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摘要：
新能源電動汽車在使用充電樁進行充電時，極易引發(fā)起火燃燒。究其原因，充電缺乏主動充電的相應(yīng)功能，僅能遵循BMS(電池管理系統(tǒng))所發(fā)出的具體指令實施充電，當BMS處于失效狀態(tài)時，將導(dǎo)致充電樁出現(xiàn)失控，進而持續(xù)充電，引發(fā)動力電池內(nèi)部發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，甚至造成起火燃燒。本文簡述了新能源電動汽車充電樁的概念，淺析了直流充電系統(tǒng)概況，探究了新能源電動汽車充電樁主動充電控制策略，以期為電動汽車充電主動充電控制提供借鑒。
1.引言
當前，電動汽車日漸普及，人們高度重視電動汽車的充電安全。充電在為電動汽車充電的過程中，充電機負責對能源進行提供，但由電池管理系統(tǒng)對充電進行控制，這就導(dǎo)致充電機極為被動，進而埋下了充電安全隱患。因此，有必要積極探究新能源電動汽車充電樁主動充電控制策略，實現(xiàn)充電樁對 BMS所發(fā)出充電指令的主動鑒別，并及時處理各類異常命令，有效保障電動汽車實現(xiàn)安全充電。
2.新能源電動汽車充電樁概述
新能源電動汽車充電樁，主要負責為電動汽車提供電能，其功能與加油站相應(yīng)的加油機類似。新能源電動汽車充電樁主要在公共建筑、停車場以及充電站內(nèi)安裝，通常在地面或墻壁上進行固定，可基于各類電壓等級，為各類型號的電動汽車進行充電。充電相應(yīng)的輸入端直接與交流電網(wǎng)進行連接，其輸出端則安裝有充電插頭，用于對電動汽車進行充電。充電通常具有兩種充電方式，一種是常規(guī)充電，一種是快速充電。電動汽車車主可對充電卡進行使用，在充電相應(yīng)的人機交互機上刷卡操作，對電動汽車進行充電。
3.直流充電系統(tǒng)概述
直流充電系統(tǒng)主要由兩部分構(gòu)成，一部分是功率部分，一部分是控制部分。功率部分主要包括如下構(gòu)件:
①充電機。若干組充電模塊經(jīng)過并聯(lián)，即組成了充電機，能實現(xiàn)對容量不同的各類動力電池相應(yīng)的充電需求的有效滿足，同時，能實現(xiàn)對輸出電壓及電流的有效調(diào)整。
②充電樁。充電樁能使充電機有效連接動力電池，并具備人機交互功能，且能實現(xiàn)刷卡計費和有效的充電控制。
③動力電池。動力電池主要負責對電動汽車提供動力，當前，鋰電池在電動汽車相應(yīng)的動力電池中應(yīng)用較多。鋰電池實施單體串并聯(lián)的具體數(shù)量決定了動力電池的實際容量。
BMS主要對動力電池相應(yīng)的全部的單體實施電壓和溫度采集，并將采集結(jié)果作為依據(jù)對電池的SOC進行計算，充電控制單元借助CAN通信將充電策略通知BMS。遵循充電策略，BMS對當前充電電壓及電流進行生成。BMS借助CAN通信將充電電壓及電流向充電控制單元進行傳遞。充電控制單元則向功率控制單元傳遞BMS所申請的具體充電電壓值和電流值，功率控制單元則對充電機功率進行適當調(diào)節(jié)，對充電機實際輸出的電壓以及電流值進行控制。充電控制單元在采集輸出電壓及輸出電流的基礎(chǔ)上，對電量進行生成，對充電進行計費。
4.主動充電控制策略
新能源電動汽車充電樁主動充電控制策略，要求充電機能實現(xiàn)對BMS所發(fā)出的充電電壓及電流的準確判斷，并對BMS所申請的充電電壓及電流的合理性進行辨別。若BMS所申請的充電電壓及電流缺乏合理性，則不能對 BMS的申請需求進行響應(yīng)，且需將 BMS故障進行上報。
主動充電控制策略的良好實現(xiàn)有賴于充電數(shù)據(jù)庫的有效導(dǎo)入。充電數(shù)據(jù)庫涵蓋諸多信息，例如充電電池的具體類型、實際健康程度、充電電壓及電流、電池容量、電壓和溫度、單體容量、電壓和溫度、不同充電階段相應(yīng)的 SOC以及充電具體時間等。上述數(shù)據(jù)所反映的是標準電池在正常充電狀態(tài)下的曲線，實際充電參數(shù)則會借助BMS向充電機進行實時上傳，將之與標準電池在正常狀態(tài)下的曲線實時進行對比，若二者存在較大的偏離，則說明當前存在一定的充電異常問題，應(yīng)及時對之進行處理。其具體處理流程如下:
①充電連接，并對充電時間進行設(shè)定。
②BMS 對電池信息進行上傳。
③將當前充電參數(shù)對充電數(shù)據(jù)庫進行代入，并生成當前標準充電曲線。
④開始充電。
⑤判斷當前充電時間下實際SOC與標準值二者的偏差是否超標，若超標，則使充電機停止充電，對故障信息進行記錄并顯示;判斷當前充電時間下充電電流與標準值二者的偏差是否超標，若超標，則使充電機停止充電并對故障信息進行記錄并顯示;判斷當前充電時間下電池溫度與標準值二者偏差是否超標，若超標，則使充電機停止充電，對故障信息進行記錄并顯示。
⑥達到正常充電結(jié)束條件時，結(jié)束充電。
每次充電，均通過人工方式對充電時間進行設(shè)定，借助BMS對各類電池信息，諸如電力類型、容量以及SOH日等進行上傳，在充電數(shù)據(jù)庫中將上述參數(shù)準確代入，將與當前充電電池相對應(yīng)的標準充電曲線進行生成。標準充電曲線，是指在不同充電電流及環(huán)境溫度下，基于充電時間所呈現(xiàn)出的電池SOC變化曲線。將其中包含的任意3個變量給定，即可將第4個變量準確得出。在該控制策略中，充電機能實現(xiàn)對當前充電電流、電池溫度和SOC的實時獲取，并基于當前相應(yīng)的充電時間，對實際充電電流、電池溫度和SOC與各自對應(yīng)的標準值存在的偏差進行循環(huán)判斷，當所存在的偏差大于閥值時，使充電機停止輸出，并將故障信息進行上報。
主要通過兩個途徑對標準充電曲線進行獲取:
①大量開展測試，并對大數(shù)據(jù)進行記錄，在此基礎(chǔ)上對充電曲線進行生成。
②借助BMS充電算法對充電曲線進行生成。總之，對標準充電曲線進行獲取，均需將BMS作為來源。從本質(zhì)上來說，電動汽車充電主動充電控制策略，是對 BMS 相應(yīng)的充電策略實施二次確認，實現(xiàn)對其準確性的有效保障。
5.應(yīng)用方案
充電運營管理平臺是基于物聯(lián)網(wǎng)和大數(shù)據(jù)技術(shù)的充電設(shè)施管理系統(tǒng)，可以實現(xiàn)對充電樁的監(jiān)控、調(diào)度和管理，提高充電樁的利用率和充電效率，提升用戶的充電體驗和服務(wù)質(zhì)量。用戶可以通過APP或小程序提前預(yù)約充電，避免在充電站排隊等待的情況，同時也能為充電站提供更準確的充電需求數(shù)據(jù)，方便后續(xù)的調(diào)度和管理。通過平臺可對充電樁的功率、電壓、電流等參數(shù)進行實時監(jiān)控，及時發(fā)現(xiàn)和處理充電樁故障和異常情況對充電樁的功率進行控制和管理，確保充電樁在合理的功率范圍內(nèi)充電，避免對電網(wǎng)造成過大的負荷。
實時監(jiān)控
對充電站、充電樁以及各設(shè)備進行實時監(jiān)控。
交易結(jié)算
充電價格策略管理，預(yù)收費管理，賬單管理，營收和財務(wù)相關(guān)報表。
運營趨勢
可按日、月、季度、年查看充電次數(shù)、充電時長、充電金額，同時顯示對應(yīng)的曲線圖。
故障派發(fā)
顯示待派發(fā)的充電樁故障信息，派發(fā)之后生成工單，由運維人員到現(xiàn)場處理故障。
能耗分析
可查看時段充電站和充電樁的用電量，顯示對應(yīng)的能耗趨勢圖并進行同環(huán)比分析。
6.產(chǎn)品選型
安科瑞為廣大用戶提供慢充和快充兩種充電方式，便攜式、壁掛式、落地式等多種類型的充電樁，包含智能7kw/21kw交流充電樁，30kw直流充電樁，60kw/80kw/120kw/180kw直流一體式充電樁來滿足新能源汽車行業(yè)快速、經(jīng)濟、智能運營管理的市場需求。實現(xiàn)對動力電池快速、高效、安全、合理的電量補給，同時為提高公共充電樁的效率和實用性，具有有智能監(jiān)測：充電樁智能控制器對充電樁具備測量、控制與保護的功能；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；云平臺：具備連接云平臺的功能，可以實現(xiàn)實時監(jiān)控，財務(wù)報表分析等等；遠程升級：具備完善的通訊功能，可遠程對設(shè)備軟件進行升級；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；適配車型：滿足國標充電接口，適配所有符合國標的新能源汽車，適應(yīng)不同車型的不同功率
當前位置：