1 引言

電動(dòng)汽車(chē)的發(fā)展離不開(kāi)充電基礎(chǔ)設(shè)施的建設(shè)，目前主流的補(bǔ)能方式主要還是充電，根據(jù)充電電流不同，分為交流充電和直流充電，在充電國(guó)家和國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)中，將充電分為四種模式，模式一是將電動(dòng)汽車(chē)和電網(wǎng)直接用合適的連接器相連，由于缺失必要安全保護(hù)，大多數(shù)國(guó)家地區(qū)都禁止使用，模式二是一種可隨車(chē)使用的交流充電設(shè)備，與模式一的區(qū)別是在充電線纜上增加了一個(gè)控制保護(hù)盒(IC-CPD)，模式三即交流充電樁，模式四為直流充電樁。

模式二和模式三是家庭充電的主要解決方式，一般購(gòu)車(chē)時(shí)會(huì)贈(zèng)送一個(gè)便攜式充電器，有安裝條件的會(huì)送交流樁并提供上門(mén)安裝服務(wù)。當(dāng)然，除了選擇“原裝充電器”外，用戶(hù)也可在購(gòu)物網(wǎng)站上選購(gòu)各式各樣“非原裝充電器”。

2 電動(dòng)汽車(chē)的普及

隨著電動(dòng)汽車(chē)的普及，家用充電設(shè)施鋪開(kāi)，帶來(lái)一個(gè)問(wèn)題，就是電網(wǎng)會(huì)的負(fù)荷會(huì)越來(lái)越承受不了。

我們都知道，一般小區(qū)的用電負(fù)荷設(shè)計(jì)容量其實(shí)是有限的，很多老小區(qū)變壓器容量大概500kw左右，平常每家每戶(hù)開(kāi)個(gè)空調(diào)，煮個(gè)菜沒(méi)啥問(wèn)題，但是電動(dòng)汽車(chē)充電功率相對(duì)而言是非常大的，按照常規(guī)充電樁是7kw，基本晚上大家下班回來(lái)一起充上電，最多就能充70臺(tái)，這還是其他用電器不要用的情況下。所以現(xiàn)在新小區(qū)的建設(shè)一般都會(huì)預(yù)留容量給電動(dòng)汽車(chē)充電。

針對(duì)電網(wǎng)負(fù)荷問(wèn)題，比較好的解決方案則是采用“有序充電”的方式，有序充電，即在滿(mǎn)足電動(dòng)汽車(chē)充電需求的前提下，運(yùn)用實(shí)際有效地經(jīng)濟(jì)或技術(shù)措施引導(dǎo)、控制電動(dòng)汽車(chē)進(jìn)行充電，對(duì)電網(wǎng)負(fù)荷曲線進(jìn)行削峰填谷，使負(fù)荷曲線方差較小，減少了發(fā)電裝機(jī)容量建設(shè)，保證了電動(dòng)汽車(chē)與電網(wǎng)的協(xié)調(diào)互動(dòng)發(fā)展。

有序充電系統(tǒng)以臺(tái)區(qū)為管理單元，通過(guò)與臺(tái)區(qū)內(nèi)的設(shè)備自動(dòng)協(xié)商，實(shí)現(xiàn)臺(tái)區(qū)的自主化平衡，提升臺(tái)區(qū)經(jīng)濟(jì)性和安全性。一些充電系統(tǒng)還具有數(shù)據(jù)采集和控制、負(fù)荷預(yù)測(cè)、充放電負(fù)荷實(shí)時(shí)調(diào)整功能，具備為用戶(hù)提供統(tǒng)一交互服務(wù)，具備完善的統(tǒng)計(jì)、分析功能，滿(mǎn)足運(yùn)用管理要求。

目前國(guó)家電網(wǎng)已經(jīng)開(kāi)始建設(shè)帶有序充電功能的智能充電樁，近日國(guó)網(wǎng)南通電動(dòng)汽車(chē)服務(wù)有限公司發(fā)布的招標(biāo)公告，就包含了3000萬(wàn)的智能充電系統(tǒng)采購(gòu)項(xiàng)目。3月16日，上海市市場(chǎng)監(jiān)督管理局發(fā)布了《電動(dòng)汽車(chē)智能充電樁智能充電及互動(dòng)響應(yīng)技術(shù)要求》(DB31/T 1296—2021)。該標(biāo)準(zhǔn)是國(guó)內(nèi)首個(gè)明確智能充電樁具體功能要求的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，主要包含智能充電樁智能充電及互動(dòng)響應(yīng)的適用場(chǎng)景、設(shè)備電氣安全和信息安全、智能充電功能、樁聯(lián)網(wǎng)互動(dòng)響應(yīng)要求及平臺(tái)交互技術(shù)要求，適用于需要調(diào)節(jié)電動(dòng)汽車(chē)供電設(shè)備充電功率的智能交流充電樁和智能非車(chē)載充電機(jī)(直流充電樁)。

當(dāng)然作為未來(lái)一個(gè)重要的能源接口，充電樁能做的事還不僅如此。目前充電樁還是單相功率控制，而在將來(lái)，一個(gè)帶著近百度電電池包的車(chē)輛，同樣可作為電網(wǎng)、家庭、樓宇的電能儲(chǔ)存設(shè)備，在負(fù)荷高峰期或緊急時(shí)段進(jìn)行反向放電，幫助電網(wǎng)實(shí)現(xiàn)削峰填谷，車(chē)主順便也可以借此賺取電價(jià)差。

也有不少?gòu)S家推出了光儲(chǔ)充一體的設(shè)備，將光伏發(fā)電、儲(chǔ)能、充電結(jié)合起來(lái)，光伏產(chǎn)生的電能可用于電動(dòng)汽車(chē)和家庭日常，多余的電能可以?xún)?chǔ)存起來(lái)供夜晚或緊急情況下使用，同樣也可賣(mài)給電網(wǎng)賺取利潤(rùn)，根據(jù)不同時(shí)段電價(jià)的差異和用戶(hù)用電行為習(xí)慣，通過(guò)數(shù)據(jù)分析，自動(dòng)調(diào)節(jié)充放電功率和儲(chǔ)能水平，實(shí)現(xiàn)電能的高效利用。可以說(shuō)，充電樁未來(lái)的技術(shù)形態(tài)和商業(yè)模式還是充滿(mǎn)想象力的。

同樣不可忽視的還有安全性問(wèn)題。根據(jù)專(zhuān)業(yè)機(jī)構(gòu)的不完全統(tǒng)計(jì)，2020年1-12月全年被媒體報(bào)道的燒車(chē)事故共124起，其中在充電過(guò)程中起火占事故總數(shù)的23%，造成了非常巨大的損失，也給電動(dòng)汽車(chē)的推廣蒙上一層陰影。我們?cè)诳紤]使得充電樁更加智慧的同時(shí)，也不可忽視它的安全防護(hù)，對(duì)人身的保護(hù)。針對(duì)燒車(chē)這樣的惡性事故，有的樁企的解決方案是在充電過(guò)程中對(duì)電池進(jìn)行安全監(jiān)控，如電池最大溫差、最大壓差、最高溫度、SOC變化率等數(shù)據(jù)，并將每次車(chē)輛充電時(shí)的數(shù)據(jù)交互給充電平臺(tái)，平臺(tái)累計(jì)充電數(shù)據(jù)形成該車(chē)輛的歷史檔案，一旦某次充電過(guò)程發(fā)生異常可作提前預(yù)警。

其中最需要引起警惕的是漏電問(wèn)題。因?yàn)槁╇娭苯雨P(guān)系到充電車(chē)輛，電網(wǎng)，乃至人身安全。充電樁一般放在室外，長(zhǎng)期日曬雨淋，極易造成絕緣下降，一旦發(fā)生漏電，后果不堪設(shè)想。

充電樁除了需要做好接地之外，漏電保護(hù)器的選用也至關(guān)重要。根據(jù)國(guó)標(biāo)GB/T 18487.1，充電樁的漏電保護(hù)器應(yīng)使用B型或者A型?？梢钥吹?，區(qū)別于家用的AC型漏電保護(hù)器，充電樁的基本要求就是A型，除了對(duì)交流漏電保護(hù)外，還對(duì)脈動(dòng)直流有保護(hù)作用。而B(niǎo)型相較于A型最大的區(qū)別是B型增加了對(duì)直流漏電的保護(hù)。但受制于B型檢測(cè)難度和成本限制，目前絕大多數(shù)人廠家選用的還是A型。直流漏電最大的危害不在于人身，而在于會(huì)造成原有漏電保護(hù)器件的失效形成隱患，可以說(shuō)目前充電樁的漏電保護(hù)在標(biāo)準(zhǔn)層面就存在隱患。

在最新上海市《電動(dòng)汽車(chē)智能充電樁智能充電及互動(dòng)響應(yīng)技術(shù)要求》中，把漏電保護(hù)提高到了B型或者A型加直流6mA及以上的保護(hù)，相信未來(lái)的國(guó)標(biāo)也會(huì)跟上。

例如MAGTRON推出的滿(mǎn)足最新模式二(ICE62752)和模式三(ICE62955)漏電檢測(cè)要求的產(chǎn)品，以MAGTRON公司的產(chǎn)品RCMU101-K系列漏電流傳感器為例。

該系列產(chǎn)品采用Trip信號(hào)輸出，為歐標(biāo)交流充電客戶(hù)提供設(shè)計(jì)簡(jiǎn)潔，性能優(yōu)秀的漏電流檢測(cè)解決方案。此方案產(chǎn)品采用高精度自適應(yīng)磁通門(mén)傳感技術(shù)，在原理上可實(shí)現(xiàn)對(duì)交直流剩余電流準(zhǔn)確的實(shí)時(shí)有效檢測(cè)，并通過(guò)內(nèi)置信號(hào)判斷專(zhuān)用SOC，輸出Trip信號(hào)，可以完全滿(mǎn)足IEC62752和IEC62955對(duì)直流漏電保護(hù)要求。同時(shí)產(chǎn)品系列可以完全覆蓋7kw單相、11kw和22kw三相交流充電中的應(yīng)用場(chǎng)景。