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摘要：随着我国经济的不断发展，我国开始大力推广应用电动汽车。根据相关部门的要求，新建的民用建筑地下车库项目设计中需要安装充电桩，将充电桩配电设计落实到方案设计、实施等各个阶段当中。伴随着国家的经济高速发展与科学技术进步，电力电气元件的自动化也获得了不断的发展与完善，而且近几年更是处于蓬勃发展状态，在微电子的信息技术与电力电子技术的领域都得到巨大的提升，传统电力拖动的控制概念已不再适应当代企业生产的需要。本文将以充电桩的分类以及技术要求，分析目前民用建筑地下车库充电桩配电设计需要注意的问题，提出相应的解决方案，做到更加符合实际情况，具有可实施性。
关键词：充电桩；配电设计；自动化元件
一、配电的自动化充电桩配电元件的概述
随着国内科学技术的不断发展，我国已经进入到一个全新的网络信息时代。大量信息化、网络化技术的应用，有效提升了社会生产力，促进了社会的发展与进步。改革开放以后，我国经济更是大踏步似的向前发展，居民生活水平得到了显著的提升。随着国内电力事业的不断发展，电力企业内部的竞争压力越来越大，这在一定程度上促进了电力行业的发展。尤其是大量配电自动化技术的广泛应用，极大的提升了电气元件企业的生产水平与管理效果。此外，自动化充电桩配电元件的广泛应用，有效提高了电力资源的质量，并且也显著降低了电力资源的生产成本。另外，大量自动化充电桩配电元件的应用，也降低了电力资源生产过程中对于周边环境的破坏与污染。
二、配电化充电桩发展的重要意义
我国加入世贸组织以来，在世界上积极扮演着重要的大国角色，对于世界经济的发展做出了重要的贡献。随着电力行业的不断发展，企业之间的竞争压力越来越大。但是，企业也面临着前所未有的机遇。因而，通过大幅降低生产劳动时间，不仅可以降低相关产品的生产成本，同时可以提升企业的经济效益，促进企业的长远发展。对于配电企业来说，通过提升自动化水平，对于生产设备进行及时的改善与创新，可以有效降低设备运行过程中出现的故障与问题，进而提升生产过程的效率与安全性。在安全、高效的生产环境下，企业的产品质量才会有大幅的提升。因而，要加强配电自动化的应用，不断改善企业的生产水平，真正实现劳动力价值的最大化，促进企业的长远发展。现阶段配电自动化充电桩配电元件在国内的技术运用分析，变换器电路在进行电气元件设备充电桩配电元件的生产过程中，应用最为广泛的就是变换器电路。现阶段，电力电子产品在进行着不断的改革与创新。因而，对于变换器来说，也要进行不断的改革与创新。以往所用到的变换器相对简单，主要由晶闸管所构成。在进行具体的应用过程中，可以将直流电流空城整流的电路，其中，图1为整流电路变换器示意图。具体运行过程中，可能会受到高次谐波等因素的应用。但是，通过应用配电技术进行相关充电桩配电元件的极性改进之后，这一问题得到了相应的解决。这主要因为通过提升变换器的电气元件自动化水平，可以对电流与电压之间的相位差进行有效的控制。电流变化之下，相位差余弦值将会不断提升，这一过程中电网将不再受到高次谐波等因素的影响，因而也不会受到干扰因素的影响。这种状态下，即便是电动机的转矩脉动处于相对较低的位置，也不会对运行状况造成影响。但是，如果电压或者电流的压力大于负荷，那么可能导致控制效果显著降低。为了降低其对于电网产生的不良影响，现阶段要做好对相位差余弦值的调节，但是不能进行电压或者是电流的把控。如果负荷功率较大，那么变换器将可能使电子充电桩配电元件一致处于自动开启和关闭的状态，进而会对变换器的工作造成一定的影响。
全控型的电力开关对于以往所用到的晶闸管变换器而说，它是第一代电子充电桩配电元件。由于我国电子设备的发展起步相对较晚，对于自动化的技术的研究不够完善。但是，随着科技水平的不断提升，电力开关也在进行着不断的革新。以往所用的晶闸管控制器多是半控型的，但是目前应用较多的是全控型控制器。其中，GTO变频的控制器就是现阶段应用较为广泛的一种。对于GTP充电桩配电元件来说，其运用相当广泛，但是这一充电桩配电元件具体运行过程中缺乏一行的稳定性，并且可能会对二次击穿产生一定的影响。此外，这一充电桩配电元件的容量相对较少，并且在通电能力方面也存在一定的欠缺，因而，在进行全控型充电桩配电元件的应用过程中，可以借助于加电压的方式来实现。总体来说，GTP充电桩配电元件的应用相比于GTO变频控制器的应用，存在着不少的缺陷与问题。对于传统变换器来说，他与新电力充电桩配电元件相比有着较大的不足，首先在功能方面，全控型电力开关可以实现对逆变器频率的把控，进而提高固定效果。这样一来，就不会在电压、电流不稳定的情况下进行自动的开启或者是关闭，并且显著降低了开关损坏的概率.
交流调速的控制技术现阶段，电力充电桩配电元件大多情况下会使用交流调速控制技术。对于这一技术而言，它可以根据矢量控制理论进行相应的控制，因而它是一种多变量的控制系统，不同变量有着高阶性、非线性的特点。对于这一理念而言，主要来自于对直流电动机的控制。在进行直流电动机的控制工作时，要借助于固定的磁场来实现。在直流电机模型中，在固定部分加装了相应的直流励磁。磁极方面分别为N极和S极。电力枢纽旋转起来之后，相应的线圈就能经由换向片以及电刷等装置，进而与外电路相连接。其中，图2为直流电机模型示意图。通过应用直流电机进行相应的控制，再加上矢量控制的相关原理，进而可以事先对交流调速的控制。交流调速具体控制时，由于过程相对复杂，同时电流的走向呈现一种综合性状态，因而旋转部分的磁链有可能会对充电桩配电元件旁边同路的参数造成一定的影响。因而，在进行交流调速控制理论的具体应用过程中，可能会出现假设分析与结果不一样的问题，甚至二者之间是相悖的。这就要求工作人员在进行控制理论的应用过程中，要加强对旋转中心周磁链的方向的检测，进而提升控制效果。
充电桩分类:
充电桩可以分为直流电装置与交流电。直流充电装置是机柜式还是直流电桩，特点是电压和电流调整，可以直接电动汽车电池充电，速度快，能够满足各种各类车型，缺点就是损耗速度快，占地面积大。其主要用于城市交通停车场、或者企业专用停车场，特点简单，操作方便，面积小，但是缺点是充电时间较长。主要适用于住宅小区停车场、大型商场停车场、公共停车场等等。民用建筑地下车库常用的充电桩技术参数如表3显示
三、电动汽车充电的方案
近年来，随着能源日益紧缺，人们对自然环境要求的提高以及科技的成熟，开发新能源汽车成为实现节能减排、发展低碳经济的重要切入点，电动汽车越来越成为热点。而如何快速、安全地给电动汽车充电，逐渐成为人们关注的热点。一般采用直流充电桩快速给电动汽车充电的方法，但是在实际应用中，会碰到比较尴尬的问题。根据辅助电压不同，市面上的直流充电桩有2种：12V辅助电源和24V辅助电源。24V辅助电源的直流充电桩无法给12V平台BMS供电，造成充电系统握手失败，进而无法给12V系统的电动汽车进行充电的尴尬境地；或者需要手动选择辅助电源，操作较为繁琐复杂。
为此，本文提供一种技术方案，使12V、24V两种电压平台直流充电桩无需手动选择辅助电源电压，均可向12 V系统电动汽车充电本方案由2个12 V继电器、1个24 V五脚继电器的电路组成，如图1所示。1）直流充电桩为12 V辅助电源 直流充电桩插头对接后，3继电器因为是24 V规格，故不工作，电源回路分别为：直流充电桩A+→2继电器30脚→2继电器87脚→3继电器87a→3继电器30脚→接地；B+（12 V）→5A熔断丝→1继电器85脚→1继电器86脚→2继电器86脚→2继电器85脚→接地；B+（12 V）→10A熔断丝→1继电器30脚→1继电器87脚→A+（至BMS）；直流充电桩A-直接接地后连接BMS中A-。具体过程可将图1简化为图2。2）直流充电桩为24 V辅助电源 直流充电桩插头对接后，3继电器工作后，2继电器因形成不了回路而不工作，电源回路分别为：直流充电桩A+→3继电器85脚→3继电器86脚→接地；B+（12 V）→5A熔断丝→1继电器85脚→1继电器86脚→3继电器87脚→3继电器30脚→接地；B+（12 V）→10A熔断丝→1继电器30脚→1继电器87脚→A+（至BMS）；直流充电桩A-直接接地后连接BMS中A-。具体过程可将图1简化为图3所示。由于采用了上述技术方案，无论直流充电桩辅助电源是12 V还是24 V，通过继电器电路的转化，输出至BMS的A+均为12 V，保证了12 V系统电动汽车顺利充电。
结束语
对于电气元件电力的自动化技术的综述，包括其新工艺、新技术的发展，就像配电当中全控型的电力电子开关渐渐取代了半控型的晶闸管，以及变换器的电路由低频向着高频的方向发展，还有交流调速的控制理论逐渐的成熟，目的就是使得电力企业的发展达到管理科学化、运行高效化，有助于电力企业的工作效率与产品质量提升，实现资源优化配置，将工人劳动量降低进而提升自身综合的竞争力，促进企业的长远、健康发展，并使企业在竞争之中始终处在优势地位。
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论文作者:蒋修洋
论文发表刊物:《电力设备》2018年第29期
论文发表时间:2019/3/28
标签：变换器论文; 继电器论文; 元件论文; 电动汽车论文; 电力论文; 电源论文; 过程中论文; 《电力设备》2018年第29期论文;