一種直流充電機(jī)功率自動(dòng)分配控制策略

尹 偉

（天津科林電氣有限公司，天津 300457）

0 引 言

在全球石油儲(chǔ)量減少的大趨勢下，我國目前已經(jīng)開始推行新能源汽車，其中以電動(dòng)汽車應(yīng)用最為廣泛。電動(dòng)汽車在運(yùn)行過程中需要消耗電能，因此直流充電機(jī)充電效率便成為電動(dòng)汽車的掣肘[1]。目前，我國已開始應(yīng)用非車載充電模式，大部分充電站均有應(yīng)用，在應(yīng)用過程中也積累了一定經(jīng)驗(yàn)。但是，在實(shí)際使用過程中，尤其是多車充電方面，因直流充電機(jī)功率分配不合理，導(dǎo)致充電效率低等現(xiàn)象時(shí)有發(fā)生，一定程度上阻礙了電動(dòng)汽車的推廣。因此，研究直流充電機(jī)功率自動(dòng)分配十分必要。

1 直流充電機(jī)功率自動(dòng)分配的概述

1.1 直流充電機(jī)充電效率與功率自動(dòng)分配的關(guān)系

第一，目前，直流充電機(jī)技術(shù)較為成熟，并在各大充電站投入使用。直流充電技術(shù)為我國電動(dòng)汽車推廣提供了物質(zhì)基礎(chǔ)。將直流充電技術(shù)應(yīng)用于各個(gè)充電站的目的在于，直流充電大大提升了電動(dòng)汽車的充電效率，使電動(dòng)汽車得以高效使用，且電池便于維護(hù)，減少了維護(hù)成本。第二，直流充電機(jī)功率分配是一種通過ATS進(jìn)行自動(dòng)控制的一種高效充電方式。在對(duì)電動(dòng)汽車進(jìn)行充電的過程中，直流充電機(jī)功率自動(dòng)分配可以更好地提升充電效率。實(shí)際使用過程中，直流充電器進(jìn)行自動(dòng)分配功率可以保證多車充電效率，根據(jù)電動(dòng)汽車電池中電能儲(chǔ)量自動(dòng)控制充電功率，達(dá)到高效充電的效果。而傳統(tǒng)的直流充電機(jī)在進(jìn)行多車充電時(shí)效率低下，維修時(shí)需要花費(fèi)大量時(shí)間尋找問題，尤其是電力負(fù)荷高峰時(shí)段，存在一定的安全隱患。因此，應(yīng)用自動(dòng)分配技術(shù)十分必要。

1.2 直流充電機(jī)功率自動(dòng)分配技術(shù)的優(yōu)勢

直流充電機(jī)功率自動(dòng)分配技術(shù)可以解決一些問題，尤其是在多車同時(shí)充電時(shí)具有很大優(yōu)勢，主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面。

1.2.1 降低用電高峰期電網(wǎng)用電負(fù)荷

直流充電機(jī)在實(shí)際運(yùn)行中容易出現(xiàn)用電量過高而對(duì)電網(wǎng)造成一定負(fù)荷的現(xiàn)象，尤其是在充電高峰期，由于直流充電機(jī)功率分配不合理等問題，會(huì)對(duì)電網(wǎng)造成一定負(fù)荷，易影響電網(wǎng)運(yùn)行穩(wěn)定性。而直流充電機(jī)功率自動(dòng)分配技術(shù)在實(shí)際應(yīng)用中表現(xiàn)出了巨大優(yōu)勢。自動(dòng)分配技術(shù)可以在多車充電時(shí)分析每輛電動(dòng)汽車的電池電能儲(chǔ)量，自動(dòng)控制充電機(jī)功率輸出，大大降低了電網(wǎng)負(fù)荷量，同時(shí)提升了直流充電機(jī)的穩(wěn)定性。

1.2.2 提高充電效率

應(yīng)用功率自動(dòng)分配技術(shù)提高了電動(dòng)汽車充電效率，確保實(shí)施功率分配和直流充電機(jī)接入電網(wǎng)時(shí)對(duì)電網(wǎng)穩(wěn)定性的保證，且此過程大大提高了電動(dòng)汽車的充電效率，縮短了充電時(shí)間，延長了電動(dòng)汽車的使用壽命，大大減輕了工作人員的工作壓力。這種方式與傳統(tǒng)直流充電機(jī)充電相比，實(shí)現(xiàn)了快速多車充電，提高了單位功率因數(shù)，滿足了用戶對(duì)電動(dòng)汽車快速充電的需要。

2 直流充電機(jī)功率自動(dòng)分配技術(shù)應(yīng)用的現(xiàn)狀

我國直流充電機(jī)功率自動(dòng)分配技術(shù)應(yīng)用較為廣泛，在科學(xué)技術(shù)不斷發(fā)展的今天，電動(dòng)汽車的充電效率已經(jīng)成為人們熱議的話題，而將功率自動(dòng)分配技術(shù)應(yīng)用于直流充電機(jī)，則是電動(dòng)汽車充電方式發(fā)展的重要方向[2]。我國電動(dòng)汽車應(yīng)用起步較晚，相比于西方發(fā)達(dá)國家還具有一定的差距。企業(yè)雖然已經(jīng)開始創(chuàng)新，但是在直流電動(dòng)機(jī)功率自動(dòng)分配技術(shù)應(yīng)用的發(fā)展道路上依舊充滿阻力。尤其是各個(gè)充電站不僅要解決功率分配問題，還要解決電能供應(yīng)問題。電能供應(yīng)問題如不及時(shí)解決，多車充電技術(shù)的發(fā)展將沒有任何意義，這將對(duì)直流充電機(jī)功率自動(dòng)分配技術(shù)的推行造成一定障礙。

雖然我國推行直流充電機(jī)功率自動(dòng)分配技術(shù)還存在許多困難，但是各個(gè)企業(yè)已經(jīng)開始積極學(xué)習(xí)，應(yīng)用功率自動(dòng)分配技術(shù)已成為必然趨勢。各個(gè)企業(yè)在學(xué)習(xí)過程中提升了實(shí)力，更能保證實(shí)現(xiàn)電動(dòng)汽車快速充電的目標(biāo)。推行過程中，有關(guān)部門還應(yīng)解決多方調(diào)配問題，協(xié)調(diào)電網(wǎng)與充電站之間的關(guān)系，對(duì)直流充電機(jī)功率自動(dòng)分配技術(shù)的應(yīng)用也具有一定的推進(jìn)作用。

3 直流充電機(jī)功率自動(dòng)分配控制策略

3.1 利用直流快速雙充系統(tǒng)進(jìn)行充電

在實(shí)際應(yīng)用中，直流快速雙充系統(tǒng)具有一定優(yōu)勢，可以在運(yùn)行過程中自動(dòng)確定充電優(yōu)先級(jí)。直流快速雙充系統(tǒng)主要由ATS切換單元、監(jiān)控單元、充電樁連接單元和AC/DC充電單元組成。實(shí)際運(yùn)行過程中，監(jiān)控單元可以對(duì)電動(dòng)汽車電池電能儲(chǔ)量進(jìn)行監(jiān)控，并實(shí)時(shí)調(diào)整直流充電機(jī)功率輸出。達(dá)到調(diào)控充電功率標(biāo)準(zhǔn)時(shí)，監(jiān)控單元會(huì)發(fā)出相應(yīng)指令，ATS便會(huì)進(jìn)行切換操作，轉(zhuǎn)換成較小功率輸出，同時(shí)控制充電口需要的充電電壓和電流大小，并實(shí)時(shí)反饋給AC/DC單元，以控制直流充電機(jī)功率自動(dòng)分配，及時(shí)有效調(diào)控各充電口的輸出功率。監(jiān)控單元還起到控制車輛充電需求的功能。充電時(shí)，監(jiān)控單元可以控制車輛充電優(yōu)先級(jí)。準(zhǔn)確判定后，相關(guān)監(jiān)控單元會(huì)進(jìn)行功率調(diào)配，以保證最需充電的車輛優(yōu)先充電。

3.2 利用同時(shí)充電控制策略

在當(dāng)前的充電站直流充電模式下，多使用分時(shí)充電控制策略，這對(duì)于多車充電來說效率較為低下。因此，進(jìn)行同時(shí)充電控制，已經(jīng)成為未來電動(dòng)汽車充電的趨勢。實(shí)際應(yīng)用中，同時(shí)充電控制策略可以對(duì)多車進(jìn)行同時(shí)充電，通過直流充電機(jī)功率自動(dòng)分配技術(shù)進(jìn)行充電，保證了多車進(jìn)行充電時(shí)的充電效率。與分時(shí)充電控制策略相比，同時(shí)充電可以保證充電機(jī)的輸出效率持續(xù)保持高效輸出，而分時(shí)充電控制策略則是分時(shí)段進(jìn)行充電，將導(dǎo)致在一定時(shí)間內(nèi)充電機(jī)充電電流較小，影響充電效率。因此，同時(shí)充電控制策略優(yōu)勢較大，也可在一定程度上提升直流充電機(jī)功率自動(dòng)分配控制效果。

3.3 在直流充電機(jī)中應(yīng)用智能化程序進(jìn)行功率操控

隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，智能化已經(jīng)成為各個(gè)行業(yè)的發(fā)展趨勢。因此，在直流充電機(jī)功率自動(dòng)分配技術(shù)中應(yīng)用智能化也有一定優(yōu)勢。通過計(jì)算機(jī)技術(shù)和信息技術(shù)進(jìn)行功率分配，可以提高功率分配的準(zhǔn)確程度。尤其是在用電高峰期，應(yīng)用智能化技術(shù)可以使直流充電機(jī)自動(dòng)分析電網(wǎng)負(fù)荷程度和車輛充電效率，并且進(jìn)行實(shí)時(shí)分析，這對(duì)高效充電意義巨大。智能化技術(shù)的應(yīng)用可以保證多方面調(diào)控合理，減少人力、物力的投入。直流充電機(jī)出現(xiàn)故障時(shí)，傳統(tǒng)的維修方式較耗費(fèi)時(shí)間，尤其是故障檢查方面最復(fù)雜。但是，應(yīng)用智能化技術(shù)可以自動(dòng)分析直流充電機(jī)故障原因，并及時(shí)給出解決方案，極大減少了維修人員的檢查時(shí)間，便于及時(shí)對(duì)直流充電機(jī)進(jìn)行維修[3]。在進(jìn)行充電功率操控時(shí)，智能化更具有快速、高效、智能的特點(diǎn)，大大提升了電動(dòng)汽車的充電功率。

4 結(jié) 論

在直流充電機(jī)功率自動(dòng)分配技術(shù)發(fā)展過程中雖然存在一些困難，但是直流充電機(jī)自動(dòng)分配技術(shù)在未來應(yīng)用中較為熱門。尤其是在國家大力推行新能源汽車的大趨勢下，研究直流充電機(jī)功率自動(dòng)分配技術(shù)十分必要。政府和有關(guān)部門的參與也為直流充電機(jī)功率自動(dòng)分配發(fā)展提供了有力支持，尤其是在多方面調(diào)控上，直流充電機(jī)功率自動(dòng)分配技術(shù)更具優(yōu)勢。在現(xiàn)代化理念和科學(xué)的管理體系下，直流充電機(jī)功率自動(dòng)分配技術(shù)將成為未來人們應(yīng)用的重要技術(shù)。直流充電機(jī)功率自動(dòng)分配對(duì)于我國未來的交通意義重大，在新型汽車的推廣下，直流充電機(jī)功率自動(dòng)分配技術(shù)必將成為主流充電方式，也必會(huì)為我國帶來更多經(jīng)濟(jì)效益。

參考文獻(xiàn)：

[1] 肖慈恩.淺析電動(dòng)汽車電池快速充電[J].中國電力企業(yè)管理，2017，（24）：86-87.

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[3] 張 萱，朱金大.電動(dòng)汽車和電網(wǎng)的互通兼容標(biāo)準(zhǔn)化現(xiàn)狀和發(fā)展[J].電網(wǎng)與清潔能源，2015，31（11）：83-88.