新能源汽车快速充电系统设计

林少芳



新能源汽车快速充电系统设计

林少芳

（福州职业技术学院，福建福州 35000）

如何能够设计出科学、可靠以及安全的充电系统，是现阶段进一步加大新能源汽车普及度的关键，本文以新能源汽车快速充电系统设计原理为切入点，系统地阐述了新能源汽车快速充电系统的设计路径，旨在进一步拓展新能源汽车快速充电系统的设计水平。

电动汽车；智能充电；充电桩

1 系统设计

现阶段电动汽车的电力补充方式主要包括3种，第一种为220V交流慢充充电方式，第二种为直流快速充电方式，第三种为电池快换充电方式，以220V交流慢充充电方式为例，该种充电方式又被称之为家庭式充电与充电桩充电的有机结合。[1]所谓家庭式充电主要是指充分利用家用供电插座所进行的充电，电动汽车运用该种方式充电通常要充3-6个小时，这一期间，我们就可以将电动车充满电，该种充电方式能够利用电力低谷时段进行充电，从而进一步降低为电动汽车充电的成本。当然这种方式并不是适用于所有的电动车的，其主要应用的电瓶车大多为那种电池容量比较小的乘用电动车，应用该种方式既可以延长电动车电池的使用寿命，还可以减少充电设备的数量。但是其还存在一定的缺点就是我们难以对其所应用的电量进行统计。

充电桩充电方式是通过利用220V/30A供电能力的充电桩进行充电的一种充电方式。该种充电方式所应用的时间与电动汽车220V交流慢充的充电方式相同，它可以有效应用于乘用电动车进行充电，并且要比220V交流慢充的充电方式更为灵活，且能够实现对其所用电量科学计量。[2]但是值得注意的是，利用该种充电方式就必须为其增加充电设施，并在此基础上，增加专用充电场以此来完成对电动车的充电任务。

与其他两种充电方式不同，快速充电这种充电方式主要适用于大型商务车等，里程大于电池续驶里程的车辆。它能够实现在短时期内为电动车电源充满电，但是其对电池的影响往往是非常大的，其不利于电池使用寿命的延长。通常情下，下我们是在服务站进行电池快换的，车上的电池在卸下来之后，就必须马上换上充满电的电池，只有这样做，才可以实现车辆的快速行驶。车上的电池在卸下之后就应当立刻充电，并为下一组到来的大型车辆提供电源，以这种方式我们可以确保大型车辆的有效行使。总的来说该种充电方式充电时间非常短，能够实现规模化充电，并有效地降低了生产成本，对电池的维护也是非常方便及时的，能够保障车辆在运行过程中的及时充电。该种充电方式也存在一些问题，例如，必须建设大型换电站，需要投入大量的人力物力资本，电池库存管理与其它类型相比相对比较复杂，如果在充电的过程中我们发现电池存在损坏的现象，我们则难以将责任落实到人。

总的来说上述3种电池充电方式各有各的优点，也都存在一定的缺点，但究竟用哪种能源充电模式来实现电动车的有效运行，我们应当从实际出发，并以市场需求为导向。

2 新能源汽车快速充电系统的设计

2.1 充电站配电系统的设计

充电站配电系统往往包括两个方面，一是测控系统，二是保护系统。这两个方面主要是实现对充电站的保护和监控的，在充分利用充电站的后台系统之后，我们可以实现电动车管理数据的交换，从而保障电动车的充电安全。配电系统的一体化主要由公用测控装置以及微机保护测控一体化装置共同组成，这些部分的主要作用就是对充电站配电系统进行实时监控，并实现充电站配电系统的自动化升级，从而降低人力投入，保障工作效率。

2.2 充电站控制功能的设计

设计充电站的控制功能应当从以下几个方面入手：首先，应当确保充电站控制功能的唯一性，换句话说，就是在同一时间内，一个操作人员只能控制同一个对象，这样做的意义在于确保充电站控制功能正常发挥作用。其次，采取相应的保护措施来保护机械设备，并通过云台这种方式来控制相关设备，充分发挥机械设备的定制功能。其次，从多方面、多角度来调整摄像机，使操作人员能够全方位的控制所有的计算机。如果控制功能中存在预先设置的功能，操作人员还可以根据相关规则对云台进行控制。

2.3 充电站计费系统的设计

充电站计费系统的设计应当包括两个部分，一是计费部分，二是计量部分，其中计费部分主要是以计费工作站为基础，并在此基础上同服务器结合在一起。计量系统则主要由关口电表以及充电计量管理机等构成。一般情况下，我们通过以太网以及计费工作站工作人员的工作时时进行数据交换，从而确保科学的计算总的充电两，并将信息存入到相应的数据库服务器上，从而有效确保上级系统能够全面的获得相关信息，实现数据的有效沟通。

2.4 充电站系统的交流电桩设计

交流电桩的主要作用是提供电源的装置。该系统所占面积相对较小，且操作简单，很容易安装。因此，我们可以将其广泛按章在停车场，调动汽车充电站等场所，能够方便电动汽车及时充电，保障电动汽车的正常运行。值得注意的是，交流电桩的应用必须发挥以下功能（表1）。

2.5 充电站直流电机的设计

直流电机主要包括四个方面内容，即控制单元、功率单元、通信接口、电气接口等等，通过利用整流设施我们可以进一步完善电动汽车的充电。通常情况下，直流充电机的电压变化以及输出电流与其他类型相比，都比较庞大，能够以各类电动车的蓄电池进行充电。直流电机的分类如表2所示。

表1 交流电桩的功能

表2 直流最机分类表

在设计直流电机的时候，相关工作者可以从自身的实际情况出发，灵活的应用上述三种电机，不仅如此，还可以实现直流充电机的并联适用，从而进一步提高输出功率。

3 结束语

总而言之，现阶段，在建立节约型社会和环境保护型社会的倡议下，笔者认为，我们应当对新能源汽车的充电设备进行深入的研究，以此来保障电动车的有效运行。但是，罗马并非一日建成，充电系统的实际也并非一蹴而就的，在新时期下，我们必须加大相关科学研究力度，不断加大资金的投入，从而确保新能源汽车的普遍应用。

[1]周念成,蒲松林,王强钢,姜光学,曾宪平,肖松,陈敏,谢捷. 电动汽车快速充电站的储能缓冲系统控制策略[J]. 电力系统保护与控制,2013,17:127-134.

[2]汪晓茜,黄越. 当前国际新能源汽车产业和充电设施规划发展综述及启示[J]. 现代城市研究,2015,01:107-116.

Design of new energy vehicle fast charging system

(Fuzhou Vocational and Technical College, Fuzhou Fujian 35000)

How to design a scientific, reliable and safe charging system, is the present stage further increase the popularization of new energy vehicles, the key, this paper to new energy vehicle fast charging system design principle as the breakthrough point, systematically describes the new energy vehicle fast charging system design path, aims to further expand the new energy vehicle fast charging system design level.

Electric vehicle; Intelligent charging; Charging pile

（责任编辑：雷 君）

N945.2

A

10.3969/j.issn.1672-7304.2016.06.040

1672–7304(2016)06–0091–02

林少芳（1976-），女，福建莆田人，讲师，研究方向：汽车技术。