新能源在充电桩供配电设计中应用的技术探讨获奖科研报告

新能源在充电桩供配电设计中应用的技术探讨获奖科研报告摘

要：随着新能源电动汽车的快速发展，新能源充电桩、充电枪、充电站等配套产业也迎来了发展的黄金时期。好的新能源充电桩产品离不开好的工业设计，好的产品设计将有助于人们节省时间、金钱和精力，更重要的是，设计师要确保产品的生产尽可能最好。然而新能源充电桩设计受到很多因素的影响。

关键词：新能源;充电桩;供配电设计;应用;

引言

随着经济发展、低碳环保理念的提升，我国逐渐加大对新能源汽车的推广。随着新能源汽车的推广，电动汽车充电设施建设已成为国家和地方基础建设的重要环节。对于新建建筑而言，车库充电桩配置及带有充电桩的车库配电容量设计依旧比较模糊。结合分析我国现行充电桩的设计方法，提取已建成电动汽车充电系统的工程项目数据并作分析。

1.电动汽车充电桩分类

1.1直流充电桩

直流充电桩更适用于出租车、大巴、电动轿车、混合动力公交车等大型电动汽车的快速充电，功率较大，在建设过程中需注重对电网的保护，一般建设在大型停车场。直流充电桩输入电源为三相四线380VAC±10%，频率为50Hz±5%。直流充电桩具有快速充电的能力，即充电电流大于0.2C。根据电动汽车电池容量C，充电电流在0.1C-0.2C之间时，称为慢速充电。充电电流大于0.2C，小于0.8C则是快速充电。而当充电电流大于0.8C时，称之为超高速充电。在充电过程中，需对电池状态监控，可根据电池的温度、电压对充电电压、电流进行自动调整，具备报警与保护功能。直流充电桩是采用传导充电方式为电动汽车动力电池进行直接充电的方式，具有充电速度快的优点。

1.2交流桩

交流充电桩是给带有车载充电机的电动汽车提供电源，不调节输出，由于电动汽车车载充电机的功率一般都比较小，所以交流充电桩无法实现快速充电。

1.3交直流一体充电桩

交直流一体充电桩同时具备交流及直流充电功能，可以在白天业务量多时选择直流快速充电，在夜晚业务少时选择交流进行慢速充电。需具备为蓄电池系统安全、自动充满电的功能，减少在充电过程中对电池的伤害。充电模式可以分为定时、定量和智能三种模式。为确保充电桩安全可靠运行，需设置漏电、短路、过流等保护功能。交直流一体充电桩更为智能化。

2.新能源汽车技术所面临的多种问题

2.1国内对于新能源汽车技术认知存在偏差

虽然新能源汽车技术的整体发展前景十分广阔，但是受到整体技术复杂度以及化石燃料所占据的统治地位等因素的影响，使得新能源汽车技术普遍得不到人们的认可，因此导致新能源汽车的整体推广进度较为缓慢，人们对于新能源汽车技术的主要疑问由以下两点：第一，新能源汽车技术能否保证新能源汽车长久稳定的运行;第二，新能源汽车技术能否实现普及以及社会评价如何。由于这种问题的存在使得国内大部分车主普遍保持观望态度。关于新能源汽车技术国家始终保持着坚定推行的态度，并且对新能源汽车的销售提供较大的补贴。

2.2新能源汽车基础设施缺乏

新能源汽车自身制造同样具有一些问题和因素影响着整个产业，从整体续航里程来讲和传统汽车相比存在一定的劣势，因此提升续航里程是目前电动汽车的主要方向之一。新能源汽车多是以电力驱动为主，目前的新能源汽车虽然可以实现零排放，但是由于在储能技术方面的技术难点较多，因此整体电池的功率密度无法和传统动力汽车相比较，由于新能源汽车通常以电力为主要动力，而目前蓄电池储能技术存在一定的缺陷使得新能源汽车需要频繁的充电，而很多城市内的配套充电设施建设不完善使得新能源汽车的运行范围受到很大的限制，目前我国的能源汽车总体销量达到百万级别，但是国内的充电桩数量却远远达不到正常使用需求，另外充电桩的位置主要是在一些公共场所，而很多私家车需要绕到很远的地方去充电，因此给车主带来一定的困扰，这一点对于某些车主来说可能无法接受，也是造成新能源汽车的整体销量滞缓的原因之一。

2.3新能源汽车存在的技术问题

由于新能源汽车以其自身的环保优势而被广泛推广，但是新能源汽车的主要技术问题却在推广过程中暴露出来。新能源汽车多是以电力驱动为主，目前的新能源汽车虽然可以实现零排放，但是由于在储能技术方面的技术难点较多，因此整体电池的功率密度无法和传统动力汽车相比较，另外新能源汽车的电气设备耗能较多，在不同行驶速度下的电能消耗差异较大，如果保持全速行驶状态电能会很快耗尽，并且整体动力性能也无法和传统燃料汽车相比，所以新能源汽车需要在电池储能技术方面进行突破。

2.4新能源汽车的主要技术隐患

目前新能源汽车在技术安全性方面还存在一定的问题，由于新能源汽车的蓄电池需要依靠多个小型电池组并联进行工作，因此在整个电力及动力传输过程中会出现功率不匹配的情况，从而使得蓄电池发生过热以及自然，甚至爆炸的问题，因此要实现新能源汽车的普及，新能源汽车技术是关键因素之一。

3.电动汽车充电桩的运营管理

3.1建立一体化服务网络

电动汽车充电桩应建立一体化服务网络，为车主、新能源汽车企业、政府部门提供信息资源综合性服务。可以各城市为单位，充电桩运营（监管）为主控中心，由充电桩（站）的基础信息数据与运营数据等组成应用网络。建立智能化数据库，应设置实时数据库和历史数据库，智能系统中包含的实体主要有电动汽车、充电站、充电桩、用户、账户。

3.2履职尽责，增强业主（车主）安全意识

电动汽车充电桩管理工作中最重要的是提高业主的安全观念，增加应对事故的方法。作为房地产服务业，应该重点开展以下几项工作：一是通过组织使用者观看安全教育视频、照片、充电设备使用过程安全知识资料、微信分享案例等形式进行宣传教育，与主要节日一起在社区举行社区活动，提高对新能源汽车充电桩安全使用重要性的认识，以及让使用者了解和掌握新能源汽车充电桩的安全使用常识。二是实行安全使用责任制。房地产服务企业通过签署业主和新能源汽车充电设备责任单位的安全使用协议，可以更加明确地规范充电桩的安全责任和安全使用要求，加强使用者的责任感，加强实施新能源汽车充电桩的安全使用规则和制度。

3.3智能充电桩的性能测试

智能充电桩的具体运行对于解决电动汽车充电问题而言有重要的作用，对某城市15个智能充电桩的具体利用做定点监控和分析发现其在性能方面表现出了两大优势：第一是智能充电桩的具体利用更加的便捷，而且整个充电过程高效智能。用户仅仅需要做身份的认证，充电便能够实现自动化，这对于电动汽车的续航问题解决有重要