关于电动汽车智能充电系统控制策略的研究

刘闯

摘 要：伴随着科技的飞速发展，汽车行业也面临着改革。由于人们对石化燃料的过度开采，不仅对空气造成了重度污染，而且石化燃料属于不可再生的资源，储存量会随着开采不断减少，人类面临的要创造新的能源慢慢取代石化燃料。人们努力研发并且生产电动汽车，发展电动汽车为满足节能环保要求的必经之路。要想汽车行业的可持续发展，电动汽车是必然的发展趋势。本文简单介绍了智能充电动力电池的特性，并对电动汽车智能充电系统做了简单的概述。

关键词：电动汽车;节能环保;智能充电系统

引言：伴随着经济的快速发展，由于能源的短缺，已经成为制约经济发展的重要因素，所以新能源的开发被世界关注，相关技术也越来越受重视。世界纷纷大力推进电动汽车及其充电系统的研究工作。电动汽车是未来交通工具发展的大趋所示，现在已经带动一些相关产业的发展，电池科技和充电技术成为当今急迫解决的技术难题。

电动汽车存在很多优势，比如操作简单、零污染、零噪音以及经济等优势被广泛关注，并且成为焦点。但是，电动汽车现在发展还不够完善，续航能力不能满足人们的要求，而且充电也受现实状况限制，使得电动车汽车在推广中面临解决这些问题。众所周知，电动汽车的动力来源是蓄能电池，当电压较低时要及时补给电能，但是电动车汽车充电时间较长，通常充满电池需要八个小时左右，长时间的能源供给，充电桩会超负荷工作，而且排队等候时间也较长，所以，实现智能充电，对电动汽车的使用与发展有重要意义。

1 电动汽车智能充电要求

电动汽车要快速安全的充电，必须要满足智能充电以下要求：a要保障智能充电的安全性，电动汽车在充电过程中一定要保证因为电网伤害周围的人以及物;b智能充电应该能够快速提高电动汽车的续航能力;c智能充电要避开传统模式，方便携带以及随时都能用;d智能充电能够实时监测电动汽车电池能力的数据，防止充电过量损坏充电系统。

2 动力电池特性分析

电动汽车体系最重要的组成部分是动力电池，动力电池能够给其提供动力，其性能质量直接决定了电动汽车的优劣。而动力电池属于电动汽车的开发核心。电动汽车对动力性能的要求有加速度、匀速行驶速度、爬坡速度等等，其反应动力反馈是最直接的性能表现。根据这些是对电池的选择考虑的客观因素。另外还要考虑电池的容量、体积、重量、安全性以及维护等各方面的考量。

2.1 电池组的差异性与其造成的影响

电池的差异性是指同型号同规格的电池电压、内阻、容量等各种之间存在差别，导致电池出现差异性，电池组差异性会有以下影响：

2.1.1 在生存过程中由于工艺和材料的均匀性影响，导致同批次出厂的同型号电池容量和内阻存在差别，从而影響电池存在一定的电功能失衡，只是在可接受范围内。电池个体之间的充电能力不均衡，因此电池串联之后使用恒定电流进行电力供应，充电过程中可接受电流进行电力供应，充电过程中会电解出大量的水。假设各个电池组中的电池容量具有差异性，那么电动汽车在加速或者减速过程中进行能量回收充电，会造成充电电流超过容量较低的电池充电与电流可接受情况。在这种情况下容易造成充电能力较低的电池充入的电流慢慢减少，严重的甚至造成顿板硫化，电池容量降低，造成充电接受能力降低。

2.1.2 在电池使用中，如果存在放电的状况也会导致电池出现差异性，铅酸电池在放电过程中出现端电压加速下降，造成极板中出现粗晶粒硫酸铅，可以发现，电池即使放电也会降低电池容量，减少使用寿命。因为中断检测电压，会造成电池能量管理体系无法较好的完成放电控制，所以电池组中容量较低电池无法避免放电难题，电池组中也会因为电池容量的差距不断加大，造成越来越严重的过放现象。

2.2 动力电池

电动汽车的技术在不断发展，也促进了动力电池技术的发展与进步，汽车企业对电动汽车动力蓄电池技术和充电原理做了系统的研究，市场中已经存在不同种类的电池类型，在电动汽车上广泛应用的电池类型包括铅酸蓄电池、锂离子蓄电池、镍锌蓄电池和燃料蓄电池等等。

3 电动汽车智能充电的策略建议

3.1 提供有序智能充电服务

以经济最大化为基础，电动汽车有序智能充电主要是基于智能充电模式下电压偏移与功率损耗最小化开展的，以充电成本最小或负荷波动最小为基础进行优化。有序智能充电服务能够降低负荷和充电功率损失的要求，从而提高电力经济运行。从时间和空间两个维度加以改善，减少电动汽车充电时间、调整电价、便捷选址、较小峰谷差、降低电压偏移与功率损耗，以便达成成本最优化，实现有序均衡充电，实现大量电动汽车顺利充电。

3.2 应用集中智能充电模式

电动汽车被广泛使用，建设配套的充电设施是必须面临的问题，不仅要有快速充电桩，还应该建设大型充电站、有充电功能的停车场等，电动汽车集中智能充电模式也因此得到大力研究。集中充电模式通过控制器管理充电站接入的电动汽车的充电行为。当电动汽车在智能电网的环境下充电时，充电机会通过监控器检测并且记录电动汽车的信息，包括充电开始时间、预计充满时间、荷电状态、电池额定容量等。该智能控制器还可以和电网交换信息，获得负荷预测信息。信息收集后会对每一辆正在智能充电的电动汽车进行计算得出每一个时间段的充电功率，把相应的指令发送给充电机，并且执行。

3.3 加强智能充电系统建设

电动汽车智能充电系统分为无线充电和依托机械臂自动充电，无线充电虽然节省空间，但是电磁损耗较大，依托机械臂充电虽然充电电率高，但成本高，占地面积大。为解决当前这两大难题，尝试设计机器人实现智能充电自动化。该系统分为车载部分和地面部分。车载部分由充电插座、充电口防护门组成，充电口防护门的主要功能是开门和关门。地面部分由辅助定位块、自动充电装置、保护装置组成。

4 结语

电动汽车既然解决石化燃料消耗的问题，也能解决石化燃料造成的污染问题，在不久的将来，电动汽车会广泛被人们所运用。而智能充电策略能够有效降低用户充电成本，并且改善配网电压状况。智能充电系统能够智能地提供充电服务，还能满足安全、快速、便捷等充电要求，从而提高电动汽车的续航能力，为电动汽车的广泛使用提供了便利与支持。未来还有更多的挑战等待完善，为了实现智能充电需求，勇于迎接挑战，对电动汽车进行更深入的探究，把创造做得更符合时代的要求与发展。

参考文献：

[1]孙景，李建华，王利强.试论电动汽车智能充电桩管理方案[J].电子世界，2017（14）：90.

[2]郑言冲，肖新平，文江辉，等.电动汽车智能充电策略研究综述[J].集成技术，2015（01）：89-91.

[3]随顺科，孙长江.基于DSP的智能充电系统在电动汽车中的应用研究[J].制造业自动化，2011（13）：126-128.

[4]齐春生，韩华春，闫谨，等，基于ARM-Linux平台的电动汽车智能充电技术[J].计算机应用，2012（S1）：189-191.