摘要:基于电动汽车交流充电的过程,模拟各类故障及边界条件进行测试研究,并结合典型案例进行对比研究,为电动汽车交流充电系统改进与设计提供参考,提高电动汽车交流充电的适应性。
电动汽车是有效缓解当前环境、资源、交通等压力的必然途径,也是未来中国汽车工业实现转型升级的战略布局。通过十数年的基础研究、示范运行、推广应用以及战略规划,电动汽车以及相应充电设施的规模化发展趋势已经显现。交流充电(俗称“慢充”)是目前插电式混合动力汽车(PHEV)及纯电动汽车(EV)电能补充的主要方式之一,特别是在面向个人用户的私家车中,交流充电方式的应用尤为普遍。然而,近年来经常有消费者反馈电动汽车与充电设施无法充电,严重者出现充电过程中起火等安全事故,频频引发社会关注,造成消费者的“充电焦虑”,对用户体验以及产业的发展产生了一定的负面影响,电动汽车充电的适应性问题日益凸显。本文以电动汽车交流充电适应性为研究对象,基于电动汽车交流充电过程,模拟各类故障及边界条件进行测试研究,并结合具体典型案例进行对比分析研究,为电动汽车交流充电系统改进与设计提供参考,以期提高电动汽车交流充电的适应性及安全性。
1 电动汽车交流充电简析
按照相关国家标准规定,电动汽车交流充电是指通过线缆传导的方式,按照充电模式2或充电模式3、将交流电源调整为校准的电压或电流,为电动汽车动力电池等储能装置供给电能。有关充电模式的定义读者可参考国家标准GB/T 18487.1-2015《电动汽车传导充电系统第1部分:通用要求》相关术语说明。
交流充电系统一般由充电设施(EVSE)、充电连接装置以及车载充电机(OBC) 3部分组成。有关充电设施的相关技术要求、结构等,读者可参考行业标准NB/T 33002-2010《电动汽车交流充电桩技术条件》等资料。充电连接装置是交流电能传输媒介,一般包括连接线缆以及充电插头插座等,其物理接口定义、电气特性、物理尺寸以及连接方式等,读者可参考国家标准GB/T 20234.1-2015《电动汽车传导充电用连接装置第1部分:通用要求》、GB/T 201234.2-2015《电动汽车传导充电用连接装置第2部分:交流充电接口》一3车载充电机是实现电能形式转换的关键部件,它将单相或三相工频交流电转换成可为动力电池充电的直流电,同时可根据充电设施以及充电连接装置的相关参数动态调整充电电流。车载充电机的相关技术要求及规范读者可参考行业标准QC/T 895-2011《电动汽车用传导式车载充电机》。交流充电过程是一个复杂的多机协同过程,无论是电动汽车还是充电设施均应具有充电控制导引功能,根据不同充电模式以及充电连接方式,充电系统的控制导引有所不同,控制导引即控制着整个充电过程。充电过程的控制导引原理读者可参阅GB/T18487.1-2015中的相关说明,这里不再赘述,本文中的适应性研究也是基于此开展的。