關於新能源電動汽車充電安全分析與研究

hth下载地址 陳聰

摘要：隨著近年來國內(nei) 外對節能減排的重視程度不斷增加，電動汽車逐漸出現在人們(men) 的視野中。而隨著電動汽車和充電領域的不斷發展，充電安全問題成為(wei) 人們(men) 關(guan) 注的焦點問題。本文就此背景之下，對電動汽車充電安全進行了詳細的分析與(yu) 研究，以期提高充電的安全性，保證人們(men) 的生命安全，促進電動汽車行業(ye) 的良好發展。

關(guan) 鍵詞：電動汽車；充電安全；新能源

0引言

隨著環境問題越來越嚴(yan) 重，各個(ge) 對環境保護和能源節約加強了重視，並出台了一係列的新能源政策，電動汽車就是在此環境之下“出生”的。然而，我國對於(yu) 電動汽車的研製較晚，相對應的充電安全措施不夠完善，導致充電安全性不高，威脅著人們(men) 的生命安全。故此，本文對電動汽車充電安全進行研究具有一定的價(jia) 值和作用。

1安全等級劃分分析

分析電動汽車的充電安全之前，需要對其安全性進行等級的劃分，從(cong) 而根據等級進行安全措施的製定，保證電動汽車充電安全的可靠性和合理性。一般情況下，我們(men) 會(hui) 將安全等級分為(wei) 三個(ge) ，在進行等級劃分的過程中，視事故產(chan) 生的後果影響不同作為(wei) 參考。一級一般指的是人對充電安全所造成的後果；二級指的是電動汽車周圍的設施對充電安全產(chan) 生的後果；三級指的是充電設備對充電安全產(chan) 生的後果。

2安全問題研究模型

在對電動汽車充電安全問題分析之前，需要對安全問題建立相關(guan) 的研究模型，保證研究的可靠性。在模型的建立過程中，風險是研究的主要對象，並對安全隱患發生的原因進行詳細的分析，總結出一定的規律，依據規律，有關(guan) 人員就可以製定出詳細的解決(jue) 對策，保證電動汽車充電的安全性。

3影響安全的因素分析

3.1絕緣問題和充電安全

我們(men) 知道，設備的絕緣性是保證線路安全運行的基本，也是防止人員發生觸電危害的重要措施，表1[1]就現階段的安全隱患處理與(yu) 充電安全措施進行總結。

3.1.1外殼防護能力

如圖1是兩(liang) 種直流充電連接器的插頭，從(cong) 圖中我們(men) 可以看出，一種正負充電極有絕緣帽保護，而二種外邊則是金屬。因此，我們(men) 就可以斷定二種充電接觸插頭很容易發生觸電危險，不符合的有關(guan) 規定。3.1.2電氣間隙與(yu) 爬電距離在的有關(guan) 標準中，對於(yu) 電氣間隙和爬電距離是有一定的要求的。這些要求的存在就是為(wei) 了保證設備在實際工作中不會(hui) 出現故障和毀壞的問題，因此，有關(guan) 設計人員在對產(chan) 品進行設計的過程中，一定要查閱有關(guan) 標準，防止出現電壓的絕緣擊穿現象。

3.1.2電氣間隙與(yu) 爬電距離

有關(guan) 標準中，對於(yu) 電氣間隙和爬電距離是有一定的要求的。這些要求的存在就是為(wei) 了保證設備在實際 工作中不會(hui) 出現故障和毀壞的問題，因此，有關(guan) 設計人員在對產(chan) 品進行設計的過程中，一定要查閱有關(guan) 標準， 防止出現電壓的絕緣擊穿現象。

3.1.3介電強度

介電強度指的是能夠將材料評定實收作為(wei) 絕緣體(ti) 的抗電強度。有關(guan) 標準對其也進行了相關(guan) 規定，要求在實際充電過程中，所使用的絕緣材料要符合介電強度的相關(guan) 標準。而經過研究發現，絕緣材料的介電強度越高，其抗電強度也就越好，能夠承受的電壓擊穿也就越強。

3.1.4絕緣電阻

為(wei) 了保障設備在正常或者是特殊的環境下進行工作，需要對設備的絕緣電阻進行性能的檢測，此外，還要對其安全性和可靠性進行檢測，從(cong) 而保證設備能夠順利開展工作。而在電氣設備和電氣線路的安裝過程中，其安裝的標準就是絕緣電阻的阻值。一般情況下，電阻的阻值越大的情況下，其材料的絕緣性能就越強，人們(men) 的安全就越有保障。

3.1.5接觸電流

所謂的接觸電流指的是人或者是動物在接觸帶電設備和零件的過程中，電流流經身體(ti) 的過程。一般情況下，對於(yu) 接觸電流的評定，可以用流經網絡的電流值來確定。此外，為(wei) 了減少接觸電流對人們(men) 的傷(shang) 害，需要人們(men) 佩戴一定的防護措施。

3.1.6衝(chong) 擊耐壓

對裝置無電氣聯係的各回路之間以及無電氣聯係的各回路對地的電氣間隙、絕緣介質能夠在某一瞬間過電壓時發生擊穿或放電的驗證現象[2]。

3.2環境因素

在電動汽車充電的過程中，影響其安全的環境因素指的是防風、防盜和防腐蝕等內(nei) 容，這些對於(yu) 電動汽車充電安全的影響非常大，因此需要我們(men) 采取有效的措施進行防範。

3.3保護措施因素

在電動汽車的充電過程中，應該有一些保護措施來保障充電的安全性的，但是需要注意的是，對於(yu) 這些保護措施要進行定期的監測，防止出現保護措施因故障而沒有保護功能的現象，例如：絕緣皮層的老化、腐蝕等。

3.4通信協議對電動汽車快速充電的影響因素

在對電動汽車進行充電的過程中，直流電的快速充電和慢速充電是有區別的。在進行快速充電的過程中，由於(yu) 輸出的電壓瞬間可達幾千伏，從(cong) 而對人體(ti) 的威脅隱患增大，因此需要有一定的保護措施。總之，通信協議對電動汽車快速充電有著很大的影響。

4電動汽車充電安全的相關(guan) 解決(jue) 方案

4.1根據安全等級，設立三道安全防線

通過上文中對安全等級的分析，我們(men) 可以根據電動汽車的實際充電問題，從(cong) 三個(ge) 安全等級入手，建立三道安全防線。首先，對人的防範，人體(ti) 在進行電動汽車的充電作業(ye) 時，要穿戴規定的防護措施，保證身體(ti) 安全；其次，對周圍設施的防範，針對電動汽車充電的設施環境，製定出合理的防護措施;對充電設備的防範，充電設備在進行充電之前，一定要由專(zhuan) 業(ye) 人士對其進行檢測，保證其運行的安全、可靠性。

4.2優(you) 化電動汽車的絕緣性能

影響電動汽車充電安全的因素中，絕緣性能的安全影響因素就有很多種，這就需要有關(guan) 電動汽車設計人員，在進行電動汽車的設計過程中，將這些絕緣性能的影響因素充分考慮進去，從(cong) 而提高絕緣材料的壽命，保證電動汽車絕緣性能更佳。此外，還需要建立絕緣監測及評估體(ti) 製，並對通信協議的安全性進行實測，優(you) 化電動汽車本身及充電樁和充電設施的絕緣部件的絕緣性能[3]。

4.3采用保護裝置

電動汽車屬於(yu) 經常使用的交通工具，這種情況下，使得外部環境因素對其充電安全性的影響增加，長時間的使用之後，一些電動汽車的零部件可能會(hui) 出現腐蝕或者是侵蝕的問題，從(cong) 而影響電動汽車充電安全。因此，在電動汽車上安裝有效的保護裝置，能夠進一步地提高電動汽車的安全性、運行穩定性。

5hth下载地址智慧消防雲(yun) 平台

5.1平台概述

hth下载地址智慧消防雲(yun) 平台依托物聯網、雲(yun) 計算、互聯網、大數據、AI等技術，對充電站配電係統的運行、電能消耗、電能質量、充電安全和行為(wei) 安全進行實時監控和預警，為(wei) 充電站的可靠、安全、經濟運行提供保障，並及時切除安全隱患、避免電氣火災發生，從(cong) 而保障人員的生命財產(chan) 安全，打造“安全、高效、舒適、綠色”的“人—車—樁—電網—互聯網—多種增值業(ye) 務”的智慧充電站，提升充電站的社會(hui) 和經濟價(jia) 值。

5.2適用場合

可廣泛應用於(yu) 醫院、學校、酒店、體(ti) 育場等公共建築；商業(ye) 廣場、產(chan) 業(ye) 園等綜合園區；企業(ye) 、住宅小區等場所。

5.3組網架構

平台采用分層分布式結構，主要由終端感知設備、邊緣計算網關(guan) 和能效管理平台層三個(ge) 部分組成，詳細拓撲結構如下：

5.4參考選型

6相關(guan) 產(chan) 品介紹

6.17KW交流充電樁AEV-AC007D

產(chan) 品功能

（1）智能監測：充電樁智能控製器對充電樁具備測量、控製與(yu) 保護的功能，如運行狀態監測、故障狀態監測、充電計量與(yu) 計費以及充電過程的聯動控製等。

（2）智能計量：輸出配置智能電能表，進行充電計量，具備完善的通信功能，可將計量信息通過RS485分別上傳(chuan) 給充電樁智能控製器和網絡運營平台。

（3）雲(yun) 平台：具備連接雲(yun) 平台的功能，可以實現實時監控，財務報表分析等等。

（4）保護功能：具備防雷保護、過載保護、短路保護，漏電保護和接地保護等功能。

（5）材質可靠：保證長期使用並抵禦複雜天氣環境。

（6）適配車型：滿足國標充電接口，適配所有符合GB/T20234.2-2015國標的電動汽車，適應不同車型的不同功率。

（7）資產(chan) 安全：產(chan) 品全部由中國平安保險承保，充分保障設備、車輛、人員的安全。

6.2直流充電樁係列

6.3電氣火災探測器ARCM300-Z

6.4限流式保護器ASCP200

產(chan) 品功能：

（1）短路保護：保護器實時監測用電線路電流，當線路發生短路故障時，能在150微秒內(nei) 實現快速限流保護，並發出聲光報警信號；

（2）過載保護：當線路電流過載且持續時間超過動作時間（3~60秒可設）時，保護器啟動限流保護，並發出聲光報警信號；

（3）表內(nei) 超溫保護：當保護器內(nei) 部器件工作溫度過高時，保護器實施超溫限流保護，並發出聲光報警信號；

（4）組網通訊：保護器具有1路RS485接口，可以將數據發送到後台監控係統，實現遠程監控。

7平台功能

7.1登錄

7.2首頁

平台首頁顯示充電站的位置及在線情況，統計充電站的充電數據

7.3實時監控

（1）充電站監控

可以按站點名稱進行篩選，顯示站點詳情、充電槍列表、統計訂單信息、故障記錄，點擊某個(ge) 充電槍編號後在進入充電槍監控頁麵實時監測變壓器負荷（搭配ACM300T、ADW300），當負荷超過50%時，係統會(hui) 限製新增開始充電的充電樁的功率，降為(wei) 50%，當變壓器負荷超過80%時，係統將不允許新增充電樁開始充電，直到負荷下降為(wei) 止。如圖所示：

統計當前充電站各充電樁回路的數據；通過卡片的形式展現充電樁的數據；顯示故障列表；如圖所示：

（2）充電樁監控

顯示充電樁充電數據；顯示各回路的充電狀態；可以對充電中的回路進行手動終止；顯示訂單信息、故障信息；如圖所示：

（3）設備監控

顯示限流式保護器的狀態，包括線路中的剩餘(yu) 電流、溫度及異常報警，如圖所示：

7.4故障管理

（1）故障查詢

故障查詢中記錄了登錄用戶相關(guan) 聯的所有故障信息。如圖所示：

（2）故障派發

故障派發中記錄了當前待派發的故障信息。如圖所示：

（3）故障處理

故障處理中記錄了當前待處理的故障信息。如圖所示：

7.5能耗分析

在能耗分析中，可查看指*時段關(guan) 聯站點和關(guan) 聯樁的能耗信息並顯示對應的能耗趨勢圖。如圖所示：

7.6故障分析

在故障分析中，可查看相關(guan) 時間內(nei) 的故障數、故障狀態、故障類型、趨勢分析以及故障列表。如圖所示：

7.7財務報表

在財務報表中，可根據時間查看關(guan) 聯站點的財務數據。如圖所示：

7.8收益查詢

在收益查詢中，可查看總的收益統計、收益變化曲線圖、支付占比餅圖以及實際收益報表。如圖所示：

8案例實景

9結束語

綜上所述，在電動汽車日益發展的今天，電動汽車充電安全是人們(men) 關(guan) 注的焦點問題，因此本文在對安全等級進行劃分的基礎之上，探討了影響電動汽車充電安全的因素，並提出了解決(jue) 電動汽車充電安全的相關(guan) 方案，這對於(yu) 電動汽車行業(ye) 的發展具有十分重要的意義(yi) 。

參考文獻

1. 賀春，陳卓，馮(feng) 瑾濤，銀慶偉(wei) ，李翔.電動汽車充電安全分析與(yu) 解決(jue) 方案

2. 何誌靜，劉卯.電動汽車充電安全分析與(yu) 解決(jue) 方案研究[J].

[3] 杜航.電動汽車充電安全分析與(yu) 解決(jue) 方案「J1.科技展望，

[4] 崔 泓.電動汽車充電安全分析與(yu) 研究

[5] hth下载地址企業(ye) 微電網設計與(yu) 應用手冊(ce)