袁 园

（新疆大学科学技术学院，阿克苏 843001）

1 引言

随着蓄电池性能的不断提升，电动车辆得到了广泛的应用，在今后一段时间里，车辆发展的主流将会以电动车辆的保有量逐年增加，并部分取代内燃机车的趋势。同时，由于电动车的技术越来越成熟，电动汽车的管理与服务也更加规范；电动汽车的标准也将以系列化、标准化的现代化模式出现，电动车将会开启一个车辆时代的变革。

我国“十三五”期间要实现全国新能源汽车累计产销量达到500万辆，到2020年，新能源汽车实现产业化。新能源汽车的发展，需要新能源汽车充电桩的建设配合。随着社会对新能源汽车的需求日益增加以及国家政策的推动，新能源汽车的快速发展将生产值达到1200亿的汽车充电桩市场。

目前国内在充电桩行业中，绝大部分的充电桩产品均依靠国家电网供电网络作为充电电能来源，均属于单一电能来源类型。目前还没有专门为市电供电、光伏发电以及蓄电池供电三种供应源同时为汽车充电产品，也缺少不同电源之间自动切换的新型光伏充电桩。因此，本项目将在以解决上述问题基础上，开发出通用充电桩，并能够紧随光伏能源行业的发展步伐，使其得到更广围的应用。

2 研究内容

（1）第一代充电桩分为直流充电桩与交流充电桩两种类型，以市电作为输入电源。直流充电桩需要将交流电进行整流成直流电源，用直流电源直接给电动汽车进行充电。交流充电桩是直接将交流电源提供给电动汽车内部充电系统进行充电，项目选用交流充电桩投入使用，提高通用性。交流充电桩直接从市电电网中汲取电能作为汽车充电电量来源。交流充电桩输入电压为220V交流电，输出电压为220V交流电。交流充电桩作为汽车充电接口，将市电交流电通过汽车自带的交流充电端口提供给电动汽车，作为汽车充电所需要的交流电。

（2）第二代充电桩采用直流充电桩的形式，以光伏发电作为能量供应来源，并配备储能系统。白天阳光充足的情况下，光伏板将太阳能转换为直流电源，通过直流充电桩，以DC-DC的形式对电气汽车进行充电，富余电量储存在储能系统中。在晚上或者光线不足的情况下，直流充电桩对光伏发电量和储能系统中蓄电池的电量进行管理和调用，为汽车充电。第二代充电桩将太阳能发电作为唯一的电量来源，在充电桩中加入了MPPT技术，提高光伏发电效率，同时具备了传统充电桩充电管理、蓄电池管理、售电管理等功能。以直流充电的形式，和光伏发电的直流电这种电能性质相吻合，大大提供了发电和能量转移的效率。

（3）第三代充电桩在第二代充电桩的基础上，实现充电电源来源为市电交流电源与光伏发电电源，并配置蓄电池储能系统作为备选功能。

3 实施方案

电动汽车一体化充电机由380V交流供电，正常情况下一体化充电机处于关机状态，当正确连接电缆后，启动充电过程；当进入充电过程后，触摸屏会提示启动充电，只有有效地IC卡方可启动充电。

充电桩是电动力车的电站，其功能类似于加油站里面的加油机。每个充电桩都装有充电插头，充电桩可以根据不同的电压等级，为各种型号的电动车充电。电动汽车充电桩采用的是交、直流供电方式，需要特制的充电卡刷卡使用，充电桩显示屏能显示充电量、费用、充电时间等数据。

交流充电桩采用人机交互界面采用大屏幕LCD彩色触摸屏，充电可选择定电量、定时间、定金额、自动（充满为止）四种模式。充电桩的交流工作电压220V或者380V，普通纯电动轿车用充电桩充满电需要4-5个小时，由于充电桩造价低廉、主要安装在停车场，充电桩适用于慢充动力电池。电动车的快速充电主要由充电站中的充电机来实现。

4 技术路线

GBT 20234.1-2015 电动汽车交流充电桩是开发的高效率、高可靠性的充电设备。它界面美观大方，控制方式安全便捷，为电动汽车提供安全可靠的交流电源。

本产品采用模块化设计，主控模块采用 ARM 芯片全数字控制，智能化程度高，数据处理速度高，响应迅速，提高在大功率应用中的稳定性和安全性。界面人性化、触摸屏操作方便快捷，拥有多重保护功能、自动化的充电控制；产品提供以太网、3G等多种通信接口与监控中心或运营管理中心实时通信，并接受监控中心的指令操作，实时检测充电过程，确保充电过程中人身和车辆的安全。

5 结束语

为了响应国家政策，实现便利生活、环保出行以及节能减排目的，在市区间设置充电桩，开发城市一卡通用的共享充电桩，是绿色出行的必然趋势。未来，当绿色环保自助充电桩取代现有加油站、加气站时，不但节约了人力成本，也大大减轻了资源压力。

目前国内在充电桩行业中，绝大部分的充电桩产品均依靠国家电网供电网络作为充电电能来源，均属于单一电能来源类型。目前还没有专门为市电供电、光伏发电以及蓄电池供电三种供应源同时为汽车充电产品，也缺少不同电源之间自动切换的新型光伏充电桩。因此，本研究将在解决上述问题基础上，开发研究通用充电桩，并能够紧随光伏能源行业的发展步伐，使其得到更广围的应用。