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電動汽車充電安全分析與研究

文檔作者：崔泓文檔來源：山西省計量科學研究院		點擊數(shù)：	更新時間： 2021年05月10日
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Internal Combustion Engine &amp;amp; Parts
0 引言
隨著環(huán)境問題越來越嚴重，各個國家對環(huán)境保護和能
源節(jié)約加強了重視，并出臺了一系列的新能源政策，電動
汽車就是在此環(huán)境之下“出生”的。然而，我國對于電動汽
車的研制較晚，相對應的充電安全措施不夠完善，導致充
電安全性不高，威脅著人們的生命安全。故此，本文對電動
汽車充電安全進行研究具有一定的價值和作用。
1 安全等級劃分分析
分析電動汽車的充電安全之前，需要對其安全性進行
等級的劃分，從而根據(jù)等級進行安全措施的制定，保證電
動汽車充電安全的可靠性和合理性。一般情況下，我們會
將安全等級分為三個，在進行等級劃分的過程中，視事故
產(chǎn)生的后果影響不同作為參考。第一級一般指的是人對充
電安全所造成的后果；第二級指的是電動汽車周圍的設施
對充電安全產(chǎn)生的后果；第三級指的是充電設備對充電安
全產(chǎn)生的后果。
2 安全問題研究模型
在對電動汽車充電安全問題分析之前，需要對安全問
題建立相關的研究模型，保證研究的可靠性。在模型的建
立過程中，風險是研究的主要對象，并對安全隱患發(fā)生的
原因進行詳細的分析，總結(jié)出一定的規(guī)律，依據(jù)規(guī)律，有關
人員就可以制定出詳細的解決對策，保證電動汽車充電的
安全性。
3 影響安全的因素分析
3.1 絕緣問題和充電安全
我們知道，設備的絕緣性是保證線路安全運行的基
本，也是防止人員發(fā)生觸電危害的重要措施，表1[1]就現(xiàn)階
段的安全隱患處理與充電安全措施進行總結(jié)。
3.1.1 外殼防護能力
如圖1 是兩種直流充電連接器的插頭，從圖中我們可
以看出，第一種正負充電極有絕緣帽保護，而第二種外邊
則是金屬。因此，我們就可以斷定第二種充電接觸插頭很
容易發(fā)生觸電危險，不符合國家的有關規(guī)定。
3.1.2 電氣間隙與爬電距離
在國家的有關標準中，對于電氣間隙和爬電距離是有
一定的要求的。這些要求的存在就是為了保證設備在實際
工作中不會出現(xiàn)故障和毀壞的問題，因此，有關設計人員
在對產(chǎn)品進行設計的過程中，一定要查閱國家有關標準，
防止出現(xiàn)電壓的絕緣擊穿現(xiàn)象。
3.1.3 介電強度
介電強度指的是能夠?qū)⒉牧显u定實收作為絕緣體的
抗電強度。國家有關標準對其也進行了相關規(guī)定，要求在
電動汽車充電安全分析與研究
崔泓
（山西省計量科學研究院，太原030000）
摘要： 隨著近年來國內(nèi)外對節(jié)能減排的重視程度不斷增加，電動汽車逐漸出現(xiàn)在人們的視野中。而隨著電動汽車和充電領域的
不斷發(fā)展，充電安全問題成為人們關注的焦點問題。本文就此背景之下，對電動汽車充電安全進行了詳細的分析與研究，以期提高充
電的安全性，保證人們的生命安全，促進電動汽車行業(yè)的良好發(fā)展。
關鍵詞： 電動汽車；充電安全；系能源
動化控制系統(tǒng)，可以通過編程來控制備用電源，實現(xiàn)實時
自動投切功能。
2.3 閉環(huán)控制
閉環(huán)控制電氣自動控制系統(tǒng)的重要發(fā)展方向，將PLC
技術(shù)應用到電氣自動控制系統(tǒng)中，能夠?qū)﹄姎庠O備的運行
狀態(tài)進行全方位的監(jiān)控，并根據(jù)采集到的信息制定控制決
策，編寫控制指令，之后采集設備的反饋信息，實現(xiàn)閉環(huán)控
制。例如，在泵類電機自動啟?？刂葡到y(tǒng)中，可以利用PLC
技術(shù)來采集每臺泵機工作情況，根據(jù)實際運行狀態(tài)確定啟
停操作指令，之后在通過信息采集，確定指令是否執(zhí)行成
功。PLC 技術(shù)在閉環(huán)控制系統(tǒng)中的應用，進一步完善了系
統(tǒng)控制功能，推動了電氣自動化事業(yè)的創(chuàng)新發(fā)展[3]。
2.4 集中和分散控制
在電氣自動控制系統(tǒng)中，應用PLC 可以實現(xiàn)集中控
制和分散控制兩種控制模式。在集中控制系統(tǒng)中，利用
PLC 控制器有效連接多種電氣設備，并由CPU 進行統(tǒng)一、
集中管理，進而提高系統(tǒng)的指揮性能。在分散控制系統(tǒng)中，
PLC 可以通過通信線路對任意一臺單獨的設備進行調(diào)整
和控制，同時不會對其他運行設備產(chǎn)生影響，任何一個控
制對象都可以通過專屬的PLC 來進行分散控制，使得各
個子系統(tǒng)之間的運行不會受到影響。
3 結(jié)束語
總而言之，PLC 是一種先進、高效的自動化控制技術(shù)，
克服了傳統(tǒng)電氣自動控制系統(tǒng)存在的缺陷，能夠提高自動
控制的靈活性、穩(wěn)定性、可靠性。PLC 技術(shù)在機電一體化改
造、工業(yè)自動化升級等方面發(fā)揮著不可替代的作用，隨著
科技的發(fā)展，技術(shù)人員要積極進行探索創(chuàng)新，進一步提高
PLC 技術(shù)的抗干擾性和網(wǎng)絡數(shù)字化，更好地為電氣自動控
制系統(tǒng)服務。
參考文獻：
[1]陳貽棉.PLC 技術(shù)在電氣自動控制中的應用研究[J].中國新
技術(shù)新產(chǎn)品，2015（08）：1.
[2]孫麗，祁士勇，王斌.PLC 在電氣控制系統(tǒng)中的應用研究[J].
科技風，2012（15）：112.
[3]寸彥萍.淺談PLC 在電氣控制系統(tǒng)中的應用研究[J].山東
工業(yè)技術(shù)，2016（05）：261.
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萬方數(shù)據(jù)
內(nèi)燃機與配件
表1 故障處理與充電安全措施
圖1 兩種直流充電連接器插頭
實際充電過程中，所使用的絕緣材料必須要符合介電強度
的相關標準。而經(jīng)過研究發(fā)現(xiàn)，絕緣材料的介電強度越高，
其抗電強度也就越好，能夠承受的電壓擊穿也就越強。
3.1.4 絕緣電阻
為了保障設備在正常或者是特殊的環(huán)境下進行工作，
需要對設備的絕緣電阻進行性能的檢測，此外，還要對其
安全性和可靠性進行檢測，從而保證設備能夠順利開展工
作。而在電氣設備和電氣線路的安裝過程中，其安裝的標
準就是絕緣電阻的阻值。一般情況下，電阻的阻值越大的情
況下，其材料的絕緣性能就越強，人們的安全就越有保障。
3.1.5 接觸電流
所謂的接觸電流指的是人或者是動物在接觸帶電設
備和零件的過程中，電流流經(jīng)身體的過程。一般情況下，對
于接觸電流的評定，可以用流經(jīng)網(wǎng)絡的電流值來確定。此
外，為了減少接觸電流對人們的傷害，需要人們佩戴一定
的防護措施。
3.1.6 沖擊耐壓
對裝置無電氣聯(lián)系的各回路之間以及無電氣聯(lián)系的
各回路對地的電氣間隙、絕緣介質(zhì)能夠在某一瞬間過電壓
時發(fā)生擊穿或放電的驗證現(xiàn)象[2]。
3.2 環(huán)境因素
在電動汽車充電的過程中，影響其安全的環(huán)境因素指
的是防風、防盜和防腐蝕等內(nèi)容，這些對于電動汽車充電安
全的影響非常大，因此需要我們采取有效的措施進行防范。
3.3 保護措施因素
在電動汽車的充電過程中，應該有一些保護措施來保
障充電的安全性的，但是需要注意的是，對于這些保護措
施要進行定期的監(jiān)測，防止出現(xiàn)保護措施因故障而沒有保
護功能的現(xiàn)象，例如：絕緣皮層的老化、腐蝕等。
3.4 通信協(xié)議對電動汽車快速充電的影響因素
在對電動汽車進行充電的過程中，直流電的快速充電
和慢速充電是有區(qū)別的。在進行快速充電的過程中，由于
輸出的電壓瞬間可達幾千伏，從而對人體的威脅隱患增
大，因此需要有一定的保護措施?？傊?，通信協(xié)議對電動汽
車快速充電有著很大的影響。
4 電動汽車充電安全的相關解決方案
4.1 根據(jù)安全等級，設立三道安全防線
通過上文中對安全等級的分析，我們可以根據(jù)電動汽
車的實際充電問題，從三個安全等級入手，建立三道安全
防線。首先，對人的防范，人體在進行電動汽車的充電作業(yè)
時，要穿戴規(guī)定的防護措施，保證身體安全；其次，對周圍
設施的防范，針對電動汽車充電的設施環(huán)境，制定出合理
的防護措施；最后，對充電設備的防范，充電設備在進行充
電之前，一定要由專業(yè)人士對其進行檢測，保證其運行的
安全、可靠性。
4.2 優(yōu)化電動汽車的絕緣性能
影響電動汽車充電安全的因素中，絕緣性能的安全影
響因素就有很多種，這就需要有關電動汽車設計人員，在
進行電動汽車的設計過程中，將這些絕緣性能的影響因素
充分考慮進去，從而提高絕緣材料的壽命，保證電動汽車
絕緣性能更佳。此外，還需要建立絕緣監(jiān)測及評估體制，并
對通信協(xié)議的安全性進行實測，優(yōu)化電動汽車本身及充電
樁和充電設施的絕緣部件的絕緣性能[3]。
4.3 采用保護裝置
電動汽車屬于經(jīng)常使用的交通工具，這種情況下，使
得外部環(huán)境因素對其充電安全性的影響增加，長時間的使
用之后，一些電動汽車的零部件可能會出現(xiàn)腐蝕或者是侵
蝕的問題，從而影響電動汽車充電安全。因此，在電動汽車
上安裝有效的保護裝置，能夠進一步地提高電動汽車的安
全性、運行穩(wěn)定性。
5 結(jié)束語
綜上所述，在電動汽車日益發(fā)展的今天，電動汽車充
電安全是人們關注的焦點問題，因此本文在對安全等級進
行劃分的基礎之上，探討了影響電動汽車充電安全的因
素，并提出了解決電動汽車充電安全的相關方案，這對于
電動汽車行業(yè)的發(fā)展具有十分重要的意義。
參考文獻：
[1]賀春，陳卓，馮瑾濤，銀慶偉，李翔.電動汽車充電安全分析
與解決方案[J].供用電，2017，34（01）：12-18，50.
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山東工業(yè)技術(shù)，2017（13）：47.
[3]杜航.電動汽車充電安全分析與解決方案[J].科技展望，
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