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摘要：
新能源電動汽車在使用充電樁進行充電時，極易引發起火燃燒。究其原因，充電缺乏主動充電的相應功能，僅能遵循BMS(電池管理系統)所發出的具體指令實施充電，當BMS處于失效狀態時，將導致充電樁出現失控，進而持續充電，引發動力電池內部發生化學反應，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，但由電池管理系統對充電進行控制，這就導致充電機極為被動，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，實現充電樁對 BMS所發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。充電相應的輸入端直接與交流電網進行連接，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.直流充電系統概述
直流充電系統主要由兩部分構成，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件:
①充電機。若干組充電模塊經過并聯，即組成了充電機，能實現對容量不同的各類動力電池相應的充電需求的有效滿足，同時，能實現對輸出電壓及電流的有效調整。
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的動力電池中應用較多。鋰電池實施單體串并聯的具體數量決定了動力電池的實際容量。
BMS主要對動力電池相應的全部的單體實施電壓和溫度采集，并將采集結果作為依據對電池的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節，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，要求充電機能實現對BMS所發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，且需將 BMS故障進行上報。
主動充電控制策略的良好實現有賴于充電數據庫的有效導入。充電數據庫涵蓋諸多信息，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、不同充電階段相應的 SOC以及充電具體時間等。上述數據所反映的是標準電池在正常充電狀態下的曲線，實際充電參數則會借助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定。
②BMS 對電池信息進行上傳。
③將當前充電參數對充電數據庫進行代入，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達到正常充電結束條件時，結束充電。
每次充電，均通過人工方式對充電時間進行設定，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，在充電數據庫中將上述參數準確代入，將與當前充電電池相對應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境溫度下，基于充電時間所呈現出的電池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，并基于當前相應的充電時間，對實際充電電流、電池溫度和SOC與各自對應的標準值存在的偏差進行循環判斷，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，并對大數據進行記錄，在此基礎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。從本質上來說，電動汽車充電主動充電控制策略，是對 BMS 相應的充電策略實施二次確認，實現對其準確性的有效保障。
5.應用方案
充電運營管理平臺是基于物聯網和大數據技術的充電設施管理系統，可以實現對充電樁的監控、調度和管理，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質量。用戶可以通過APP或小程序提前預約充電，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據，方便后續的調度和管理。通過平臺可對充電樁的功率、電壓、電流等參數進行實時監控，及時發現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充電，避免對電網造成過大的負荷。
實時監控
對充電站、充電樁以及各設備進行實時監控。
交易結算
充電價格策略管理，預收費管理，賬單管理，營收和財務相關報表。
運營趨勢
可按日、月、季度、年查看充電次數、充電時長、充電金額，同時顯示對應的曲線圖。
故障派發
顯示待派發的充電樁故障信息，派發之后生成工單，由運維人員到現場處理故障。
能耗分析
可查看時段充電站和充電樁的用電量，顯示對應的能耗趨勢圖并進行同環比分析。
6.產品選型
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快速、經濟、智能運營管理的市場需求。實現對動力電池快速、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，可以實現實時監控，財務報表分析等等；遠程升級：具備完善的通訊功能，可遠程對設備軟件進行升級；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，適應不同車型的不同功率
當前位置：