摘要:随着国家对环境污染的日益重视,大力发展电动汽车,与之配套的充电设备也在大规模的建设,电动汽车充电设施的安全问题也成为人们关注的焦点,为此,本文主要就电动汽车充电设施检测技术以及故障做一番分析。
关键词:电动汽车;电动汽车充电设施;检测技术;故障
较之传统汽车,电动汽车相对清洁环保,对环境污染较小,因此具有广阔的发展前景,近年来国家也大力发展电动汽车,但由于当前电动汽车相关技术尚不成熟,因此在使用过程中存在较多问题,尤其是在充电方面。充电设施作为电动汽车产业的重要组成,其性能、质量将直接影响到电动汽车的发展前景[1]。下文首先就电动汽车充电设施方面存在的问题做简要分析,其中重点探讨电动汽车充电设施检测技术。
1电动汽车充电设施存在问题分析
我国电动汽车产业的发展势头还是较好的,技术不断更新发展,充电设施也在日渐完善,电动汽车充电站以及电动汽车充电桩这两种充电设施的安全性以及便捷性还是具有一定保障的,同时,作为电动汽车产业的重要组成内容,国家对于电动汽车充电设施研发与建设问题也相当重视,提出了诸多技术指导,如2015年发布的5项新标准,2017年发布的2项新标准,对充电桩的电气性能、操作以及通信规约等做了进一步的详细规定,并切实解决了国内不同地方执行不同标准而导致的接口不能相互匹配的混乱局面[2]。但尽管如此,目前国内电动汽车充电设施还是存在较多问题,并直接影响了电动汽车使用的安全性,也限制了电动汽车产业的未来发展。具体问题有:首先是电动汽车充电设施制作质量不过关,设施故障较多,无法顺利充电;其次是对充电设施的安全检测不够,充电设施安全性不高,充电过程中存在较大安全隐患。长久以来,我国充电汽车行业都存在新旧两种标准的充电设施,同时这两种设施又不能满足所有电动汽车的充电需求,也会在一定程度上引起行业市场的混乱;最后,电动汽车充设施使用过程中损耗大,后期的维修是不可避免的,现阶段,相关部门也承担着较大的检查维护压力,这些因素均制约着电动汽车的发展速度[3]。总的来说,要想全面保证电动汽车使用的安全性,就必须开展充电设施检测工作,通过高效率检测,提升产品质量,促进产业发展。
2电动汽车充电设施检测技术
针对电动汽车充电安全与充电质量问题,我们提出了相应的充电设施检测技术,下面根据充电设施类型,将具体检测技术做详细分析。首先,电动汽车充电设施主要包括直流充电桩(非车载充电机)以及交流充电桩这两种,其中,直流充电桩也就是非车载充电机是通过电动汽车电池管理系统与电动汽车直流充电接口通信,进而实现对动力电池的直接充电;而交流充电桩是通过电动汽车的交流充电接口,用车载充电机给电动车进行充电[4]。这两种充电设施的充电方法不同,具体的检测设备与检测技术相应不同。但是我们可以将电动车充电设施检测的检测系统做统一论述:电动汽车充电检测系统主要是由交流接口模拟器、交流负载、电池模拟器、功率分析仪、交流电源、直流接口模拟器、示波器、等组成。
2.1交流充电桩检测
交流充电桩检测技术主要是对充电桩的操作性、电气性能等进行测试,在进行检测前,要确保接受检测的设备功率大于45KW。在对交流充电桩进行检测时,需要用到的仪器设备主要有:示波器、交流充电模拟器、交流电源、功率分析仪、交流负载等。下面就几项主要检测内容做详细分析。(1)交流模拟器:交流充电模拟器是由交流车辆电路模拟电路漏电流模拟电路组成,它可以实现交流充电桩电性能、互操作测试的全部内容,是一项核心设备。检测要求以及检测内容如下:①接入PWM模拟器输出的PWM信号,完成对PWM频率超限、PWM占空比变化与电流、PWM占空比超限等内容的检测。②调整PWM电压值,对电动汽车充电设施的CC回路边界电阻值、CP回路边界电压值进行检测。③将模拟PE与L1之间的绝缘电阻降低,就能够引起被测充电桩漏电保护动作。④将接地电阻与对应模拟开关接在PE与CP 之间,能够模拟出CP接地故障。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆(2)交流电源:交流电源的主要功能作用是给交流电桩供电,然后模拟电网,对交流充电桩的输入性能进行检测,检测交流充电桩的各项参数指标是否满足电动汽车充电要求[5]。
2.2直流充电桩检测
在检测直流充电桩时,主要是对直流充电桩的通信协议一致性等进行检测,在检测过程中需要用到的仪器设备主要有电池模拟器、交流电源、直流负载、示波器、直流充电模拟器、功率分析仪等。下面就几项主要检测内容做详细分析:(1)交流电源。交流电源的主要功能作用是给非车载充电机供电,同时用于模拟电网,对非车载充电机的输入性能进行检测,根据检测结果分析非车载充电机的各项参数指标是否满足实际使用要求。为确保检测结果的准确性,在检测过程中需要满足非车载充电机最大功率测试要求。(2)电池模拟器与直流负载:电池模拟器通常是与直流负载组合使用,两者组合后,能够模拟电动汽车动力电池电压与电流功率特性,同时也能模拟出电动汽车充电的全过程,并完成对非车载电动机的带载检测。该部分检测内容具有恒流、恒压、恒功率等工作模式。电池模拟器可以模拟出各种电池类型的电压等级,在使用电池模拟器时,通过设定参数,就能够模拟仿真出多种类型、规格的电池电压,同时也能设置出普通的电动汽车电池类型,现阶段,常用的电动汽车电池类型有磷酸铁、三元材料电池、铅酸等。
3电动汽车充电设施检测故障分析
较之传统的工业设备,电动汽车充电设施要相对复杂,同时也因为电动汽车产业是一项新兴的产业行业,因此各项技术尚不成熟,在检测过程中也出现了较多故障问题,根据检测结果,发现检测常见检测故障有:充电设施软件性能质量不过关。这主要是因为电动汽车充电设施是一个相对复杂的装置,对技术要求较高,对软件性能质量要求较高,充电质量在很大程度上取决于软件质量,但是现阶段,我国电动汽车行业普遍存在软件不符合充电要求的情况,这主要是因为行业内缺少一个统一的技术管理标准,这就导致了软件质量参差不齐的情况出现,使得充电质量不易控制。要想确保充电设备软件质量,一方面需要国家从大的方面制定统一生产标准;另一方面需要生产商加强对标准的理解,能严格按照标准进行研发制作工作,避免出现质量问题与安全问题。其次,在检测过程中,电动汽车充电设施硬件问题也是频繁出现,如电子锁质量不过关、泄放电阻、充电模块等普遍存在问题,对于这一故障的主要解决措施,就是硬件生产商要能创新生产技术、做好产品出厂检测工作,从各个方面提升产品质量,从根本上确保充电汽车充电安全。
4 结语
综上所述,较之传统汽车,电动汽车相对清洁环保,对环境污染较小,发展前景广阔。但由于当前电动汽车相关技术尚不成熟,充电与使用过程中存在较多安全隐患,这就需要做好电动汽车充电设施检测工作。现阶段,交流充电桩检测技术、直流充电桩检测技术是主要的检测技术,在利用该检测技术进行了多次检测后发现,充电设施软件故障与充电设施硬件问题是充电设施检测过程中主要的故障类型。为此,生产商应加强对标准的理解,确保充电设备软件质量;同时硬件生产商要能创新生产技术、做好产品出厂检测工作,提升产品品质,减少充电故障,有效推进充电汽车行业的发展。
参考文献:
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[4]伍福平,王小军,袁泉,王皓,刘玥玮.电动汽车充电设施的现状与问题分析[J].科学技术创新,2018(32):195-196.
[5]徐广腾,杜科,张涛,周成龙.电动汽车充电设施检测技术及故障分析[J].供用电,2018,35(10):19-24+43.
论文作者:李继明
论文发表刊物:《电力设备》2018年第35期
论文发表时间:2019/5/27
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