張源

【摘要】：隨著我國越來越重視新能源的利用，新能源具有安全環(huán)保、利用率高的特性，能夠有效減少能源消耗對環(huán)境的污染。如今我國的交通系統(tǒng)中汽車越來越多，對環(huán)境污染也比較嚴(yán)重。國家為了有效減少汽車對環(huán)境的污染，通過對新能源的創(chuàng)新和研究，電動汽車也成為了我國重點研究的課題。不過，在電動汽車的研究上，依舊存在著許多技術(shù)問題需要進(jìn)行解決，尤其是電動汽車的充電安全問題，更是電動汽車研究項目的重中之中。

【關(guān)鍵詞】：電動汽車；充電安全；解決方案

引言

近年來，隨著新能源政策陸續(xù)出臺，電動汽車的發(fā)展勢頭強(qiáng)勁，對電動汽車充電設(shè)施配套建設(shè)的需求極為迫切，因此盡快開展對電動汽車充電設(shè)施建設(shè)的策略性研究、布局規(guī)劃和試點工程，對實現(xiàn)能源替代，優(yōu)化能源結(jié)構(gòu)，提高清潔能源占比具有重要意義。

1、安全等級

只有對安全問題及時約定，定義其類型，區(qū)分其損失類別，并且防止其拓展，從而致使后續(xù)不能繼續(xù)進(jìn)行，應(yīng)當(dāng)將安全問題進(jìn)行良好的分析。而從安全問題所導(dǎo)致的后果來看，安全可以分為以下三個級別：（1）I級為給人身造成直接損害的安全問題；（2）II級為給汽車和周圍設(shè)施造成財產(chǎn)發(fā)生損失的問題；（3）III級對充電樁本身造成財產(chǎn)損失的問題。

根據(jù)這三個安全等級可以對應(yīng)三個安全防線，其一就是保證人身安全的防線，其二就是對汽車和周邊設(shè)施進(jìn)行保護(hù)的安全防線，其三就是對充電設(shè)施進(jìn)行保護(hù)的安全防線。

2、影響電動汽車充電安全的因素

2.1絕緣因素

在電動汽車充電過程中，絕緣因素是產(chǎn)生安全隱患的重要影響因素之一，良好的絕緣性，能對人以及電氣設(shè)備都能起到良好的保護(hù)作用。首先是充電設(shè)備中的外殼防護(hù)的絕緣性，外殼防護(hù)的絕緣性直接影響到充電安全，而且還要對連接器的連接狀態(tài)也要采取相應(yīng)的防護(hù)措施。其次是考慮電動汽車在充電過程中的電氣間隙與爬電距離，確保電壓不會過大而擊穿絕緣。對絕緣體的介電強(qiáng)度也要進(jìn)行綜合考量，確保介電強(qiáng)度符合要求。再次是絕緣電阻的阻值，由于環(huán)境的不同性，絕緣電阻的阻值越大，越能保障充電安全。接觸電流大小，直接會對人體產(chǎn)生不同的傷害，所以在設(shè)計時一定要采取相應(yīng)的保護(hù)措施來防止接觸電流的發(fā)生。最后，沖擊耐壓也是影響充電安全的絕緣因素之一。

2.2環(huán)境對充電安全的影響

在實際使用過程中，充電設(shè)施會因為在春夏秋冬、風(fēng)霜雨雪的環(huán)境下使用，然而充電絕緣材料會受到溫度、振動、有害氣體、化學(xué)物質(zhì)、潮濕、灰塵以及輻射等多種因素影響，然而在絕緣材料和絕緣結(jié)構(gòu)老化中起著關(guān)鍵性作用因素就是溫度。汽車行駛結(jié)束?？亢线m的位置，盡量避免陽光直射與寒冷的天氣，冬夏兩季的氣候?qū)﹄姵氐膫Ρ容^大，電池受氣候影響受損嚴(yán)重影響著充電的安全，所以一定要采取適當(dāng)?shù)姆椒ㄈジ纬潆姷陌踩?/p>

2.3通信協(xié)議對直流充電安全的影響

利用將充電設(shè)施和車輛電池管理系統(tǒng)的行為進(jìn)行制約的行為稱之為通信協(xié)議，通信協(xié)議能夠確保充電安全。由于充電過程由電動汽車BMS控制，充電需要接收到BMS的指令后才能進(jìn)行，然而BMS受到充電機(jī)輸出的電壓和電流等充電參數(shù)以及充電停止的影響。所以直流電過程中，充電安全和通信協(xié)議息息相關(guān)。

3、電動汽車充電安全的相關(guān)解決方案

3.1根據(jù)安全等級，設(shè)立三道安全防線

通過上述提到的安全等級分析，可以看出電動汽車的充電安全問題的解決方案需要從這三個安全等級的防護(hù)上入手，根據(jù)安全等級分為三級，便需要建立三道安全防線來進(jìn)行防護(hù)。首先是對人的防護(hù)，采取措施加強(qiáng)充電樁的安全防護(hù)，確保電動汽車自身的安全性等都是屬于人的防護(hù)上的。其次是對周邊設(shè)施的防護(hù)措施的制定。最后是對充電設(shè)施自身的安全防護(hù)措施的制定。根據(jù)這三道安全防線的優(yōu)先等級和重要程度來采取相應(yīng)的安全防護(hù)措施。

3.2通信協(xié)議的安全性試驗

現(xiàn)如今，通信協(xié)議通常會以驗證通信兼容性作為主要測試工作。幾乎不考慮通信協(xié)議中一些參數(shù)對充電過程的影響。而且還需要對信息安全方面增強(qiáng)研究和考慮。可能會有人感覺通信協(xié)議致使為了對某些信息安全參數(shù)進(jìn)行試驗。但在實際使用過程中，這種錯誤觀點的是非常危險的，小概率事件會造成大概率事件，一輛小小的電動車卻成為一個定時炸彈，其安全性無法預(yù)估。

3.3采用保護(hù)裝置

由于電動汽車是進(jìn)行常期使用的，周圍環(huán)境因素會對電動汽車的絕緣性進(jìn)行長時間的侵蝕，對電動汽車的元件也會不斷產(chǎn)生銹蝕現(xiàn)象，時間一長，電動汽車便難免會發(fā)生故障，而保護(hù)裝置的作用就是為了預(yù)防電動汽車發(fā)生故障時，在充電過程中因絕緣材料的破損造成安全隱患，避免人體與電進(jìn)行直接接觸。保護(hù)裝置的使用也會進(jìn)一步提升電動汽車的整體安全性。

3.4絕緣材料的壽命

由于電動汽車發(fā)展缺乏充電壽命的經(jīng)驗，所以對使用十年甚至更長時間的設(shè)備，應(yīng)當(dāng)對絕緣性能等安全因素和時間的關(guān)系提前進(jìn)行探究。而且其風(fēng)險目測并不能輕易發(fā)現(xiàn)，如果其安全指標(biāo)隨著時間的變化逐漸下降，從而發(fā)生觸電、設(shè)備損壞等危險，就會引起安全事故。但對于絕緣性能來說，絕緣老化就是材料不能隨著時間的變化不發(fā)生不可逆下降的這種過程，在絕緣材料發(fā)生老化的過程中，在規(guī)定可允許范圍內(nèi)，絕緣性能降低所需時間稱之為絕緣的壽命。如果介質(zhì)損耗角正切增加、機(jī)械強(qiáng)度、擊穿強(qiáng)度以及其他性能降低都說明發(fā)生了絕緣老化。然而發(fā)生絕緣老化的原因多種多樣，比如化學(xué)老化、電老化、機(jī)械老化以及熱老化或者受潮和污染都有可能發(fā)生絕緣老化。所以，為了保證電動汽車的安全，應(yīng)當(dāng)及時對電動汽車充電設(shè)備中的關(guān)鍵絕緣材料進(jìn)行壽命試驗，運(yùn)用加速老化的試驗獲得對應(yīng)曲線，從而做到安全防范。

結(jié)語

當(dāng)前大功率充電、無線充電、群充電等新技術(shù)的出現(xiàn)，給充電安全問題的研究工作帶來了一些挑戰(zhàn)。作為研究電動汽車充電安全的工程師來說，為了能夠使電動汽車健康、穩(wěn)定發(fā)展，應(yīng)當(dāng)對本文提出的安全問題進(jìn)行參考，腳踏實地的研究電動汽車安全性問題。

【參考文獻(xiàn)】

[1]錢立軍，趙明宇，張衛(wèi)國.一種電動汽車充電安全預(yù)警模型設(shè)計方法[J].電網(wǎng)與清潔能源，2016（12）：18-22.

[2]陳琛，黃學(xué)良，譚林林，聞楓，王維.電動汽車無線充電時的電磁環(huán)境及安全評估[J].電工技術(shù)學(xué)報，2015（19）：2-5.endprint