探究電動(dòng)汽車充電樁現(xiàn)場檢測的方法

曹新穎　付涵　霍宣敏　楊澤垠　王茜　閆澤民

摘 要：隨著新能源的推廣和應(yīng)用，促使大量的新能源電動(dòng)汽車開始出現(xiàn)，電動(dòng)汽車供能設(shè)備主要是充電樁，在此趨勢下，電動(dòng)汽車充電樁數(shù)量也逐漸增多。傳統(tǒng)的汽車采用燃油作為動(dòng)力，因?yàn)槿加腿紵龝?huì)污染環(huán)境、消耗化石燃料，也對充電樁安全、穩(wěn)定運(yùn)行帶來了較大的影響。對此需要汽車產(chǎn)業(yè)加快產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型，研究出新型節(jié)能電動(dòng)汽車，以此推動(dòng)汽車產(chǎn)業(yè)健康發(fā)展。

關(guān)鍵詞：電動(dòng)汽車 充電樁 現(xiàn)場檢測

Exploration of the Method of On-site Inspection of Electric Vehicle Charging Piles

Cao Xinyin Fu Han Huo Xuanmin Yang Zeyin Wang Qian Yan Zemin

Abstract：With the promotion and application of new energy， a large number of new energy electric vehicles have begun to appear. The energy supply equipment for electric vehicles is mainly charging piles. Under this trend， the number of electric vehicle charging piles has gradually increased. Traditional cars use fuel as their power， but fuel combustion will pollute the environment， consume fossil fuels， and have a greater impact on the safe and stable operation of charging piles. So the automobile industry needs to accelerate industrial transformation and develop new energy-saving electric vehicles to promote the healthy development of the automobile industry.

Key words：electric vehicle， charging pile， on-site inspection

1 引言

隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，傳統(tǒng)的燃油企業(yè)已經(jīng)被新型節(jié)能電動(dòng)汽車替代，逐漸成為企業(yè)行業(yè)未來的發(fā)展趨勢，為了更好地解決我國大氣污染問題，需要國家加強(qiáng)對汽車產(chǎn)業(yè)的重視，加強(qiáng)對電動(dòng)汽車的投入，從各方面扶持新型節(jié)能電動(dòng)汽車行業(yè)深入發(fā)展。汽車產(chǎn)業(yè)也需要做好電動(dòng)汽車充電樁現(xiàn)場檢測工作，加強(qiáng)充電樁建設(shè)管理，保證電動(dòng)汽車可以順利充電。

2 電動(dòng)汽車充電樁概述

充電樁主要有交流充電樁和直流充電樁，交流充電樁可以為電動(dòng)汽車內(nèi)的車載充電機(jī)提供交流電源，直流充電樁可以為電動(dòng)汽車內(nèi)的電池運(yùn)行系統(tǒng)充電變動(dòng)需求輸出功率。隨著我國充電產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展，充電樁已經(jīng)完善了現(xiàn)場檢測標(biāo)準(zhǔn)制定、認(rèn)證、建設(shè)布局，但是其因?yàn)榻ㄔO(shè)環(huán)境問題、安裝調(diào)試問題、維護(hù)管理問題，導(dǎo)致各種問題多發(fā)，具體表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：第一，充電樁故障問題多發(fā)，當(dāng)前大多數(shù)充電樁在充電中會(huì)出現(xiàn)線路中斷問題，影響用戶使用;第二，充電樁標(biāo)準(zhǔn)不一，無法配比所有車型，導(dǎo)致用戶需求得不到滿足;第三，充電樁質(zhì)量不一，導(dǎo)致使用過程中容易發(fā)生各種安全問題。對此需要相關(guān)部門加強(qiáng)電動(dòng)汽車市場研究，穩(wěn)定有序地開展電動(dòng)汽車充電樁檢測問題，并選擇科學(xué)的檢測方法，從而提高充電樁使用效率[1]。

3 電動(dòng)汽車充電樁現(xiàn)場檢測的作用

對于當(dāng)前我國電動(dòng)汽車充電樁現(xiàn)場檢測標(biāo)準(zhǔn)不完善、不科學(xué)導(dǎo)致檢測結(jié)果不合格的問題，需要相關(guān)部門加強(qiáng)充電樁設(shè)備現(xiàn)場檢測工作，從而及時(shí)發(fā)現(xiàn)充電樁設(shè)備安裝不科學(xué)問題，降低各種危險(xiǎn)因素的發(fā)生，并及時(shí)對充電樁設(shè)備進(jìn)行檢修，以此保證充電樁正常使用。充電樁現(xiàn)場檢測可以保證充電樁正常運(yùn)行，由此提高電動(dòng)汽車和電網(wǎng)運(yùn)行的安全，推動(dòng)充電樁規(guī)模化發(fā)展，為電動(dòng)汽車充電技術(shù)的提升奠定基礎(chǔ)。另外，充電樁現(xiàn)場檢測可以及時(shí)發(fā)展電池故障問題，降低充電樁故障率，延長充電樁的使用壽命，降低能耗，由此提高電動(dòng)汽車出行安全。

4 電動(dòng)汽車充電樁現(xiàn)場檢測過程

4.1 配置現(xiàn)場檢測平臺(tái)

為了確保檢測現(xiàn)場工作環(huán)境的穩(wěn)定性，在配置現(xiàn)場檢測平臺(tái)時(shí)，需要從實(shí)用性和便捷性的角度出發(fā)，檢測平臺(tái)主要由三部分組成：第一，功率模塊，其主要有電池模擬負(fù)載和被試充電樁;第二，測試模塊，主要有顯示器、電能質(zhì)量測試儀、檢測系統(tǒng)、傳感器;第三，評(píng)估模塊，其主要有工控機(jī)、集成控制系統(tǒng)。其中電池模擬負(fù)載裝置主要由電阻負(fù)載、程控電子負(fù)載、饋能式負(fù)載，電阻負(fù)載主要包括遠(yuǎn)程控制和手動(dòng)操作兩種方式，其內(nèi)部有多重電阻拓?fù)湓O(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)，負(fù)載裝置阻值大小可以進(jìn)行調(diào)節(jié)，其檔位調(diào)節(jié)是當(dāng)前市場常用的一種方法。遠(yuǎn)程控制電子負(fù)載功率大、產(chǎn)品體積小，饋能式負(fù)載可以應(yīng)用于直流充電機(jī)，其能量可以二次回收，將充電樁輸出電能經(jīng)過逆變器轉(zhuǎn)化為電網(wǎng)電流。檢測系統(tǒng)主要通過測試序列，對被測試直流充電樁系統(tǒng)進(jìn)行測試，從而比較實(shí)際輸出電能和預(yù)測電能的不同，最終得出改進(jìn)方案，這種檢測方法可以降低充電樁在運(yùn)行時(shí)的風(fēng)險(xiǎn)。根據(jù)以上配置方法，本文設(shè)計(jì)出了完整的充電樁檢測平臺(tái)，其可以將電阻負(fù)載作為充電機(jī)模擬負(fù)載，從而模擬測試流程。測試模塊主要由電能質(zhì)量測試儀、示波器、傳感器、測試系統(tǒng)組成，其可以確保檢測結(jié)果的精準(zhǔn)、可靠，評(píng)估模塊是一體式工控機(jī)。

4.2 檢測項(xiàng)目和流程

項(xiàng)目：第一，控制導(dǎo)引檢測，控制導(dǎo)引檢測主要非車載充電機(jī)是否可以測量電壓值，以此判斷出車輛插頭、插座之間的連接狀態(tài)，一般充電接口連接需要進(jìn)行確認(rèn)，如果充電連接裝置連接完成后，電子鎖就處于鎖閉狀態(tài)。第二，互操作性和統(tǒng)一性測試。先需要通過測試模擬設(shè)備輸出測試指令，測試儀可以隨時(shí)記錄測試過程，并處理測試問題，仿真設(shè)備終端接收被測設(shè)備的信號(hào)，并通過指令控制，將測試結(jié)果傳輸?shù)綔y試仿真設(shè)備中。第三，電能質(zhì)量檢測。先需要在充電樁交流電源側(cè)確定測量位置，在測量前需要將充電樁交流輸入測電源開關(guān)分閘處，將電壓、電流直接輸入電能質(zhì)量記錄儀中。并閉合充電樁交流輸入側(cè)電源開關(guān)，將充電樁頭通過交直流負(fù)載控制箱和負(fù)載電流進(jìn)行連接，以此通過調(diào)整充電樁額定電壓、電流，獲取充電參數(shù)。當(dāng)電流穩(wěn)定時(shí)可以連續(xù)測試，測試時(shí)間、測試記錄都需要符合標(biāo)準(zhǔn)，以此將記錄數(shù)據(jù)存儲(chǔ)。第四，功效檢測。功效檢測可以適用于直流樁，先需要將充電機(jī)和負(fù)載進(jìn)行連接，并調(diào)設(shè)至恒壓狀態(tài)，輸入電壓為上限值，將負(fù)載電流調(diào)至額定輸出電流值，以此對充電機(jī)輸入功率和輸出功率進(jìn)行測試。第五，非車載充電機(jī)通用電性能測試。該項(xiàng)目測試環(huán)節(jié)多，主要有沖擊電流試驗(yàn)、輸出電流誤差試驗(yàn)、輸出電壓誤差試驗(yàn)等。第六，非車載充電機(jī)傳導(dǎo)操作性測試。其測試分為19個(gè)項(xiàng)目，比如，控制導(dǎo)引電壓額定測試，調(diào)整階段測試、連接測試等，其中在開展輸入電流停止測試、輸出電流調(diào)整測試、輸出電流誤差測試時(shí)，需要將直流負(fù)載和交流電源進(jìn)行混合應(yīng)用。第七，非車載充電機(jī)通信協(xié)議測試，該項(xiàng)目測試內(nèi)容較多，比如低壓輔助上電和充電、充電參數(shù)配置、充電進(jìn)行、充電結(jié)束等。對于以上測試需要相關(guān)人員注意各種限制條件，以此根據(jù)實(shí)際情況開展測試工作[2]。

5 電動(dòng)汽車充電樁現(xiàn)場檢測的方法

5.1 一般檢測方法

一般檢測方法是充電樁現(xiàn)場檢測常用的一種方法，其主要通過手動(dòng)操作的方式對充電樁外殼進(jìn)行檢查，查看充電樁外形和內(nèi)部構(gòu)造是否存在變形、開裂、磨損情況，是否有異物，并對其表面涂層進(jìn)行檢查。檢測人員在打開充電樁后，需要對內(nèi)部構(gòu)造進(jìn)行詳細(xì)檢查，重點(diǎn)查看樁體中的計(jì)量計(jì)費(fèi)單元、人機(jī)交互界面、控制單元、電源回路等。

5.2 電源均流檢測

電源均流檢測是一種常見的檢測方法，該技術(shù)因?yàn)閮?yōu)勢顯著，已經(jīng)被廣泛普及，首先，在檢測時(shí)，檢測人員需要將充電機(jī)鏈和負(fù)載進(jìn)行連接，并對其電流和電壓進(jìn)行設(shè)置，確保其處于恒壓狀態(tài)，輸入額定電壓，不斷調(diào)整負(fù)載電流，使其達(dá)到額定電流輸出值，以此根據(jù)各個(gè)模塊進(jìn)行測量。其次，需要根據(jù)實(shí)際情況對直流電壓整定值進(jìn)行優(yōu)化，以此開展多項(xiàng)試驗(yàn)，當(dāng)充電機(jī)模塊電源斷開后，需要重復(fù)上述操作，以此保證電流在試驗(yàn)下可以穩(wěn)定運(yùn)行，并將均流不平衡控制在5%以下。

5.3 主要功能檢測

為了保證電動(dòng)汽車運(yùn)行安全，需要對電動(dòng)汽車充電樁功能、運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行全面檢測，及時(shí)發(fā)現(xiàn)問題進(jìn)行事前解決。電動(dòng)汽車充電樁功能主要包括以下幾個(gè)方面：充電樁通信功能檢查，充電樁需要在通電情況下根據(jù)協(xié)議系統(tǒng)檢測其是否可以按照需求進(jìn)行工作;充電樁顯示功能檢查，檢測人員事先對充電樁運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行模擬，比如充電故障時(shí)的報(bào)警信號(hào)，以此反應(yīng)出充電運(yùn)作狀態(tài);充電樁輸入功能檢檢查，充電樁在通電時(shí)需要對啟停狀態(tài)進(jìn)行模擬，以此查看充電樁是否可以正常運(yùn)行;充電樁絕緣功能檢查，采用充電樁直流電輸入，檢查充電樁絕緣電阻的數(shù)值;對充電樁輸入交流電，以此檢查充電樁電流值的泄漏情況，并檢查充電樁絕緣情況;充電樁機(jī)防護(hù)功能檢查，在充電前，先需要打開充電樁上方蓋子，查看其線路連接設(shè)備電流電壓是否穩(wěn)定[3]。

5.4 安全性能檢測

在進(jìn)行電動(dòng)汽車充電樁現(xiàn)場檢測時(shí)，既需要做好重點(diǎn)項(xiàng)目檢測，還需要做好安全性能檢測，具體工作內(nèi)容如下所示：檢測控制引導(dǎo)時(shí)，檢測人員需要對斷開交流電回路情況進(jìn)行勘察，以此計(jì)算充電樁的運(yùn)行時(shí)間。檢測電能質(zhì)量時(shí)，檢測人員需要對充電樁電流終端位置進(jìn)行檢查，將額定電壓和電流輸入電能質(zhì)量分析系統(tǒng)中，將電流和電壓數(shù)值作為依據(jù)，進(jìn)行連接測試，并隨時(shí)記錄數(shù)據(jù)變動(dòng)信息。檢測電磁兼容功能時(shí)，檢測人員需要重點(diǎn)檢測電磁，確保充電樁可以運(yùn)行基礎(chǔ)狀態(tài)良好，并對進(jìn)行電流抗干擾測試，測試充電樁是否可以在干擾情況下繼續(xù)運(yùn)行，是否有異常情況。另外，相關(guān)技術(shù)人員還需要注重開發(fā)、利用交流充電樁濾波器功能，以此阻隔電磁干擾因素，降低電磁對充電樁的影響。

6 結(jié)束語

綜上所示，充電樁現(xiàn)場檢測技術(shù)要求高、項(xiàng)目內(nèi)容多，可以有效發(fā)現(xiàn)充電樁電流、電壓輸入輸出問題，以此保證充電樁裝置工作狀態(tài)穩(wěn)定，保證充電樁電能應(yīng)用安全。為了更好地滿足現(xiàn)場檢測要求，相關(guān)部門需要加強(qiáng)電動(dòng)汽車充電樁現(xiàn)場檢測技術(shù)的研究，以此確保檢測方法的可行、可靠，為電動(dòng)汽車提供安全、優(yōu)質(zhì)的充電服務(wù)。

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