探讨如何解决电动汽车充电桩充电技术难题

刘国敬

摘要：目前，我国对于环境保护技术的研究已经进入了新的层次，并且很多企业已经将环保技术应用到实际生产中。尤其是汽车制造行业，以电力为主要动力的新能源汽车相关技术已经十分成熟，并且新能源汽车在我国已经得到了广泛的应用，无论是公交车还是家用汽车，都有新能源汽车的身影，并且其保有量也处于不断上涨的趋势。在这种时代背景下，电动汽车充电桩的需求量也有了明显的提升，社会各界对于电动汽车充电桩的充电速率也提出了更高的要求。所以，我们需要对电动汽车充电桩系统进行进一步的优化设计，才能满足日益增长的市场需求。

关键词：电动汽车；充电桩；系统设计；方案

新能源汽车的研制以及投入使用，在一定程度上减少了化石燃料的燃烧和利用，为节能减排理念的贯彻和实施创造了有利条件，同时也从实处控制了环境污染问题的恶化。并且我们也发现，在新能源汽车快速发展的今天，雾霾等环境空气污染问题也得到了有效的遏制。所以，我国政府也开始将建设新能源汽车配套设施作为推广新能源汽车应用层次以及应用范围的主要手段，电动汽车充电桩作为电动汽车获取电能的重要设施，其技术方案的合理性对于充电质量和充电效率都有直接的影响，在一定程度上也会影响电动汽车的使用寿命。所以本文针对电动汽车充电桩系统设计进行了简要的分析和探讨。

1.直流充电系统

直流充电系统是有功率部分以及控制部分所构成的，其功率部分主要包括充电桩、充电机以及动力电池等，控制部分主要包括充电的控制单元、功率的控制单元以及ＢＭＳ等。充电机是有若干组的充电模块通过并联所组成的，其能够满足不同的容量动力对电池充电的需求，并且还便于进行输出电压和输出电流调整。电动汽车的充电桩是实现充电机与动力电池连接的枢纽，主要负责人机的交互、充电刷卡的计费以及充电控制功能等，动力电池作为电动汽车动力的来源，目前使用最多的就是锂电池类型，其动力电池容量主要取决自锂电池的单体串并联数量[1]。ＢＭＳ主要负责动力电池单体电压以及温度的采集，进而根据其采集的结果对当前电池ＳＯＣ进行估算，充电的控制单元借助ＣＡＮ通信来向ＢＭＳ传递充电的策略，按照充电的策略，其ＢＭＳ就能够生成目前充电的电压和电流，然后ＢＭＳ再把充电的电压和电流借助ＣＡＮ通信向充电的控制单元进行传递。充电的控制单元把ＢＭＳ所申请得到的充电电压和电流值再传递向功率的控制单元，则功率的控制单元针对充电机的功率进行调节，其充电机就会输出一定的电压和电流值，最后充电的控制单元来对输出的电压和电流采集，并生成相应的电量，作为充电计费而用。

2.充电站智能充电目标与输入信息

一台配电的变压器一般接常规的负荷以及电动汽车的充电负荷，配有专门配电的变压器电动汽车的充电站来说，其配电的变压器可以当做常规的接入负荷是零。电动汽车的充电站主要是通过进行售电方式来对电动汽车的用户提供相应的充电服务，有新电动汽车的客户接入到充电站的充电桩后，其充电的控制系统就可以通过客户的电动汽车电池的管理系统来获取其电动汽车的电池容量信息和电池的充电水平，进而进行充电的实施。为了实现电动汽车有效的智能充电，充电客户需要进行电动汽车的预期停留时间和客户的电池期望充电水平向充电控制系统进行告知，在这和基础上，就需要满足客户的需求，同时保证充电站的变压器不发生过载，使用智能化主动充电的控制，来实现有效的充电。

3.主动充电控制策略

充电桩主动充电的控制策略主要目的实现充电机对其ＢＭＳ所下发充电的电压以及电流进行有效的判断，从而对ＢＭＳ所要求充电的电压以及电流判断是否合理，若是存在不合理的情况，就不进行ＢＭＳ需求的响应，并进行ＢＭＳ的故障报警。充电桩主动充电的控制策略主要取决充电的数据库导入，充电的数据库信息主要包括电池的类型、健康程度、电池的容量、电池单体的容量、单体和电池的电压以及单体和电池的温度等和充电时间等，此数据是一种标准电池正常标准的充电曲线，其实际的充电参数会借助ＢＭＳ向充电机进行实时的上，其和标准的充电曲线实时进行比较，如果实际的充电曲线和标准的充电曲线存在偏离，就说明其存在一定的问题[2]。

电动汽车的每次充电，其充电的时间都由人为进行设定的，电池的信息是通过ＢＭＳ进行上传，主要有电池的类型、容量、ＳＯＨ等，这些参数到充电的数据库中就能够生成当前的电池标准充电的曲线，这种标准的充电曲线在不同的充电电流和环境温度中，ＳＯＣ会随着充电的时间进行变化的曲线，任意给予其３个变量，就能够得到第４个变量，在这个控制的策略下，充电机就能够实时的获取到充电的电流、温度以及ＳＯＣ，同时在此充电的时间下，还能够循环的判断其实际的充电电流、温度以及ＳＯＣ和标准值具有的偏差，如果偏差超过了其规定的阈值，就要停止其充电机的输出，并且对故障信息进行报告。对标准的充电曲线获取主要有两途径，一个是通过大量的测试，来对大数据进行记录，从而形成相应的充电曲线，还可以通过使用ＢＭＳ的充电算法来生成相应的充电曲线。

4.仿真分析

构建一套充电的测试系统，来对其主动充电控制策略进行仿真实验，在充电策略下，来对充电的过程连续性进行测试，同时看其是否存在充电策略引起误判而导致出现异常的停机，另外，在充电的策略下，通过人为的对ＢＭＳ充电的指令进行修改，使充电的指令和正常的指令产生偏离，来对充电机主动的保护进行测试，存在故障就要停止充电，并且对故障进行报告。在不同的温度条件下，锂电池类型的充电曲线也存在不同，如果将不同充电的曲线向充电机的充电控制单元进行导入，通过反复的试验验证，就能够了解到在ＢＭＳ出现失效情况下，则其充电机就能够主动进行保护，若是在正常的充电过程中，设置存在不合理就会造成充电机的误判断，从而造成停机状况的出现[3]。

结语：

综上所述，电动汽车在人们的生活中越来普及，为了保证其长期稳定的发展，就需要做好对其充电桩充电的控制，经过长期的发展，充电技术已经取得了不错的成绩，还需要相关人员对充电技术继续不断进行技术的研究和探索，从而推进其行业的发展。

参考文献：

[1]王振华，王全海，宋海飞，等. 电动汽车充电桩主动充电控制策略[J]. 测控技术，2017，36（12）：90-92.

[2]刘流. 变电站区域充电桩接入控制模式及策略[D]. 华北电力大学，2013.00021-00022.

[3]赵虹，骆杨. 试论经营式电动汽车充电桩系统的设计和控制对策[J]. 通讯世界，2014（24）：230-230.