小功率直流慢充安全问题分析

2019-09-23 10:06:51 来源: 汽车电子设计
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这是一篇投稿,是有关目前小功率直流慢充的反面意见,主要代表目前现有车载充电机和很多外资的车企的一些看法,对于未来要把车载充电机从车上拿到,是面临很多的问题。我个人判断,每个决策者都需要做仔细地考虑,如何采取更好的办法来平衡电动汽车迫切的成本下降压力和扩大市场接受度的问题。小功率直流慢充,和车载充电机的"下车"并不是绝对的事情,但是对于未来11kW、22kW这样的大家伙,我们是需要仔细权衡的。


备注:小功率直流慢充在日本Prius的版本上就存在,到本田的纯电,这目前看来是一种尽可能压榨充电设施潜力的补充的充电手段,我们看问题如果能相对包容一些就好了。从长远的10年来看,这种技术将在一定的范围内,一定的车型上面运用,但是对于充电设施端,便携式的10kW甚至20kW充电机其实有一定的隐患的,目前在淘宝上还有售后端面向物流车还有一些2B的车辆是很受欢迎的。百家争鸣吧,大家都可以把声音讲出来

我们来听一下反面的声音:


近期关于新能源汽车充电上车、下车的话题纷纷扰扰,下车后小功率直流慢充真的安全么?作为一个行业从业者,针对这一问题笔者进行了梳理:


首先车载充电机从车上到车下,充电产品的使用环境发生了很大变化:


1、共用直流充电口,小功率直流慢充充电线缆相对直流快充线缆线径会小很多;


3、IP67的防护等级变为IP6K9K甚至更高防护等级;


4、无固定安装,跌落、振动等级要求更高;


5、整车优良的水冷环境变为风冷;


6、小功率的充电产品也必须是一车一配,无法真正共享。


而这些使用环境变化都是与安全性问题直接相关联的,详细的情况见下。


1、  供电电源问题。
对于7kw小功率直流充电机,这个问题实际说的是交流插座、插头的规格问题。针对供电插座,32A的电流,家庭用户一般没有这个规格插座,需要专线专门安装,相对而言应用并不方便。针对小功率直流充电机交流插头,7KW对应输入端是32A大电流充电,考虑到因种种原因导致充电插头起火燃烧或者带电拔插等安全因素,是否也需要像交流慢充,在充电口增加温度检测功能和电子锁功能呢?若是要增加这些功能,可以想象插座这端肯定是无法增加,那就只有增加到插头这端,也就意味着这个交流插头是需要单独定制的,想想这个插头体积会有多大?同时直流慢充充电机还需要增加温度传感器和电子锁的检测控制电路,控制、采集信号线束会拉的很长,干扰问题也会随之而来;


2、  供电接地问题。
接地是一个老大难技术问题,就连一家专门的转毂实验室的外墙插座都会漏接地(只保证了实验室内部是可靠接地),那对于家庭用户的接入网接地更是不堪设想,撬开墙上插座十个有九个是没有地线的。一旦接地不良,充电漏电,人身安全受到威胁,再者影响低压地,搅乱整车低压网络,控制系统异常,这样充电时的各种不明隐患就此埋下;


3、  线缆承载问题。
由于车端接插件要兼容直流快充和直流慢充两种设计,相关保护均需按大电流设计保护。当采用小功率直流慢充方式工作时,因种种原因小功率直流慢充充电机输出端部分与充电电缆枪头之间若发生短路或者微短路故障,目前的熔丝保护机制是不足以考虑短路保护的。
可能会有人提出可以在充电枪头加保险的方案,那这个保险要不要可更换呢?若不可更换,保险熔断则需再买一条充电线缆组件更换(需专业人员维修),更换的机率和维修成本未免太高!若可更换,如何保证开盖更换保险的人员安全(不带电操作)?若是开盖加互锁,又怎么检测呢?…想想可怕。另外一个问题,带保险的枪头跌落,保险会不会破损或者松动呢?


4、  振动、跌落问题。
小功率直流慢充桩因随车配不免产品会跌落车外,要知道这是不带包装跌落哦!不是我们常说的运输过程跌落,这样对充电产品的振动跌落要求会更高,更高要求意味着高成本;再就是这个充电产品随车带,但是没有固定安装,就好比振动实验时不固定在振动台上一样,充电产品跳舞,不知道会发生什么后果;


5、  IP防护问题。
充电产品由车上转移到地上,因条件所限,不可避免的会在雨天室外充电,甚至会碰上短时暴雨积水情况,那对于在地上的小功率直流慢充泡水都是有可能的,此时的IP防护尤为重要,IP6K9K可能都无法满足了。


6、  散热问题。
对于7Kw的直流慢充一般是风冷,风冷不仅结构尺寸大而且还需要用到风扇,风扇是个易损件,长期使用需要更换,风扇这个组件目前承诺可做到的防护等级为IP55,IP67当前供应商是不承诺的且非常贵,可以说是防护等级拉低了成本还上去了;另外风冷产品相对热均衡较水冷差,在使用环境相对封闭、空气不对流时,充电机会出现降额工作或者关机现象,也会加长充电时间或者是无法可靠充电的问题;


我们要精耕于当前国家和政府花大力气铺建的充电设施安全问题得到解决并且推出强有力的监管举措,而不是推出新一套充电方案的网络铺设,既浪费人力、物力、财力及资源,且同样的问题依然存在而得不到解决。有的人认为充电产品转移到地上了,产品级别可以是工业级了或者说是可以按消费类电子来处理,这样成本是低了,真的是这样吗?后续会一一进行阐述。

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作者简介
朱玉龙
朱玉龙

我是一个汽车行业的工程师,2008年入行,做的是让人看不透的新能源汽车行业。我学的是测试和电路,从汽车电子硬件开始起步,现在在做子系统和产品方面的工作。汽车产业虽然已经被人视为夕阳产业,不过我相信未来衣食住行中的行,汽车仍是实现个人自由的不二工具,愿在汽车电子电气的工程方面耕耘和努力,更愿与同行和感兴趣的朋友分享见解。

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