郑燕
（国网四川省电力公司德阳供电公司 四川 德阳 618000）
摘要：随着经济和科技水平的提高，加大了对生态环境和可再生资源的保护力度。为缓解能源和环境压力，促进汽车产业转型升级，电动汽车充电桩应运而生。大力推进充电基础设施建设，有利于解决电动汽车充电难题，是发展新能源汽车产业的重要保障。电动汽车充电桩建设的全面推广应用，无疑会提供巨大的市场。
关键词:物联网;电动汽车;充电桩;远程控制;电源
引言
为了提高电动汽车充电桩远程控制能力，提出基于物联网的电动汽车充电桩远程控制方法。构建电动汽车充电桩远程控制的约束参量模型，采用综合频率控制策略进行电动汽车充电桩充电过程中的闭环控制，以充电桩的输出功率和电压等参数为控制自变量。
1电动汽车充电站的特点
随着电动汽车的快速发展，需要建设一定量配套的电动汽车充电站，以满足电动汽车在日常行驶过程中的充电要求。建设电动汽车充电站时，应提供不同的充电方式和充电接口，满足不同类型的电动汽车的充电需求。一般而言，按照充电方式的不同，可以将电动汽车分为交流充电站、直流充电站。对于交流充电站，其充电的速度相当较慢，但也具有一定的优点，如占地面积小，布点灵活等，故在某些特定的场合也具有较大的应用和推广空间。同时，交流充电站能够应用在企事业单位、居民小区等场所。对于直流充电站，其充电速度较快，输出的功率也较大，可以建设在购物中心、游览区等区域。在建设电动汽车充电站时，应考虑到后期电动汽车充电桩的运维人员的方便性，不应造成导致难以维护和改造的问题。对于电动汽车充电桩的用电电价问题，应建立一套专门针对电动汽车用电的电价体系，和一般的居民电价和工业电价应有所不同。同时，规模较大的电动汽车同时并入电网，也会对电网企业带来较大的影响，故合理布局电动汽车充电站具有重要的意义。在电动汽车充电行为方面，电动汽车用户一般可以分为有序充电模式和无序充电模式等。如果采用有序充电模式，则对电网所产生的影响较小，但需要依靠电价等配套政策的鼓励。如果是无序充电模式，则会对电网产生较大的影响，在对电动汽车充电站的布局过程中，对此应在优化规划模型中加以考虑。随着私家车保有量大幅提高，石油消耗量不断增加，能源短缺的现象逐步凸显，新能源替代的重要性日益显现。目前电动汽车的研究趋进成熟，电动汽车需要使用动力电池提供驱动的能量，其中涉及到动力电池的充电技术，通常采用大电流和大电压充电方式。充电连接器要求耐高压，且插头查到一定位置方能开始充电，但现有的充电连接器操作不便、连接可靠性差，需要加强电动汽车充电连接器的设计。
2我国电动汽车充电桩行业面临的问题
目前，我国正处于充电站基础设施建设的高峰期，政府和企业关注于充电站专业服务是直充还是换电的选择中，国内充电站的综合服务尚未开发。国内充电桩行业仍然面临一些壁垒：（1）充电设施的安全性仍然是规范落实的重要考虑因素，但安全问题仍无法保证。（2）未实现三方互联互通，存在充电互不兼容的问题。（3）行业监督管理不力，存在坏桩、僵尸桩。（4）充电桩安装企业对充电桩的尺寸及形式没有统一。（5）新接口向原接口兼容、电池兼容、新版通信协议和国际标准兼容仍需解决攻克。
3系统方案设计
3.1系统总体结构
系统结构由车辆感应部分（即感应模块）、微控制器部分、RS485通信部分、充电桩网关、PC端软件和用户手机客户端组成。本系统硬件上主要包括：单片机PIC16F1827、基于雷达测距的车辆感应模块、RS485通信模块和充电桩部分。
当有车辆或者大型异物进入车位停下来时，利用雷达感应和测距技术进行判断，当判断为车位被占用时，感应模块发出感应信号给单片机控制器处理，随后控制器通过RS485通信把信号传送给充电桩网关。充电桩网关与PC客户端或者手机APP结合利用组网的形式把多个车位的使用情况整合起来，供用户查看和使用。
3.2模拟故障试验
充电桩在故障条件下，无法及时切断电源，继续给负载充电，将导致起火、爆炸等风险。模拟故障试验主要包含：模拟电池反接、绝缘接地保护试验、输出短路测试、连接异常试验。绝缘接地保护试验，模拟充电机输出发生接地故障或绝缘水平下降到绝缘接地保护定值时，充电桩是否能够立即切断电源；输出短路测试，模拟充电桩发生短路时，是否能够立即切断电源；连接异常试验是在充电过程中，人工模拟断开其中的部分连接确认触头或通信触头，充电桩是否能够立即切断电。
3.3大功率充电桩
电动汽车获得了较快发展，已在公交、出租、物流和共享汽车等领域开始应用并呈增长趋势，但公共充电桩少、动力电池续航里程低、充电时间长仍是电动汽车发展的制约因素。提高续航里程就要增加动力电池的容量，并提高动力电池的电压；缩短充电时间可在动力电池允许的条件下将充电电压升到1000V，且把充电电流升到350A。为此，需建设大功率充电桩，将电动汽车直流充电系统额定值提高至1000V/350A。开发大功率充电桩的途径：一是开发大功率充电模块。单个充电模块容量越大，则构成一台大功率充电桩所需并联的充电模块越少，模块间的均流和控制越稳定可靠。二是加大电缆截面，提高载流能力。三是进一步优化热管理技术，以提高充电桩的可用性。
3.4车辆感应模块
车辆感应模块是基于雷达扫描的技术。主要的技术原理是微波雷达扫描技术。在车位上铺设雷达微波天线。雷达通过发射天线持续打出相应波段的有指向性的微波，当微波遇到障碍目标后放射回来，通过雷达接收天线接收反射回来的微波，利用相关公式计算微波的传播时间，进而计算出雷达到目标障碍物的距离。当有车辆进入雷达扫描区域时，通过上述原理，雷达感应出距离变化，当距离变化持续时间达到阈值时，模块即认定车位被占用。车辆感应模块的控制芯片采用的是PIC16F1827单片机，当被认定车位被占用时，单片机发送信号给官网，进行下一步处理。
3.5电动汽车充电桩的管理
对于电动汽车充电桩的管理，主要有电动汽车充电桩设备被破坏的隐患，以及电动汽车充电桩的使用者发生触电的隐患，如果对电动汽车充电桩在使用过程中存在的安全隐患处理不到位的话，则有可能会限制电动汽车充电桩建设的布点，并在一定程度上限制电动汽车充电桩在县级区域内的推广使用。随着电动汽车充电桩的普及，给电动汽车消费者增加了很多便利，可是在使用的过程中也出现了一些问题。其中最重要的一项，就是需要充电桩的输出参数必须与电动车的电池参数匹配才能使用。电动汽车电池管理系统是连接车载动力电池和电动汽车的重要纽带，可以对电池内部的状态进行估算和监控。
结语
加快电动汽车充电桩及充电设施建设已成为十分重要而紧迫的任务。国家政策正在逐步推进电动汽车充电设施的建设要求，部分地方政府分别对车位配建充电设施的比例作出要求，充电桩及其相关设施的建设及预留将纳入工程建设强制性标准。部分城市项目已对充电桩及其相关配套设施配置提出要求，个别城市规划局也明确要求新建住宅小区充电桩的配置数量需达到一定比例方可获取建设用地规划许可证。在电动汽车与智能电网双重推动下，有关充换电装置的配电容量、服务能力、投资和运营等将获得新突破，与之配套的建设也将紧跟其后，相应的标准也将日趋完善。
参考文献：
[1]贺春．电动汽车充电分析与解决方案[J]．供用电，2017，（01）：12-18．
[2]何志静．电动汽车充电安全分析与解决方案研究[J]．山东工业技术，2017，（13）：47．
作者简介：
郑燕(1987—）女，汉族，硕士，工程师，主要从事业扩报装工作。