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电动汽车充电安全分析与研究

文档作者：崔泓文档来源：山西省计量科学研究院		点击数：	更新时间： 2021年05月10日
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Internal Combustion Engine &amp;amp; Parts
0 引言
随着环境问题越来越严重，各个国家对环境保护和能
源节约加强了重视，并出台了一系列的新能源政策，电动
汽车就是在此环境之下“出生”的。然而，我国对于电动汽
车的研制较晚，相对应的充电安全措施不够完善，导致充
电安全性不高，威胁着人们的生命安全。故此，本文对电动
汽车充电安全进行研究具有一定的价值和作用。
1 安全等级划分分析
分析电动汽车的充电安全之前，需要对其安全性进行
等级的划分，从而根据等级进行安全措施的制定，保证电
动汽车充电安全的可靠性和合理性。一般情况下，我们会
将安全等级分为三个，在进行等级划分的过程中，视事故
产生的后果影响不同作为参考。第一级一般指的是人对充
电安全所造成的后果；第二级指的是电动汽车周围的设施
对充电安全产生的后果；第三级指的是充电设备对充电安
全产生的后果。
2 安全问题研究模型
在对电动汽车充电安全问题分析之前，需要对安全问
题建立相关的研究模型，保证研究的可靠性。在模型的建
立过程中，风险是研究的主要对象，并对安全隐患发生的
原因进行详细的分析，总结出一定的规律，依据规律，有关
人员就可以制定出详细的解决对策，保证电动汽车充电的
安全性。
3 影响安全的因素分析
3.1 绝缘问题和充电安全
我们知道，设备的绝缘性是保证线路安全运行的基
本，也是防止人员发生触电危害的重要措施，表1[1]就现阶
段的安全隐患处理与充电安全措施进行总结。
3.1.1 外壳防护能力
如图1 是两种直流充电连接器的插头，从图中我们可
以看出，第一种正负充电极有绝缘帽保护，而第二种外边
则是金属。因此，我们就可以断定第二种充电接触插头很
容易发生触电危险，不符合国家的有关规定。
3.1.2 电气间隙与爬电距离
在国家的有关标准中，对于电气间隙和爬电距离是有
一定的要求的。这些要求的存在就是为了保证设备在实际
工作中不会出现故障和毁坏的问题，因此，有关设计人员
在对产品进行设计的过程中，一定要查阅国家有关标准，
防止出现电压的绝缘击穿现象。
3.1.3 介电强度
介电强度指的是能够将材料评定实收作为绝缘体的
抗电强度。国家有关标准对其也进行了相关规定，要求在
电动汽车充电安全分析与研究
崔泓
（山西省计量科学研究院，太原030000）
摘要： 随着近年来国内外对节能减排的重视程度不断增加，电动汽车逐渐出现在人们的视野中。而随着电动汽车和充电领域的
不断发展，充电安全问题成为人们关注的焦点问题。本文就此背景之下，对电动汽车充电安全进行了详细的分析与研究，以期提高充
电的安全性，保证人们的生命安全，促进电动汽车行业的良好发展。
关键词： 电动汽车；充电安全；系能源
动化控制系统，可以通过编程来控制备用电源，实现实时
自动投切功能。
2.3 闭环控制
闭环控制电气自动控制系统的重要发展方向，将PLC
技术应用到电气自动控制系统中，能够对电气设备的运行
状态进行全方位的监控，并根据采集到的信息制定控制决
策，编写控制指令，之后采集设备的反馈信息，实现闭环控
制。例如，在泵类电机自动启停控制系统中，可以利用PLC
技术来采集每台泵机工作情况，根据实际运行状态确定启
停操作指令，之后在通过信息采集，确定指令是否执行成
功。PLC 技术在闭环控制系统中的应用，进一步完善了系
统控制功能，推动了电气自动化事业的创新发展[3]。
2.4 集中和分散控制
在电气自动控制系统中，应用PLC 可以实现集中控
制和分散控制两种控制模式。在集中控制系统中，利用
PLC 控制器有效连接多种电气设备，并由CPU 进行统一、
集中管理，进而提高系统的指挥性能。在分散控制系统中，
PLC 可以通过通信线路对任意一台单独的设备进行调整
和控制，同时不会对其他运行设备产生影响，任何一个控
制对象都可以通过专属的PLC 来进行分散控制，使得各
个子系统之间的运行不会受到影响。
3 结束语
总而言之，PLC 是一种先进、高效的自动化控制技术，
克服了传统电气自动控制系统存在的缺陷，能够提高自动
控制的灵活性、稳定性、可靠性。PLC 技术在机电一体化改
造、工业自动化升级等方面发挥着不可替代的作用，随着
科技的发展，技术人员要积极进行探索创新，进一步提高
PLC 技术的抗干扰性和网络数字化，更好地为电气自动控
制系统服务。
参考文献：
[1]陈贻棉.PLC 技术在电气自动控制中的应用研究[J].中国新
技术新产品，2015（08）：1.
[2]孙丽，祁士勇，王斌.PLC 在电气控制系统中的应用研究[J].
科技风，2012（15）：112.
[3]寸彦萍.浅谈PLC 在电气控制系统中的应用研究[J].山东
工业技术，2016（05）：261.
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万方数据
内燃机与配件
表1 故障处理与充电安全措施
图1 两种直流充电连接器插头
实际充电过程中，所使用的绝缘材料必须要符合介电强度
的相关标准。而经过研究发现，绝缘材料的介电强度越高，
其抗电强度也就越好，能够承受的电压击穿也就越强。
3.1.4 绝缘电阻
为了保障设备在正常或者是特殊的环境下进行工作，
需要对设备的绝缘电阻进行性能的检测，此外，还要对其
安全性和可靠性进行检测，从而保证设备能够顺利开展工
作。而在电气设备和电气线路的安装过程中，其安装的标
准就是绝缘电阻的阻值。一般情况下，电阻的阻值越大的情
况下，其材料的绝缘性能就越强，人们的安全就越有保障。
3.1.5 接触电流
所谓的接触电流指的是人或者是动物在接触带电设
备和零件的过程中，电流流经身体的过程。一般情况下，对
于接触电流的评定，可以用流经网络的电流值来确定。此
外，为了减少接触电流对人们的伤害，需要人们佩戴一定
的防护措施。
3.1.6 冲击耐压
对装置无电气联系的各回路之间以及无电气联系的
各回路对地的电气间隙、绝缘介质能够在某一瞬间过电压
时发生击穿或放电的验证现象[2]。
3.2 环境因素
在电动汽车充电的过程中，影响其安全的环境因素指
的是防风、防盗和防腐蚀等内容，这些对于电动汽车充电安
全的影响非常大，因此需要我们采取有效的措施进行防范。
3.3 保护措施因素
在电动汽车的充电过程中，应该有一些保护措施来保
障充电的安全性的，但是需要注意的是，对于这些保护措
施要进行定期的监测，防止出现保护措施因故障而没有保
护功能的现象，例如：绝缘皮层的老化、腐蚀等。
3.4 通信协议对电动汽车快速充电的影响因素
在对电动汽车进行充电的过程中，直流电的快速充电
和慢速充电是有区别的。在进行快速充电的过程中，由于
输出的电压瞬间可达几千伏，从而对人体的威胁隐患增
大，因此需要有一定的保护措施。总之，通信协议对电动汽
车快速充电有着很大的影响。
4 电动汽车充电安全的相关解决方案
4.1 根据安全等级，设立三道安全防线
通过上文中对安全等级的分析，我们可以根据电动汽
车的实际充电问题，从三个安全等级入手，建立三道安全
防线。首先，对人的防范，人体在进行电动汽车的充电作业
时，要穿戴规定的防护措施，保证身体安全；其次，对周围
设施的防范，针对电动汽车充电的设施环境，制定出合理
的防护措施；最后，对充电设备的防范，充电设备在进行充
电之前，一定要由专业人士对其进行检测，保证其运行的
安全、可靠性。
4.2 优化电动汽车的绝缘性能
影响电动汽车充电安全的因素中，绝缘性能的安全影
响因素就有很多种，这就需要有关电动汽车设计人员，在
进行电动汽车的设计过程中，将这些绝缘性能的影响因素
充分考虑进去，从而提高绝缘材料的寿命，保证电动汽车
绝缘性能更佳。此外，还需要建立绝缘监测及评估体制，并
对通信协议的安全性进行实测，优化电动汽车本身及充电
桩和充电设施的绝缘部件的绝缘性能[3]。
4.3 采用保护装置
电动汽车属于经常使用的交通工具，这种情况下，使
得外部环境因素对其充电安全性的影响增加，长时间的使
用之后，一些电动汽车的零部件可能会出现腐蚀或者是侵
蚀的问题，从而影响电动汽车充电安全。因此，在电动汽车
上安装有效的保护装置，能够进一步地提高电动汽车的安
全性、运行稳定性。
5 结束语
综上所述，在电动汽车日益发展的今天，电动汽车充
电安全是人们关注的焦点问题，因此本文在对安全等级进
行划分的基础之上，探讨了影响电动汽车充电安全的因
素，并提出了解决电动汽车充电安全的相关方案，这对于
电动汽车行业的发展具有十分重要的意义。
参考文献：
[1]贺春，陈卓，冯瑾涛，银庆伟，李翔.电动汽车充电安全分析
与解决方案[J].供用电，2017，34（01）：12-18，50.
[2]何志静，刘卯.电动汽车充电安全分析与解决方案研究[J].
山东工业技术，2017（13）：47.
[3]杜航.电动汽车充电安全分析与解决方案[J].科技展望，
2017，27（26）：112.
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