电动车交流充电桩的电磁兼容探测研究足浴
2022-10-10
电动车交流充电桩的电磁兼容探测研究
摘要：电动汽车交流充电桩是电动汽车发展的蕈要组成部分，该文重要针对交流充电桩的电磁兼容方面，对其验收的规范要求和探测的办法进行了研究和解析。
1引言
电动汽车交流充电桩是电动汽车发展中的一个紧要的部分，充电系统基础设施建设的不足，将严重地制约电动汽车产业的发展。深圳作为全国紧要的新能源汽车制造和研发基地，在电动汽车产业的发展中一马当先。
依据深圳市政府的规划，到2012年底，深圳将建设充电站100座，充电桩47500个，充电桩将重要配置在居民小区、大型停车场、商场、医院、公园、景区等地。但是，交流充电桩作为一个连接在城市电网和电动汽车之间的电工电子设备，非得对充电桩的电磁兼容性有严格的要求，这样才能保证充电桩能够在电网中安全稳定地运行并且不对其他设备萌生干扰。
低温磷酸铁锂电池3.2V 20A
-20℃充电，-40℃ 3C放电容量≥70%
充电温度：-20~45℃
-放电温度：-40~+55℃
-40℃支持最大放电倍率：3C
-40℃ 3C放电容量保持率≥70%
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本文重要以《深圳供电局电动汽车交流充电桩订货及验收技术标准》(以下简称技术标准)为检验根据，结合交流充电桩的结构和工作原理，对电动汽车交流充电桩的电磁兼容骚扰测量以及抗扰度探测的问题进行讨论。
2电动汽车交流充电桩解析（结构，关键元器件）
2．1电动汽车交流充电桩的简介
交流充电桩，又称交流供电装置，是指固定在地面或墙壁，安装于公共建筑(办公楼宇、商场、公共停车场等)和居民小区停车场或充电站内，采用传导方式为具有车载充电机的电动汽车供应人机交互操作界面及交流充电接口，并具备相应测控保护功能的专用装置，功率一般不大于7kw。
交流充电桩采用大屏幕LCD彩色触摸屏作为人机交互界面，可选择定电量、按时间、定金额、自动（洋溢为止）四种模式充电，具备运行状态监测、故障状态监测、充电分时计量、历史数据记录和存储功能。充电桩的交流工作电压380，220v±15％，额度输出电流(Ac)：32A(七芯插座)、16A(三芯插座)，一般纯电动轿车用交流充电桩洋溢电约莫要8个小时，充电桩更适用于慢速充电。
低温高能量密度18650 3350mAh
-40℃ 0.5C放电容量≥60%
充电温度：0~45℃
放电温度：-40~+55℃
比能量：240Wh/kg
-40℃放电容量保持率：0.5C放电容量≥60%
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2．2电动汽车交流充电桩的结构组成
交流充电桩一般由桩体、电气模块、计量模块、账务管理模块四部分组成。依据安装方式的不同，桩体可分为落地式和壁挂式两种。交流充电桩的硬件整体框架和外观图可参考下面的图1和图2。
3电动汽车交流充电桩的EMC探测要求和办法
3．1电源端子传导骚扰探测
技术标准要求交流充电桩的电源端子传导骚扰应符合GB9254—2008规定的A级限值的要求。实验中充电桩处于典型工作状态，设备应置于参考地平面上，并用O．1m±0．01m厚的绝缘物支撑，将电源插头连到LJsN(线路阻抗稳定网络，或叫AMN人工电源网络1上，接收机RF输入连到usN的RF输出，切换USN的L，N开关来选择探测电源线的对地共模骚扰电压；探测频率的范围为150kHz-30MHz。传导骚扰的限值如表1所示。
3．2辐射发射探测
技术标准要求交流充电桩的辐射骚扰场强应符合GB9254-2008规定的A级限值的要求。辐射发射探测时，在30MHz-1GHz频率范围内，用带有准峰值检波器的测量接受机进行测量，将充电桩置于半电波暗室的转台上，并进行360度转动，天线在1-4m高度上下升降，找到最大的辐射点，垂直、水平两种天线极化方向都测。当充电桩的内部最大工作频率超过108MHz时，要进行1GHz以上的辐射发射测量。要求的限值如表2所示。
3．3静电放电抗扰度
按GB/T17626．2-2006中第5章规定的静电放电抗扰度实验办法，技术标准要求充电桩在典型的工作条件下，应能承受加在其外壳和人员操作部分上的8kV笔直静电放电以及邻近设备的8kV间接静电放电而不发生错误动作和损坏。放电以1次／秒的速率进行，以便让实验设备来得及做出应和。通常对每一个选定点上放电20次(其中10次是正的，1O次是负的1。试验的布置如图5所示。
3．4射频辐射电磁场抗扰度
按GB/T17626．3-2006中的实验办法，技术标准要求充电桩应能抗御10v/m的射频辐射电磁场影响而不发生错误动作，并能正常工作。标准适用的频率范围为80MHz-1000MHz，要求用lkHz的正弦波对载波频率进行幅度调制(调制深度为80％)。实验设备最好放在转台上，以便让实验设备的四个面都有机会朝对天线接收实验。在一个朝向上要做两次试验，一次天线处在垂直位置上，一次处在水平的位置上。试验的布置如图6所示。
3．5电快速瞬变脉冲群抗扰度
技术标准要求充电桩应能承受GB/T17626．4-2008中第5章规定的实验等级为4级的电快速瞬变脉冲群抗扰度实验而不发生错误动作和损坏，并能正常工作。在实验中，对电源线通过耦合，去耦网络来施加实验电压，对一根线或几根线按照要求施加峰值电压为4kv，重复频率为5kHz的脉冲群；每次一分钟，中间间隔一分钟；一种极性做完，要换做另一种极性。试验的布置如图7所示。
3．6冲击（雷击浪涌）抗扰度
技术标准要求充电桩应能承受GB/T17626．5-2008中第5章规定的实验等级为4级的浪涌(冲击)抗扰度实验而不发生错误动作和损坏，并能正常工作。浪涌实验要施加在线一线和线一地之间，实验等级为4kV；正、负极性的干扰至少要各加5次，每次的最大重复率为1次，分钟；关于交流供电设备，通常要求在电源电压波形的过零点和正、负峰点的位置上重叠浪涌信号。实验电压和电流波形的含义办法和要求如图8所示。
3．7射频场感应的传导骚扰抗扰度
技术标准要求充电桩应能满足GB/T17626．6-2008射频场感应的传导骚扰抗扰度实验中第5章实验等级3的要求，充电桩不发生错误动作和损坏，并能正常工作。实验的频率范围为150kHz-80MHz，实验信号电平为lOV，骚扰信号为1kHz正弦波调幅，调制度为80％。在每一频率上的驻留时间，不应少于充电桩所需的运行和应和时间。充电桩应放在高出参考接地板O．1m的绝缘支座上：，实验布置如图9所示（留意：充电桩距离任何金属物体至少要有0．5m以上）。
3．8电源电压跌落、瞬时中断及电压变化抗扰度
技术标准要求充电桩应能满足GB/T17626．11-2008电压暂降、短时中断和电压变化的抗扰度实验中第5章电压暂降实验等级3类、短时中断实验等级3类的要求。实验后充电桩不发生错误动作和损坏，并能正常工作。实验应在充电桩的典型工作状态下进行，对三相供电系统，一般是一相、一相地进行实验。依据验收的要求等级进行实验，实验一般做3次，每次间隔10秒钟。实验的布置和原理如图10所示。
3．9振荡波扰抗扰度
技术标准要求充电桩应能满足GB/T17626．12-1998振荡波扰抗扰度实验中第5章表2实验等级3的要求。实验后充电桩不发生错误动作和损坏，并能正常工作。按照要求，对交流充电桩的电源端口进行阻尼振荡波实验，实验的等级为共模电压为2kv，差模电压为1kV；实验采用100kHz和1MHz的振荡频率，继续时间不应少于2秒，两次持续实验的时间间隔最短1秒。充电桩应置于参考地平面上，并用O．1m±O．O1m厚的绝缘物支撑。设备的实验布置如图11所示。
4结论
本文重要是围绕深圳市的《深圳供电局电动汽车交流充电桩订货及验收技术标准》，具体地对其中电磁兼容的探测要求和办法进行了研究和论述。通过文章发现，技术标准对交流充电桩电磁兼容的性能有比较严格的要求。同时，希望通过本文能够使充电桩的制造商对电磁兼容的探测有个明确、全面的了解和认识，使其在产品的设计和实现上更好地考虑满足这方面的要求，使产品能更快更好地进入市场，从而加快推动我国电动汽车产业的发展。
目前，存在多个有关电动汽车交流充电桩的探测标准或规范，文章就其中电磁兼容探测方面存在的差异进行了简单比较，结果如表3所示。(邹强深圳市计量质量测试研究院，广东深圳518131)
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