电动汽车充电桩设计与应用

电动汽车充电桩设计与应用

汪进波 1 张萍 2

咸宁市勘察建筑设计院 1 湖北咸宁 437100 咸宁市丰源电业有限责任公司 2 湖北咸宁 437100

摘要：目前，随着我国社会经济的快速发展，我国的各个领域都取得了突破性的发展，尤其是在电动汽车充电桩的设计方法，新型的电动汽车充电桩设计已经广泛的受到了人民群众的青睐与认可，而这种发展前景也是非常可观的，从而使越来越多的人更加重视该行业的发展。但是无论哪一行业的发展，都有利有弊，在电动汽车充电桩设计与应用方面仍然存在一些不足与问题，因此，本文主要就电动汽车充电桩设计与应用进行分析，希望能够进一步促进该行业的现代化发展。

关键词：电动汽车；充电桩；设计；应用

0引言

现阶段全球能源与环境危机严重，人们越来越重视环境保护问题。电动汽车作为绿色环保的新型交通工具，具有广阔的发展前景。我国政府也出台了一系列的政策，积极推进新能源汽车的发展与应用。但是电动汽车产业仍然不够成熟，市场上仍然存在充电桩接口不匹配、质量参差不齐等问题，为此国家也推行了相应的标准来规范电动汽车充电桩的设计。为了切实有效地发挥充电桩的社会效益和经济效益，设计人员需要从充电桩的基本功能入手，注重智能充电桩的创新，不断提高其安全性和实用性。

1电动汽车充电桩概述

1.1电动汽车充电桩背景及发展现状

人们生活水平提高的同时，环境保护意识日益增强，在选择交通出行方式时，更愿意以电动汽车为主，从而为电动汽车创造巨大的发展空间，电动汽车已经成为汽车市场新的发展动力。尽管电动汽车具有广阔的发展空间，但是在发展初期许多设施缺乏配套体系，严重影响电动汽车的发展，并成为有关部门重点解决的问题。现阶段我国已经加大电动汽车配套设施的完善，以国建电网为基础建设充电站、充电桩等设施，同时积累一定的建设经验。

1.2电动汽车充电的方法

电动汽车充电方法主要有两种，一种为交流充电法，另一种为直流充电法。直流充电法可以在普通的停车场为大型公共汽车提供充电服务，而且直流充电法可以快速完成充电，为人们创造便利的充电条件。

（1）交流充电。交流充电是由电网公司以220V或者380V电压的形式，为电动汽车提供交流充电服务。在电动汽车内部，车载充电装置通过滤波、整流的方式，将电流储存到电动汽车蓄电池内，可以快速完成充电过程，主要在小型纯电动汽车上采用交流充电方法。

（2）更换电池组。采用更换电池组方法对电动汽车进行充电，要求电动汽车应有两组蓄电池，一组作为电源为电动汽车提供能源，另一组作为蓄电池通过地面获得电能。为电动汽车配置两组蓄电池，避免电动汽车在行驶时一组蓄电池电力不足，导致汽车停止行驶，这时另一组蓄电池提供电能，可以保证汽车正常的行驶。以更换电池组形式为电动汽车提供电能，减少更换电池的同时，还能有效减少充电时间。尽管更换电池组方法应用较为广泛，但是对电动汽车配置的两组蓄电池都需要进行充电，要求充电设施或者更换站数量较多，同时也会相应地增加工作人员，进行日常的运行和维护，需要更多的投入才能保证电动汽车正常的运行，而且无法实现智能化控制目标，存在适应性较差等问题。

（3）非接触式充电。采用非接触式充电方法，会以地面为基础配置充电电器元件，只有保证汽车与电器元件的有效连接，才能使汽车进行有效的充电。在充电过程中无论汽车保持静止或者行驶状态，都可以进行充电，无需使用充电桩，但是现阶段非接触式充电还无法应用在实际充电过程中。

2分析智能充电桩的总体设计需要

2.1要经受多种极端天气的考验

现如今随着人类活动的不断频繁，环境产生了较多的问题，地球上也是频繁地出现了一些极端的天气情况，对于社会以及经济的发展都是带来了不同程度的影响。因此设计出的智能充电桩要应对极端环境作为前提，这样做才能在一定程度上保证充电桩自身具有较为良好的密封性能，让充电桩能够减少受到雨雪等天气带来的影响，避免充电桩内部的电器元件出现故障问题，对充电桩的正常使用带来影响。除此之外，充电桩内部也要避免温度过高，可以适当的增加空间流动，及时消散电器元件出现的热量，在一定程度上保证充电桩能够更加稳定的工作。

2.2要具有较强的抗电磁干扰能力

针对于无线移动通信的技术而言，对于充电桩存在着较为明显的电磁干扰，因此在设计充电桩的过程中，必须要对电磁抗干扰的能力进行提高，同时也是需要根据其电气情况合理的对充电柱内部结构进行布局，尽可能的降低不同类型的电磁带来的干扰，保证其智能充电桩能够更加稳定的进行运行。

3电动汽车充电桩的设计与应用

3.1硬件设计

在充电桩的设计过程中，硬件的设计属于一个核心设计环节，所以，在过程中，应该使用C44Box对充电桩内的电池管理系统进行有效的控制，而这个处理器的作用就是能够有效的进行控制，而后在利用整个网络通信对信息进行准确的统计和采集。在本次所涉及到的控制系统中，应该确保客户能够控制系统，同时也能够通过系统查询到充电卡内的余额，并且及时的显示到屏幕中，从而能够清晰的显示出充电所需要的时间和目前电池的电量。同时，时间控制系统主要由单元处理器、电能输出以及电源电路等若干个硬件组成，并且，在这其中需要利用一个电路对放电进行控制，其由信号调理电路和采集电路所组成，该电路的主要作用就是能够控制系统内电源的整体输出，从而保证系统的运行。

3.2环境及电磁兼容设计

若充电桩在恶劣的环境中使用，会降低充电桩的使用寿命。为提高充电桩的使用寿命，减少极端环境对充电桩的影响，应融入抗环境破坏的设计理念，同时根据抗电磁干扰要求，设计出具备抗环境影响、抗电磁干扰的综合性充电桩，以便充电桩在恶劣环境以及电磁强的环境内，依然可以为电动汽车提供充电服务。在进行充电桩桩体结构设计时，运用交叉覆盖工艺提升桩体的保护能力，同时保证桩体在良好的通风状态以及散热性能下，使充电桩可以正常的使用。桩体的主体材料以镀锌钢板为主，采用汽车烤漆工艺可以提升桩体表面的抗腐蚀、抗锈蚀能力。桩体内配置的汽车元件，都应以工业级为标准，并在内部配置压敏电阻、磁环和顺变二极管等构件，力求充电桩可以在任何极端环境下提供充电服务。

3.3导引电路的设计

对于导引电路来说，其主要的作用就是能够在充电前对接口进行全面的检查，所以，在连接充电装置和电功率等工作时，应该要确保信息的准确性，同时也要做好充电时的监管工作。当电动汽车和充电桩之间进行连接时，应该通过充电电缆进行连接，为了能够实现这一目的与原理，应该在充电前，对充电桩进行控制，并且详细的记录好控制和监测数据，在完成记录后，对电压值是否符合要求进行判断，同时，应该确认好接口之间的连接，这样一来就能够确保整个过程的安全性。

结束语

综上所述，在设计充电桩时，应该对其电流、电功率等进行充分的分析，同时也要分析好原理图，通过车载充电和原理图中的内容，能够有效的将其与控制器进行结合，从而对硬件的设计进行全面的研究。另外，电动汽车充电桩的工作原理也是非常复杂的，其内在设计的程序也非常繁琐，所以，必须要在日后的工作中进行深入的研究，从而进一步提高电动汽车充电桩设计的全面性。

参考文献

[1]康强,顾鹏云,李洁,左曙光.电动汽车电驱动总成噪声传递特性测试和分析[J].噪声与振动控制,2018,38(06):109-112

[2]李礼夫,梁翼.基于不同加速方式的纯电动汽车电能量消耗研究[J].测试技术学报,2018,32(04):335-340