电动汽车充电系统的安全技术研究

第３６卷第４期　Ｖ０１３６　Ｎｏ．４　长春师范大学学报　

￣ｕｍａｌ　ｏｆ　Ｃｈａｎｇｃｈｕｎ　Ｎｏｒｍａｌ　Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ　２０１７年４月　Ａｐｒ．２０１　７　

电动汽车车载充电系统逆变电路的研究　

陈丽颖　

（绥化学院，黑龙江绥化１５２０６１）　

［摘　要］电动汽车是环保和节能产品的研究热点之一。良好的充电技术水平是其稳定运行的前提　条件，并且直接影响汽车产业的发展前景。本文提出了车载充电系统的逆变电路主电路图，针对逆　变电路考虑输出谐波少并且减少噪声的设计原则，对逆变电路的主电路进行了设计，并对部分参数　进行了计算。然后利用ＭＡＴＬＡＢ／Ｓｉｍｕｌｉｎｋ软件对逆变电路输出的电压和部分电路的损耗进行仿　真、对比，从而提　了系统电路的优化方法，验证了理论分析和方法的正确性。　［关键词］车载充电系统；ＤＣ／ＤＣ变换器；ＳｉＣ；ＭＡＴＬＡＢ／Ｓｉｍｕｌｉｎｋ　［中图分类号］ＴＭ９１２　［文献标志码］Ａ　［文章编号］２０９５—７６０２（２０１７）０４—００３４～０４　

电动汽车环保节能的优越特性，使其成为当今世界工业产品研究的热点。充电技术一直是电动汽车稳定　运行的关键技术之一，也是当今研究者们关注的热点。而国内外文献较多研究充电系统的设计结构…，也有　对充电系统的充电程序进行详细研究与设计　Ｉ４　Ｊ。然而，对电动汽车充电系统的效率和控制精度相关问题的　

系统研究却很少。本文首先对车载充电系统进行整体设计，对部分电路进行参数计算及优化，并通过对逆变　电路输出电压波形及充电电压波形的仿真进行验证。　

１　系统整体设计　本文研究的车载充电系统的主电路输入电压为２２０Ｖ，最大功率值可输出为４ｋＷ，输出电压最高达４５０Ｖ，　最大输出电流可达１２Ａ；充电系统主电路结构前级为Ｂｏｏｓｔ型ＡＰＦＣ电路，对功率因数进行校正；可对充电系　统的控制精度进行全面调整，包括稳压精度和稳流精度都会有较大的提升；后端为全桥逆变电路　，由于其　

电动汽车辅助充电系统研究　

●詹华　

（福建船政交通职业学院，福州３５０００７）　

摘要为了改善电动汽车快速充电器的充电性能，本项目开发了一个电池辅助　

充电系统。所开发的系统主要由一个交流一直流变换器、一个直流一直流变换器、一个　

固定电池和一个电动汽车充电器组成。不同季节（冬季和夏季）充电率间的差异表明电　

动汽车电池的温度（受到周围温度的影响）对充电率的影响：夏季的充电率高于冬季的　充电率。此外，本项目在不同的季节（冬季和夏季）和不同的供电容量（５０，３０，和１５ｋｗ）下　

进行了同步充电实验。相比于常规的充电系统，本项目中开发的系统可以提高电动汽　

车充电器的充电性能，尤其在充电速率上有着很大的提升。同时，本系统将满足电网的　

最大功率约束。　关键词　电动汽车快速充电　电池辅助　

１　简介　

随着石油和天然气价格的波动，电池技术的发展，以　

及电动汽车较低的环境污染度，电动汽车的开发和部署　在近一段时间内不断加速。与传统内燃机汽车相比。电动　

汽车由于有着更高的总能效ＩｌＪ，所以它的运行成本显著降　

低。在我国，为贯彻落实国务院办公厅《关于加快新能源　汽车推广应用的指导意见》精神，利用价格杠杆促进电动　

汽车推广应用，电动汽车一年的总燃料成本可以小于一　

辆内燃机汽车一年总燃料成本的２０％ｆ在一年总里程数　是１０，０００千米，夜间电价０．４５７元／ｋＷｈ，汽油价６元，Ｌ，　

并且电动汽车的能耗是６ｋｍ／ｋＷｈ而内燃机汽车的能耗　

是１５ｋｍ／Ｌ时的条件下）。此外，电动汽车的推广可以加强　

对间歇性可再生能源资源的整合，减少温室气体排放量，　并且提高电网效率和可靠性。　

一般来说，电动汽车充电可以被分为以下几类翻：（１）　

慢速充电率０～４ｋＷ，（２）快速充电率１０—２０ｋＷ，（３）超快速　

充电率５０ｋＷ甚至更高。在电动汽车起步最早的国家一日　本，丰田和日产等日本大型汽车厂商制定了ＣＨＡｄｅＭＯ　

标准，充电率在１０～５０ｋＷ之间。对于致力于推广普及电　

国内外电动汽车发展现状及充电技术研究

一、国内外电动汽车发展现状

1. 国外电动汽车发展概况

随着全球对环保和可持续发展的日益关注，电动汽车（EV）在全球范围内的发展势头迅猛。特别是在一些发达国家和地区，电动汽车的普及率和技术水平已经走在了世界前列。

在欧洲，许多国家为电动汽车的发展提供了强有力的政策支持。例如，挪威是全球电动汽车销量最高的国家之一，其政府通过提供购车补贴、免费停车和免除道路使用费等优惠政策，极大地推动了电动汽车在该国的普及。德国和英国等传统汽车制造强国也在电动汽车技术上投入巨资，力图保持在全球市场的领先地位。

在亚洲，中国、日本和韩国等国家在电动汽车领域也取得了显著成就。中国的电动汽车市场已经成为全球最大的电动汽车市场，不仅有多家本土企业崭露头角，而且政策层面也给予了大力支持。日本在电池技术和材料科学方面有着深厚的积累，因此在电动汽车的电池领域具有领先优势。韩国则在电动汽车的设计和制造方面有着独特的优势，其产品在国际市场上也受到了广泛认可。

在北美，美国和加拿大等国的电动汽车市场也在稳步增长。美国政府通过制定严格的排放标准和提供购车补贴等措施，推动了电动汽车的普及和技术进步。加拿大的电动汽车产业链也相对完善，多家企业在电池、充电设施等领域有着不俗的表现。

国外电动汽车的发展呈现出多元化、全面化的特点，不仅在市场规模上不断扩大，而且在技术研发和产业链建设方面也取得了显著成就。这些成功的经验和做法对于我国电动汽车的发展具有重要的借鉴意义。

2. 国内电动汽车发展概况

近年来，中国电动汽车的发展取得了显著的进步，不仅在市场规模上迅速扩大，而且在技术研发和产业布局上也呈现出积极的态势。政策推动是中国电动汽车快速发展的关键因素之一。政府通过制定一系列优惠政策和补贴措施，鼓励消费者购买电动汽车，推动电动汽车产业的快速发展。同时，中国还加大了对电动汽车基础设施建设的投入，建设了大量的充电桩和充电站，为电动汽车的普及提供了有力支持。

电动汽车充电桩系统的研究与设计

随着科技的不断发展，电动汽车在全球范围内的推广越来越普及。然而，电动汽车的充电设备却成为了其普及过程中的一个重要瓶颈。电动汽车充电桩系统资源有限，建设成本高，同时由于市场竞争激烈，一些充电设备的质量也无法得到保障。因此，电动汽车充电桩系统的研究与设计变得越来越重要。本文将探讨电动汽车充电桩系统的研究与设计，并提出解决方案。

一、电动汽车充电桩系统的研究

电动汽车充电桩系统包括充电设备、充电站及管理系统三个方面。其中，充电设备作为电动汽车充电桩系统的核心部分，不仅直接关系到充电速度和效率，同时还对使用体验有很大的影响。

在充电设备的研究方面，从充电速度、安全性、稳定性以及耐用性四个方面入手，本文提出一些解决方案。首先，在充电速度方面，可以提升充电设备的输出功率和电压，通过增加充电电路的数量，提高充电速度。其次，在安全性方面，可以采用双重保险机制，通过预防和检测措施来避免充电设备的故障，并提高充电设备的安全性。第三，在稳定性方面，可以采用直流充电技术，通过恒流、恒压充电的方式来提高充电设备的稳定性。最后，在耐用性方面，可以采用防水、防尘、防爆的材料和部件，来提高充电设备的使用寿命。

其次，充电站的研究也是电动汽车充电桩系统研究的重点之一。充电站的建设需要考虑到充电站规模、位置选择、设备选型等多个方面。在充电站规模方面，需要根据充电站的位置、周边市场条件以及当前充电设备的使用情况等多个因素来确定充电站的规模。在位置选择方面，需要考虑到充电站周边的人流、车流和电网供应等多个因素，以选择合适的位置。在设备选型方面，需要根据充电站的规模和投资预算等因素来选择合适的充电设备。

最后，管理系统也是电动汽车充电桩系统研究的一个重要方面。管理系统需要能够实时监控充电桩设备的使用情况，以便对其进行合理的配备和使用。同时，管理系统还需要能够将充电桩设备的数据传输到互联网上，以便实现充电桩设备的远程控制和信息共享。