基于電動汽車充電安全分析與解決方案的研究

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1 前言

在2016中國汽車工程學(xué)會年會上，國家發(fā)布了《節(jié)能與新能源汽車技術(shù)路線圖》的文件，文件中明確提到了預(yù)計2030年，我國將有3800萬輛電動汽車投入使用，由此可見國家對電動汽車發(fā)展及普及率的重視。

電動汽車具有眾多優(yōu)點，不會給環(huán)境問題帶來負擔(dān)，對于環(huán)境污染的治理工作起到關(guān)鍵作用，這也是國家當前提出可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的重要體現(xiàn)。但是，在電動汽車的推廣使用過程中，充電安全方面會受到一些因素的影響，仍然存在一定的技術(shù)問題，因此，應(yīng)該更多的關(guān)注到電動汽車的充電安全，完善電動汽車的安全充電技術(shù)，消除電動汽車后續(xù)應(yīng)用中的安全隱患，為綠色清潔能源的發(fā)展奠定良好的基礎(chǔ)。

2 電動汽車充電安全現(xiàn)狀

眾所周知，電動汽車的動力來源為電能，與其他汽車相比，電動汽車的運行完全符合國家節(jié)能降耗的要求。電動汽車的廣泛應(yīng)用，在我國生態(tài)環(huán)境治理中發(fā)揮的作用不可小窺，推動我國新能源的不斷發(fā)展。通常情況下，根據(jù)電動汽車充電安全問題影響的不同，將電動汽車充電安全等級劃分為三級，第一安全等級是指電動汽車充電對人產(chǎn)生的安全影響，這里既包括電動汽車的車主，同時又包括運維工作人員、技術(shù)服務(wù)人員、驗收工作人員等，一些與充電設(shè)施工作密切相關(guān)的工作人員，同時，周邊居民等一些可能與充電設(shè)施有接觸的人，也應(yīng)被包括在內(nèi)；第二等級是指電動汽車充電對汽車與周邊設(shè)施產(chǎn)生的安全影響，首先應(yīng)該考慮的是對汽車自身安全的影響，其次要考慮的是對周邊的建筑以及車輛安全的影響，這里涉及到財產(chǎn)的安全，應(yīng)該引起足夠的重視，但是，存在一些惡意利用電動汽車充電設(shè)施充當武器，以及一些因為不可抗力因素，而產(chǎn)生的嚴重的安全事故不包含在此范圍內(nèi)；第三等級是指電動汽車充電對自身設(shè)施產(chǎn)生的影響，同樣需要給予特別的關(guān)注，來保障充電設(shè)施的財產(chǎn)安全。在對電動汽車充電安全的研究開展過程中，應(yīng)根據(jù)實際情況，對以上三個方面的內(nèi)容進行總結(jié)，從而確定對電動汽車充電安全的預(yù)防方案，并根據(jù)不同對象確定具體的、科學(xué)合理的事故解決措施。

3 影響電動汽車充電安全的因素分析

(1)絕緣因素。具備良好的絕緣性，是杜絕充電汽車充電存在安全隱患，保障電動汽車安全運行的基本手段。首先，充電設(shè)備的外殼應(yīng)該具備一定的防護能力，其絕緣水平會對電動汽車充電安全產(chǎn)生最直接的影響。與此同時，還要考慮到對連接器連接狀態(tài)的防護，如圖1所示，圖中左邊連接器插頭兩個電極具有絕緣保護，而右邊顯然不具備絕緣保護，極易引發(fā)充電安全事故。其次，要考慮到充電過程中的電氣間隙與爬電距離，避免電壓的擊穿絕緣事故的發(fā)生。絕緣材料的介電強度決定其抗電壓強度，因此，絕緣材料的介電強度也要符合標準。最后，絕緣電阻也是影響因素之一，其安全性是保障設(shè)備安全運行的前提，對設(shè)備的絕緣電阻也要進行定期的檢測。

圖1 充電連接器插頭

(2)環(huán)境因素。環(huán)境因素對充電安全的影響同樣不可忽視，可以通過采取防風(fēng)、防盜、防腐蝕等措施，盡可能降低環(huán)境因素對充電安全影響程度。

(3)通信協(xié)議對電動汽車快速充電的影響因素。與慢速充電不同的是，快充使用的是非車載充電，輸出電壓相對來說較高，在充電過程中存在較大的安全隱患。通過通信協(xié)議可以約束充電機的輸出電壓電流等，還可以控制充電停止。因此，通信協(xié)議影響著電動汽車快速充電，同樣是影響其充電安全性的因素之一。

4 電動汽車充電安全的相關(guān)解決方案

4.1 根據(jù)安全等級，設(shè)立三道安全防線 對電動汽車充電安全的等級分析進行總結(jié)，根據(jù)具體的實際情況，設(shè)立三道防線。分析第一安全等級對人進行防范，在對電動汽車進行實際充電操作時，要按規(guī)定穿戴相應(yīng)的防護用品，保證車主的安全。同時其他工作人員在進行工作時，要嚴格要求自己，保證工作質(zhì)量，達到相關(guān)規(guī)定的標準，進而保證相關(guān)工作人員的安全；分析第二安全等級對周邊設(shè)施進行防范，應(yīng)該根據(jù)充電設(shè)施周邊的環(huán)境制度出詳盡的防護措施，來保障周邊設(shè)施環(huán)境安全；分析第三安全等級對充電設(shè)備自身的防范，要定期對充電設(shè)備進行專業(yè)性的檢測，及時發(fā)現(xiàn)問題及時解決，排除安全隱患，進而保障充電設(shè)備自身的安全。在防范工作具體開展過程中，可以根據(jù)實際情況的重要程度，來安排這三道安全防線的優(yōu)先順序，進而采取相應(yīng)的安全防范措施。

4.2 對電動汽車的絕緣性能進行優(yōu)化 絕緣性是影響電動汽車充電安全的重要因素之一，同時，決定其絕緣性能的因素也很多。因此，要從外殼的防護能力、電氣間隙和爬電距離、介電強度以及絕緣電阻等幾方面，來優(yōu)化電動汽車充電設(shè)施以及一些絕緣部件的絕緣性能。另外，還需要通過通信協(xié)議來約束充電設(shè)施以及電池管理系統(tǒng)，以此來保證充電安全。

4.3 合理安裝保護裝置 電動汽車的運行環(huán)境大部分于室外，隨著電動汽車使用時間的增加，外界環(huán)境也在逐漸加深對電動汽車安全性的影響，其長時間的室外使用，會導(dǎo)致自身的一些零部件出現(xiàn)腐蝕等現(xiàn)象，最終對充電安全產(chǎn)生影響。根據(jù)實際情況，可以科學(xué)合理的安裝一些保護裝置，有效降低外界環(huán)境對電動汽車的影響程度，為保障電動汽車充電安全奠定基礎(chǔ)。

5 結(jié)束語

電動汽車的廣泛應(yīng)用對我國節(jié)能環(huán)保工作做出了突出貢獻?，F(xiàn)階段，隨著大功率充電、無線充電等一些新技術(shù)的廣泛應(yīng)用，對電動汽車充電安全的影響因素也在不斷的更新變化。由此可見，保障電動汽車充電安全性是需要長期開展的一項重點工作，要根據(jù)安全等級采取不同的防護措施，并根據(jù)實際情況對電動汽車的絕緣性進行不斷的優(yōu)化，認真做好電動汽車充電的安全性研究，避免充電過程中的安全隱患，為保障電動汽車安全、有序發(fā)展奠定基礎(chǔ)。