秦國防　劉力

摘要：隨著社會環(huán)保理念的進(jìn)一步深入，新能源的快速發(fā)展，電動汽車成為當(dāng)前交通市場的重點(diǎn)發(fā)展對象，而解決電動車市場的進(jìn)一步擴(kuò)大，需要解決好相應(yīng)的充電樁建設(shè)工作，在目前的電動汽車充電樁建設(shè)中，直流充電樁在建設(shè)中，做好其兼容性性能測試，對于確保充電樁建設(shè)質(zhì)量具有很好的效果。本文主要針對電動汽車以及直流充電樁兼容性測試進(jìn)行分析，探究電動汽車和直流充電樁兼容性測試的有效路徑。

關(guān)鍵詞：電動汽車;直流充電樁;兼容性;性能測試

0 ?引言

隨著當(dāng)前電動汽車應(yīng)用普及，充電樁的兼容性是制約電動汽車發(fā)展的主要因素之一，要想進(jìn)一步促進(jìn)國內(nèi)電動汽車市場發(fā)展，提升電動汽車服務(wù)質(zhì)量，制定相關(guān)的電動汽車以及充電樁實地測試項目，開展電動汽車的充電兼容性測試?？紤]到直流充電中的電流比較大，因此充電的危險系數(shù)很高，容易造成對于電瓶的損害，對此，需要針對電動汽車的直流充電樁兼容性性能進(jìn)行測試，保證充電樁兼容性，確保充電安全。

1 ?當(dāng)前電動汽車充電樁建設(shè)現(xiàn)狀

目前，電動汽車的市場發(fā)展和推廣應(yīng)用中，相關(guān)的充電樁是充電站建設(shè)中的重要組成部分，因為其負(fù)載特點(diǎn)是非線性，因此在投入和使用中會產(chǎn)生相應(yīng)的諧波問題，對于電能質(zhì)量會產(chǎn)生一定影響，這對于電網(wǎng)也勢必會帶來影響，所以，需要針對電動汽車充電樁兼容性進(jìn)行分析。在充電樁的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)中，相應(yīng)的整流環(huán)節(jié)以及DC/DC功率變換環(huán)節(jié)至關(guān)重要，在相關(guān)研究中，更多的是傾向于對整流中產(chǎn)生的諧波分析研究，針對功率變換環(huán)節(jié)的諧波影響研究不足，一些研究中提出分別建立單臺充電樁和充電站仿真模型，將單臺和多臺充電樁工作中產(chǎn)生的諧波影響進(jìn)行對比分析，不過在實施諧波分析中將功率變換環(huán)節(jié)看作是非線性電阻。也有學(xué)者研究建立三種不同整流方式充電樁仿真模型，并借助快速傅里葉變換法來實施諧波影響分析，不過相應(yīng)分析中沒有對于不同充電功率產(chǎn)生的諧波進(jìn)行區(qū)別分析。也有研究中提出通過在單臺三相不可控整流充電樁模型前提下，對于多充電樁諧波特點(diǎn)進(jìn)行分析，但是沒有針對不同拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)充電樁的諧波特征實施有效區(qū)分。對此，借助直流快速充電模式分析，提出多拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)充電樁諧波模式構(gòu)建下，做好直流充電樁兼容性性能測試工作，對于切實保證充電樁安全性具有突出作用。

2 ?測試方案設(shè)計

針對直流充電樁開展兼容性測試工作中，需要重點(diǎn)做好通信、時序及相關(guān)功能方面的測試。對此，開展相應(yīng)的測試方案設(shè)計，準(zhǔn)備相應(yīng)測試設(shè)備，滿足對于數(shù)據(jù)采集和障礙模擬的需要，將相應(yīng)充電樁的充電槍插在設(shè)備中，借助雙頭槍將和設(shè)備連接到具體的電動汽車上，在設(shè)備內(nèi)部通過將充電樁和汽車接口進(jìn)行繼電器和導(dǎo)線連接，借助示波器對于電流和電壓進(jìn)行監(jiān)測，再使用CAN盒對于CAN的信號實時監(jiān)測，這一設(shè)備除了自身的功能外，還能夠?qū)嵤^電器模擬發(fā)生故障情況進(jìn)行連接中斷。

3 ?測試結(jié)果分析

3.1 充電環(huán)境總結(jié) ?在測試后，發(fā)現(xiàn)相關(guān)充電樁充電槍出現(xiàn)錯位的情況，放置比較隨意，這樣相關(guān)充電槍不能得到很好地保護(hù)，容易被過往的車輛碾壓，對此，對于充電槍的磨損會比較大，會導(dǎo)致充電槍的使用耐久性不斷降低，不能滿足長期使用的需要。其次是在充電樁測試中，存在燃油車占位的情況，因為當(dāng)前投入使用的充電樁還比較有限，不能滿足大量電動汽車充電的需要，這樣就會導(dǎo)致在一些電動汽車充電樁數(shù)量不足的地區(qū)相應(yīng)的停車位比較緊缺，導(dǎo)致充電資源不能得到有效應(yīng)用。此外，在充電環(huán)境問題中還發(fā)現(xiàn)相應(yīng)的電動汽車充電口位置出現(xiàn)問題，一些電動汽車充電接口設(shè)計在車身一側(cè)位置，要是充電樁在路邊，充電接口和充電樁位置相反的情況下，此時往往會因為充電線的長度不足導(dǎo)致不能順利充電。還有就是目前的電動汽車充電APP類軟件對于充電站的真實情況還能夠完整的呈現(xiàn)，對于占位、充電車輛數(shù)量，剩余可用充電樁數(shù)量等信息不能全面呈現(xiàn)，這樣會導(dǎo)致司機(jī)對于具體的充電樁的可用情況不能有效把握，可能到達(dá)充電站后沒有可用充電樁，只能等待或者前往另一個充電站，這樣會導(dǎo)致車主出現(xiàn)充電恐慌，甚至在路途中出現(xiàn)電量耗盡的情況，帶來很多的不便。

3.2 充電接口問題 ?在具體的充電樁兼容性測試中，發(fā)現(xiàn)充電插頭和插座之間存在一定的干擾問題，可能存在車輛插頭和車輛插座尺寸能夠滿足要求，但是因為車輛自身的空間尺寸以及設(shè)計問題會導(dǎo)致出現(xiàn)一些干擾，也可能導(dǎo)致充電失敗。此外，相關(guān)的插頭插座不能完全插合，但是充電可以正常進(jìn)行，要是接口處出現(xiàn)過熱的情況，也會導(dǎo)致充電接口出現(xiàn)燒蝕，對于充電安全和設(shè)備安全都是非常不利的。

這種充電接口的燒蝕問題還可能是因為相應(yīng)的充電樁應(yīng)用中存在長期發(fā)熱的情況，會導(dǎo)致老化，此外，還有一部分是因為相關(guān)廠家充電接口在匹配中可能會出現(xiàn)干涉，無法實現(xiàn)完全有效接觸，要是充電槍出現(xiàn)燒蝕情況，這樣充電槍就會導(dǎo)致車輛充電中出現(xiàn)傳染，造成大面積的車輛接口以及充電設(shè)備接口的燒蝕問題，嚴(yán)重情況下還會引發(fā)火災(zāi)，對于人身安全以及設(shè)備安全都會造成一定的威脅。

3.3 絕緣檢測問題 ?在充電樁兼容性測試中，發(fā)現(xiàn)充電的絕緣性性能還存在一定的不足，根據(jù)相關(guān)的充電樁設(shè)備標(biāo)準(zhǔn)和要求來看，需要在完成車輛接口的完全連接情況下，將相關(guān)的K3和K4接口閉合起來，使用相關(guān)低壓輔助供電回路，做好疏通工作，閉合K1和K2的情況下，實施絕緣測試，這時輸出電壓應(yīng)該是車輛通信中的最高允許充電總電壓以供電設(shè)備額定電壓的較小數(shù)值，在測試中采集的相關(guān)數(shù)據(jù)中發(fā)現(xiàn)該充電樁存在下列幾點(diǎn)問題：第一，插槍后就出現(xiàn)充電電壓，且在沒有進(jìn)行絕緣檢測的情況就對汽車進(jìn)行充電，這樣會導(dǎo)致相關(guān)用戶在插槍的時候存在觸電危險，對于車輛的充電安全也是不利的。第二，在完成充電插槍后也沒有絕緣測試，充電樁就會響應(yīng)汽車充電需要，要是此時出現(xiàn)絕緣故障，也會導(dǎo)致觸電風(fēng)險增加。第三，使用充電樁可輸出對地電壓（200V）實施絕緣檢測，而沒有將BHM和供電設(shè)備額定電壓中的較小值，這樣的處理方式也可能導(dǎo)致絕緣檢測電壓降低，不能達(dá)到相關(guān)規(guī)范要求。

4 ?總結(jié)

之前老舊車型在銷售當(dāng)年并無國家電樁標(biāo)準(zhǔn)，2015年新國標(biāo)出臺后出現(xiàn)老舊車型與新國標(biāo)充電樁不兼容，相關(guān)汽車公司為消費(fèi)者提供多種充電方式以及舊車置換服務(wù)，以解決此類問題。為了進(jìn)一步提升充電樁的兼容性，需要結(jié)合目前充電樁兼容性檢測中存在的突出問題進(jìn)行進(jìn)一步的完善，針對相應(yīng)的充電環(huán)境進(jìn)行改善，對于充電接口干涉進(jìn)行處理，做好絕緣檢測工作等，避免充電樁在使用中可能存在的各種風(fēng)險問題，促進(jìn)充電樁安全有效使用，為廣大電動汽車用戶提供有效的充電支持，促進(jìn)電動汽車市場對接進(jìn)一步擴(kuò)大。

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基金項目：河南省科技廳國際合作科技攻關(guān)計劃項目《合作研究電動汽車鋰電池成組及系統(tǒng)管理關(guān)鍵技術(shù)》，項目編號：152102410005。

作者簡介：秦國防（1968-），男，河南沁陽人，副教授，本科，研究方向為機(jī)電一體化及智能控制技術(shù);劉力（1986-），男，河南信陽人，助教，本科，研究方向為新能源汽車技術(shù)。