电动汽车充电策略设计

⑴ 电动汽车充电对电网的影响有什么应对策略吗

1.有序充电方法

从电网符合角度来讲，必须要避开电网常规用电高峰，对电动汽车充电负荷给予合理分散，减少电动汽车充电对电网其他负荷造成的额冲击，节约发输配电方面建设成本，维持电动汽车与电网之间的协调稳定发展。因此，需要从电动汽车日耗电量需求角度展开分析，利用技术或者经济方面手段引导电动汽车展开有序充电，利用充电站完成充电，提高电动汽车充电管理水平。

第一，增加换流装置脉动数，当前充电站存在有较大的低次特征谐波电流，为了实现对这一谐波电

流的有效抑制，充电站厂家需要进行技术审计，利用多重移相叠加等技术，提高脉动数。为了避免更换充电站设备所造成的成本增大情况，可利用现有充电站，对充电站进线改装二次绕组整流变压器，实现对低次特征谐波电流的有效抑制；

第二，使用无源型交流滤波器，该滤波装置由电抗器、电阻器和电容器等组合而来，与充电站负荷并联

连接，不仅有滤波作用，同时还具备无功补偿特性，能够满足调压方面需要。该设备结构简单、方便维护、运行可靠性高，当前在充电站方面有着非常广泛应用，在容量设计方面，不仅能够满足谐波电流吸收需要，同时还不会有无功补偿出现；

第三，有源滤波器，充电机的负荷特性变化相对较快，很难保持滤波、调压以及无功补偿方面要求始终协调，导致无源滤波无法满足各个方面需要，可考虑使用有源滤波技术，利用有源滤波器达到理想的效果。

⑵ 如何提高电动汽车充电效率

1、充电桩的影响简单来讲，充电桩输出功率越大，充电时间越短，不过目前充电桩分为了交流充电桩和直流充电桩，我们可以分开来进行解释。
从交流桩来讲，国内大部分慢速充电桩或充电盒均采用220v交流充电，输出电流分别为16A或32A，理论功率分别可达到3.3kw或6.6kw，考虑到10%的功率损耗，交流充电速度还是很慢的，例如对于一般电池电量为20kwh左右的电动汽车，采用目前主流3.3kw交流充电方式就需要6-8个小时才能够充满电。对于特斯拉220v的HPWC(高功率壁挂适配器)输出电流可达50A，输出功率11kw，我们还是不用想了，这是专门为MODELS设计的，并且特斯拉与国标接口也不通用，不符合国情，看看就好。


对于直流桩来讲，不同于交流充电桩220v电压接入，直流桩接入的电压为380v，功率一般达到10kw以上，例如市面上针对于电动乘用车，国网建的直流桩大部分是37.5kw，普天建的也在10kw、15kw以上。对于一般电池电量为20kwh左右的电动汽车来讲，用10kw直流桩充电2-3小时既可以满电。
由此可见，仅仅从输出功率上来判断，交流和直流的充电快慢便见分晓，据说一些早期的电动汽车车型只配备了交流充电口，那充电速度自然也快不起来了，所以在行业内就有交流慢充、直流快充的说法。
所以，对于刚使用电动汽车的车主，这里可以给大家提供一个简单估算爱车充电时间的方法，在爱车充电过程中，等充电桩显示界面上输出电流、电压稳定的时候，看下输出电压值和电流值，计算一下输出功率，然后对比自己车准备充电的电量，就能大概推算出充电所需要的时间。
2、整车车载充电机的影响在整车交流充电过程中，会有车载充电机参与到电流转换过程中，通常交流电会经过车载充电机转换成直流电作为电能储存到动力电池中。因此，对于整车的车载充电机设计，其功率需要与交流输出功率进行匹配，一般在3.3kw左右，就算用更高功率的充电桩输出电流也只能在16A左右，充电速度也快不起来，不过可以预见的是，随着电动汽车电池电量的增加，未来车载充电机功率应该在6.6kw以上，才能保证用户对充电速度的最低需求，有一次在考察充电桩的过程中，发现绅宝电动汽车充电可达到220V/32A，经过了解得知车载充电机功率可达到6.6kw，充电速度比E150EV快了不少。

而如果采用直流充电的方式，由于采取与交流充电不同的接口，直流电作为电能直接储存到动力电池内，不经过车载充电机这一关，充电速度自然快了不少，但是为了保证电池寿命，避免过充过放，车厂会对整车动力电池的BMS(电池管理系统)进行设置，例如在深圳运营的比亚迪E6的充电倍率在0.5C左右(E6充电电压电流326V/100A)。
3、动力电池的影响在充电桩端输出固定功率相同的情况下，整车动力电池电量越大，充电时间就越长，这就如同小学生的数学题一般，在同样口径的放水管向池子里注水，池子越大，放满水需要的时间越长，这个道理比较简单。
另外，三元材料锂电池的能量密度一般比磷酸铁锂电池高，那么对于同一车型来讲，如果要求续驶里程一致，三元电池装的肯定比铁锂要少，充电速度自然就快了一些。
还有个现象北方的朋友们感受会比较深，就是在冬季的时候爱车充不上电，或者充电速度慢得令人抓狂，这是怎么回事呢？这与电池本身的化学特性有关，就是所谓的低温保护，在气温过低的情况下，电池中的金属锂会产生沉积现象，不再和物质发生化学反应，从而发生电池内部短路的情况。特别要提一下磷酸铁锂的电池低温性能比较差，据相关材料显示其0℃时的容量保持率约60～70%，-10℃时为40～55%，-20℃时为20～40%，三元电池略优于磷酸铁锂。以前有些电动汽车用户需要将车开出去跑几圈热热车才能充上电，估计电动汽车热车这事也就是在北方地区才会有，不过现在大部分车厂都有电池加热模块，寒冷的时候边充电边加热，在充电过程中激活电池，电能自然也会耗费不少。总之冬季充电速度慢的事是肯定的，但是不同车厂解决的方案及效率会略有不同，对于这个问题车主们在买车前还是要仔细询问清楚了。
4、其他影响因素这里提一下电力负载的影响因素，特别在夏季的时候，家家户户都开空调或其他大功率设备，变压器负载达到高峰，电压是会出现下降的情况，这也会影响到电动汽车的充电速度。不过正规的小区一般都是专用变压器，对充电速度影响有限，而一些自建房、城中村等用户用电一般来自区域公用变压器，影响就大一些了。因此，对于电动汽车用户，建议选择用电谷期进行充电，充电速度就会快一些。

⑶ 汽车充电系统方案如何设计

想想如何按充电桩充电桩的样式是什么样

⑷ 电动汽车充电站的设计

充电站按照功能可以划分为四个子模块：配电系统、充电系统、电池调度系统、充电站监控系统。充电站给汽车充电一般分为三种方式：普通充电、快速充电、电池更换。普通充电多为交流充电，可以使用220V或380V的电压。快速充电多为直流充电。充电站主要设备包括充电机、充电桩、有源滤波装置、电能监控系统。
建设电动汽车充电计费系统，系统的实现由三部分组成，下面分别进行介绍：
1、建设充电计费系统管理平台，对系统涉及到的基础数据进行集中式管理，例如电动汽车信息、购电用户信息、资产信息等。
2、建设充电计费系统运营平台，用于对电动汽车的充放电及购电用户的充值进行运营管理。
3、建设充电计费系统查询平台，用于对管理平台及运营平台产生的相关数据进行综合查询

⑸ 纯电动汽车车载充电机的技术方案、难点是什么设计时应注意什么

目前电动车充电机行业内较多在做的是非车载的，汽车上只要保留蓄电池和充电接口以及通讯接口就行，通过外部高压，一般是400V充电系统来充电。一般由电力电源或者通信电源的制造商在转型做，要求模块化，热插拔，功率高，谐波含量少，一般都做成三相电源。较多采用有源三相功率因数校正加上DC/DC变换器来控制输出电压，难点在功率拓扑和控制方式上，并且充电机安全要高于传统工业领域，对可靠性和安规方面要求较高。

⑹ 电动汽车充电站的充电方法

电动汽车蓄电池放电后，用直流电按与放电电流相反的方向通过蓄电池，使它恢复工作能力，这个过程称为蓄电池充电。蓄电池充电时，电池正极与电源正极相联，电池负极与电源负极相联，充电电源电压必须高于电池的总电动势。充电方式有恒电流充电和恒电压充电两种。
电动汽车充电技术充电方法的研究：
常规充电制度是依据1940年前国际公认的经验法则设计的。其中最著名的就是“安培小时规则”：充电电流安培数，不应超过蓄电池待充电的安时数。实际上，常规充电的速度被蓄电池在充电过程中的温升和气体的产生所限制。这个现象对蓄电池充电所必须的最短时间具有重要意义。
恒流充电法
恒流充电法是用调整充电装置输出电压或改变与蓄电池串联电阻的方法，保持充电电流强度不变的充电方法。控制方法简单，但由于电池的可接受电流能力是随着充电过程的进行而逐渐下降的，到充电后期，充电电流多用于电解水，产生气体，使出气过甚，因此，常选用阶段充电法。
阶段充电法
此方法包括二阶段充电法和三阶段充电法
①二阶段法采用恒电流和恒电压相结合的快速充电方法，首先，以恒电流充电至预定的电压值，然后，改为恒电压完成剩余的充电。一般两阶段之间的转换电压就是第二阶段的恒电压。
②三阶段充电法在充电开始和结束时采用恒电流充电，中间用恒电压充电。当电流衰减到预定值时，由第二阶段转换到第三阶段。这种方法可以将出气量减到最少，但作为一种快速充电方法使用，受到一定的限制。
恒压充电法
充电电源的电压在全部充电时间里保持恒定的数值，随着蓄电池端电压的逐渐升高，电流逐渐减少。与恒流充电法相比，其充电过程更接近于最佳充电曲线。用恒定电压快速充电，由于充电初期蓄电池电动势较低，充电电流很大，随着充电的进行，电流将逐渐减少，因此，只需简易控制系统。
这种充电方法电解水很少，避免了蓄电池过充。但在充电初期电流过大，对蓄电池寿命造成很大影响，且容易使蓄电池极板弯曲，造成电池报废。鉴于这种缺点，恒压充电很少使用，只有在充电电源电压低而电流大时采用。例如，汽车运行过程中，蓄电池就是以恒压充电法充电的。
快速充电法
①脉冲式充电法，这种充电法不仅遵循蓄电池固有的充电接受率，而且能够提高电动汽车蓄电池充电接受率，从而打破了蓄电池指数充电接受曲线的限制，这也是蓄电池充电理论的新发展。

②2REFLEXTM快速充电法，这种技术是美国的一项专利技术，它主要面对的充电对象是镍镉电池。由于它采用了新型的充电方法，解决了镍镉电池的记忆效应，因此，大大降低了蓄电池的快速充电的时间。铅酸蓄电池的充电方法和对充电状态的检测方法与镍镉电池有很大的不同，但它们之间可以相互借REFLEXTM充电法的一个工作周期包括正向充电脉冲，反向瞬间放电脉冲，停充维持3个阶段。
③变电流间歇充电法，这种充电方法建立在恒流充电和脉冲充电的基础上，如图7所示。其特点是将恒流充电段改为限压变电流间歇充电段。充电前期的各段采用变电流间歇充电的方法，保证加大充电电流，获得绝大部分充电量。充电后期采用定电压充电段，获得过充电量，将电池恢复至完全充电态。通过间歇停充，使蓄电池经化学反应产生的氧气和氢气有时间重新化合而被吸收掉，使浓差极化和欧姆极化自然而然地得到消除，从而减轻了蓄电池的内压，使下一轮的恒流充电能够更加顺利地进行，使蓄电池可以吸收更多的电量。
④变电压间歇充电法，在变电流间歇充电法的基础上又有人提出了变电压间歇充电法，如图8所示。与变电流间歇充电方法不同之处在于第一阶段的不是间歇恒流，而是间歇恒压。在每个恒电压充电阶段，由于是恒压充电，充电电流自然按照指数规律下降，符合电池电流可接受率随着充电的进行逐渐下降的特点。
⑤变电压变电流波浪式间歇正负零脉冲快速充电法，合脉冲充电法、ReflexTM快速充电法、变电流间歇充电法及变电压间歇充电法的优点，变电压变电流波浪式正负零脉冲间歇快速充电法得到发展应用。脉冲充电法充电电路的控制一般有两种：
1）脉冲电流的幅值可变，而PWM（驱动充放电开关管）信号的频率是固定的；
2）脉冲电流幅值固定不变，PWM信号的频率可调。
脉冲电流幅值和PWM信号的频率均固定，PWM占空比可调，在此基础上加入间歇停充阶段，能够在较短的时间内充进更多的电量，提高蓄电池的充电接受能力。

⑺ 纯电动汽车最佳充电方法

目前国产电动汽车都是有严格生产标准的，包括了充电系统也是一样，都是统一标准，所以首先要选择符合国标的充电桩才能保证充电安全性。另外目前大部分电动汽车都是使用的动力特性好的锂电池作为电能储存以及提供动力，因此要时刻保持电池电量充足，不能等到快没电时才去充电，那样对锂电池寿命损伤很大。环境温度太低也对锂电池寿命影响很大，所以平时多注意即可。

⑻ 纯电动汽车最佳充电方法是什么

纯电动汽车最佳充电方法是常规充电法，也就是慢充法。一般采用恒压、恒流的传统方式对汽车进行充电。充电电流大小约为15A，若以120A-h的蓄电池为例，充电至少要持续8个小时以上，一般晚上下班后连上充电桩，第二天早上即可充满。

这种充电方式是目前比较常见的电动车充电模式，因为成本低且工作稳定，一般民用的充电设备充电功率为5~10kW，采用三相四线制380V供电或者单向220V供电。充电电流小，对电池寿命有好处，缺点是充电速率较慢。

(8)电动汽车充电策略设计扩展阅读：

电动汽车的其他充电方法：快速充电法

一般以150~400A的高充电电流在短时间内为蓄电池充电。快充充电方式，需要更好地电池和充电桩，不是所有的电动汽车都能快充的，需要按照厂家要求进行快充。

快充的主要目的是在短时间内给电动车完全充电，此类充电模式一般充电功率都大于30kW，采用三相四线制380V供电。

虽然充电速度加快，但是因为在快速充电过程中，电池发热量急剧增加，同时电池内部剧烈进行化学反应，所以对电池的寿命会造成一定影响，从而使电动车的后期使用成本大幅度增加。

⑼ 汽车充电站的规划原则

2009年3月20日，国务院办公厅公布的《汽车产业调整和振兴规划》中提出县级以上城镇人民政府要制定规划，优先在城镇公交、出租、公务、环卫、邮政、机场等领域推广使用新能源汽车；建立电动汽车快速充电网络，加快停车场等公共场所公用充电设施建设。推广电动汽车的使用不仅对当地环境保护有积极作用，而且能够带来新的经济增长点，拓展就业市场。完善高效的能源供给网络是电动汽车广泛应用的必要条件之一。电动汽车的充电系统是发展电动汽车的重要基础支撑系统，又是智能化电网的重要发展环节。充电站的建设需要根据电动汽车的充电需求，结合电动汽车充电模式进行相应的设计，在规划、布局方面也要考虑如何与城镇电网紧密结合。
规划原则
遵照国家对汽车产业的调整以及能源的节约办法和循环经济促进法的相关政策规划、标准与规定，汽车充电站专项规划原则如下:
(1)全面规划，考虑长远发展，使电动汽车充电站建设与城镇发展相协调，既能保护环境，又能最大程度地发挥项目效益；
(2)充电站建设坚持“再生利用，节能环保”的原则，达到社会、环境、经济三重效益的最大化；
(3)考虑到未来发展变化，在设计上留有中远期发展空间；
(4)充电站的规划应与电网规划紧密结合，以保证充电站的供电质量与可靠性，同时不对公网造成谐波污染。

⑽ 浅析现代E-GMP电动车平台的电池及充电方案

图9?现代起亚的ICCU布置

小结：这个E-GMP平台的设计追求，是围绕软包电芯为主，以小模块组成大模块的方式进行组装的方式，可能现代起亚是想要平衡LGChem和SK的供应，并且也有机会把方壳电芯纳入到这个设计里面。

图｜网络及相关截图

作者简介：朱玉龙，资深电动汽车三电系统和汽车电子工程师，著有《汽车电子硬件设计》。

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