技術(shù)方面的技術(shù)難點(diǎn)較多，因此整體電池的功率密度無(wú)法和傳統(tǒng)動(dòng)力汽車(chē)相比較，由于新能源汽車(chē)通常以電力為主要?jiǎng)恿Γ壳靶铍姵貎?chǔ)能技術(shù)存在一定的缺陷使得新能源汽車(chē)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(chē)的運(yùn)行范圍受到很大的限制，目前我國(guó)的能源汽車(chē)總體銷(xiāo)量達(dá)到百萬(wàn)級(jí)別，但是國(guó)內(nèi)的充電樁數(shù)量卻遠(yuǎn)遠(yuǎn)達(dá)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(chǎng)所，而很多私家車(chē)需要繞到很遠(yuǎn)的地方去充電，因此給車(chē)主帶來(lái)一定的困擾，這一點(diǎn)對(duì)于某些車(chē)主來(lái)說(shuō)可能無(wú)法接受，也是造成新能源汽車(chē)的整體銷(xiāo)量滯緩的原因之一。

2.3新能源汽車(chē)存在的技術(shù)問(wèn)題

由于新能源汽車(chē)以其自身的環(huán)保優(yōu)勢(shì)而被廣泛推廣，但是新能源汽車(chē)的主要技術(shù)問(wèn)題卻在推廣過(guò)程中暴露出來(lái)。新能源汽車(chē)多是以電力驅(qū)動(dòng)為主，目前的新能源汽車(chē)雖然可以實(shí)現(xiàn)零排放，但是由于在儲(chǔ)能技術(shù)方面的技術(shù)難點(diǎn)較多，因此整體電池的功率密度無(wú)法和傳統(tǒng)動(dòng)力汽車(chē)相比較，另外新能源汽車(chē)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(huì)很快耗盡，并且整體動(dòng)力性能也無(wú)法和傳統(tǒng)燃料汽車(chē)相比，所以新能源汽車(chē)需要在電池儲(chǔ)能技術(shù)方面進(jìn)行突破。

2.4新能源汽車(chē)的主要技術(shù)隱患

目前新能源汽車(chē)在技術(shù)安全性方面還存在一定的問(wèn)題，由于新能源汽車(chē)的蓄電池需要依靠多個(gè)小型電池組并聯(lián)進(jìn)行工作，因此在整個(gè)電力及動(dòng)力傳輸過(guò)程中會(huì)出現(xiàn)功率不匹配的情況，從而使得蓄電池發(fā)生過(guò)熱以及自然，甚至爆炸的問(wèn)題，因此要實(shí)現(xiàn)新能源汽車(chē)的普及，新能源汽車(chē)技術(shù)是關(guān)鍵因素之一。

3.電動(dòng)汽車(chē)充電樁的運(yùn)營(yíng)管理

3.1建立一體化服務(wù)網(wǎng)絡(luò)

電動(dòng)汽車(chē)充電樁應(yīng)建立一體化服務(wù)網(wǎng)絡(luò)，為車(chē)主、新能源汽車(chē)企業(yè)、政府部門(mén)提供信息資源綜合性服務(wù)?？梢愿鞒鞘袨閱挝?，充電樁運(yùn)營(yíng)（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(yùn)營(yíng)數(shù)據(jù)等組成應(yīng)用網(wǎng)絡(luò)。建立智能化數(shù)據(jù)庫(kù)，應(yīng)設(shè)置實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)和歷史數(shù)據(jù)庫(kù)，智能系統(tǒng)中包含的實(shí)體主要有電動(dòng)汽車(chē)、充電站、充電樁、用戶、賬戶。

3.2履職盡責(zé)，增強(qiáng)業(yè)主（車(chē)主）安全意識(shí)

電動(dòng)汽車(chē)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(yīng)對(duì)事故的方法。作為房地產(chǎn)服務(wù)業(yè)，應(yīng)該重點(diǎn)開(kāi)展以下幾項(xiàng)工作：一是通過(guò)組織使用者觀看安全教育視頻、照片、充電設(shè)備使用過(guò)程安全知識(shí)資料、微信分享案例等形式進(jìn)行宣傳教育，與主要節(jié)日一起在社區(qū)舉行社區(qū)活動(dòng)，提高對(duì)新能源汽車(chē)充電樁安全使用重要性的認(rèn)識(shí)，以及讓使用者了解和掌握新能源汽車(chē)充電樁的安全使用常識(shí)。二是實(shí)行安全使用責(zé)任制。房地產(chǎn)服務(wù)企業(yè)通過(guò)簽署業(yè)主和新能源汽車(chē)充電設(shè)備責(zé)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(zé)任和安全使用要求，加強(qiáng)使用者的責(zé)任感，加強(qiáng)實(shí)施新能源汽車(chē)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(cè)試

智能充電樁的具體運(yùn)行對(duì)于解決電動(dòng)汽車(chē)充電問(wèn)題而言有重要的作用，對(duì)某城市15個(gè)智能充電樁的具體利用做定點(diǎn)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(shì)：第一是智能充電樁的具體利用更加的便捷，而且整個(gè)充電過(guò)程高效智能。用戶僅僅需要做身份的認(rèn)證，充電便能夠?qū)崿F(xiàn)自動(dòng)化，這對(duì)于電動(dòng)汽車(chē)的續(xù)航問(wèn)題解決有重要