電動汽車充電站設(shè)備常見故障分析及改進(jìn)措施
?隨著電動汽車的不斷推廣使用， 與之配套的電動汽 車充電站也顯得越來越重要。 為保證純電動汽車能夠安 全可靠的充電和使用，充電站一、二次設(shè)備安全穩(wěn)定運(yùn)行 變得尤為關(guān)鍵。
長沙汽車東站電動汽車充電站概述?
國網(wǎng)長沙供電公司投資建設(shè)的長沙汽車東站電動汽 車充電站于 2013 年 7 月 16 日投產(chǎn)營運(yùn)。 該站分為 2 期 建設(shè)，一期工程配置配電容量2×630kVA，建設(shè) 10kV 進(jìn)線 2 回，60kW 交直流一體化充電機(jī)10 臺，無功補(bǔ)償按每臺 主變 180kvra 配置， 每臺箱變另配置 1 臺有源濾波柜；二 期工程配置配電容量2×2500kVA， 新建 10 千伏進(jìn)線 2 回， 新建 52.5kW 直流充電樁 50 臺； 有源濾波容量配置 6×200A。 自投運(yùn)至 2015 年 9 月 16 日， 累計(jì)充換電量 810.12 萬 kWh，完成充電 4.5 萬次，保證了長沙市 5 條公 交線路純電動大巴的正常運(yùn)行。
充電站運(yùn)行故障情況分析
從 2014 年 1 月 1 日至 2014 年 12 月 31 日，汽車東 站充電站共發(fā)生各類故障635 次，平均日故障達(dá) 1.74 次，詳見圖 1 所示。故障集中發(fā)生在上半年，主要故障表現(xiàn)為動力蓄電池充電電流過流、電池單體電壓過高，車輛 BMS 管理系統(tǒng)與充電樁通訊故障等。根據(jù)安全等級和設(shè)備屬性將充電站常見故障分為通訊故障和設(shè)備故障2 類。
2.1 通訊故障?
此類故障不危及設(shè)備和人身安全，通過人工重啟設(shè)備相關(guān)部位（主要是電源開關(guān)），或設(shè)備廠家人員調(diào)試系 統(tǒng)后可恢復(fù)正常運(yùn)行。通訊故障發(fā)生的頻次較高，需要當(dāng) 值人員反復(fù)進(jìn)行手動操作，廠家調(diào)試周期長，極大地制約了充電服務(wù)的效率。（1）網(wǎng)關(guān)通訊故障導(dǎo)致充電無數(shù)據(jù)。網(wǎng)關(guān)通訊是在充 電樁充電時(shí)，將充電機(jī)的充電信息實(shí)時(shí)傳送給后臺服務(wù)器（工作站），運(yùn)維人員通過后臺服務(wù)器的監(jiān)控界面實(shí)時(shí)監(jiān)測電動汽車充電狀態(tài)及充電數(shù)據(jù)。一個(gè)網(wǎng)關(guān)通訊發(fā)生 故障，能同時(shí)引起 5 臺充電機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)無法被監(jiān)控。導(dǎo)致充電數(shù)據(jù)不能實(shí)時(shí)上傳，造成充電報(bào)表數(shù)據(jù)缺失，直接影響計(jì)量計(jì)費(fèi)的準(zhǔn)確性。（2）因通訊距離過遠(yuǎn)，導(dǎo)致充電程序無法啟動。由于汽車東站充電站在建設(shè)時(shí)，充電樁安裝位置距離監(jiān)控室 過遠(yuǎn)，在充電設(shè)備投入使用后，由于通訊線路距離過遠(yuǎn)，部分充電樁出現(xiàn)因通訊無法連接不能正常啟動，嚴(yán)重影響充電樁的使用效率，直接關(guān)系到電動車輛能否及時(shí)可靠充電。
2.2 設(shè)備故障?
（1）因充電樁充電把松動而導(dǎo)致無法連接。在充電員 操作充電過程中， 經(jīng)常需要將充電把手拔出后與車輛進(jìn)行連接，導(dǎo)線與充電樁連接處容易松動，長此以往會使導(dǎo)線磨損、破裂，甚至可能由于充電線路短路而引起人員安 全問題。（2）充電設(shè)備標(biāo)準(zhǔn)不統(tǒng)一導(dǎo)致的故障。汽車東站充電 站有 10 臺建設(shè)于 2010 年的一體化交流充電機(jī)，充電接 口、充電機(jī)技術(shù)以及充電監(jiān)控后臺與現(xiàn)行充電設(shè)備的國家標(biāo)準(zhǔn)差距較大，設(shè)備運(yùn)行不穩(wěn)定。為滿足電動汽車充電 需求，降低故障率，亟待按照最新國家標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行技術(shù)升級和完善。
解決措施
3.1 針對由網(wǎng)關(guān)通訊故障導(dǎo)致充電無數(shù)據(jù)的故障?
國網(wǎng)長沙供電公司對廠家設(shè)備提出了更新要求，一 方面將原來網(wǎng)關(guān)進(jìn)行更換，配置穩(wěn)定性能更加好的網(wǎng)關(guān)，當(dāng)場進(jìn)行測試合格后投運(yùn)，并要求技術(shù)人員現(xiàn)場培訓(xùn)值 班員如何恢復(fù)網(wǎng)關(guān)等一系列操作。另一方面加強(qiáng)充電機(jī)的通訊接口維護(hù)， 防止因通訊接口松動導(dǎo)致網(wǎng)關(guān)無法連 接。同時(shí)還對值班人員進(jìn)行人工計(jì)量操作培訓(xùn)，以防止充 電過程中突然斷電時(shí)無充電數(shù)據(jù)。
3.2 針對因通訊距離過遠(yuǎn)導(dǎo)致充電程序無法啟動的故障?
通過在充電機(jī)與充電樁之間的通訊回路進(jìn)行技術(shù)改造，增加通訊訊號強(qiáng)度，保障通訊穩(wěn)定，達(dá)到充電樁相關(guān)參數(shù)（電量、電費(fèi)、充電時(shí)間、故障信息）準(zhǔn)確無誤上傳的目的，實(shí)現(xiàn)充電服務(wù)工作在線實(shí)時(shí)管控，保證充電機(jī)充電 正常、充電穩(wěn)定。同時(shí)，保障通訊充電數(shù)據(jù)穩(wěn)定、及時(shí)上傳發(fā)送，既方便電費(fèi)結(jié)算，又提供歷史記錄，方便故障查找 等，減輕了運(yùn)維人員的工作強(qiáng)度。
3.3 針對因充電樁充電把手松動而導(dǎo)致無法連接的故障?
通過在戶外充電樁直流輸出線與充電樁連接處加裝不銹鋼抱箍，緊固充電樁和充電把手的連接線，有效改善了導(dǎo)線裸露和松動問題， 防止了因直流輸出線松動造成充電設(shè)備絕緣損壞，杜絕了人身、設(shè)備傷害事故。加裝抱箍改造后，導(dǎo)線沒有出現(xiàn)松動與拉扯出來的現(xiàn)象；杜絕了充電過程中的觸電隱患。同時(shí)規(guī)范運(yùn)維員的操作流程，加強(qiáng)運(yùn)維員安全意識，提高了充電效率和設(shè)備的使用率，保證了充電樁的正常運(yùn)行。
3.4 針對充電設(shè)備標(biāo)準(zhǔn)不統(tǒng)一導(dǎo)致的故障?
使用最新國標(biāo)的規(guī)定對充電接口、電度計(jì)量、充電計(jì) 費(fèi)方式、后臺監(jiān)控等技術(shù)升級，對充電設(shè)備加裝有源濾波器減少對電網(wǎng)的諧波污染。
改造的內(nèi)容主要包括3個(gè)方面：一是硬件更換和充電機(jī)線路改造。主要包括加裝 APFC、升級充電接口（加裝CC1控制導(dǎo)引板）、加裝電度計(jì)量表以及項(xiàng)目中相關(guān)的充電機(jī)配線改造。二是軟件程序升級：充電機(jī)與監(jiān)控后臺及BMS 通訊程序、計(jì)費(fèi)軟件程序的升級。三是軟硬件改造完成后，對充電系統(tǒng)的聯(lián)調(diào)驗(yàn)收，滿足新國標(biāo)充電機(jī)與BMS和監(jiān)控后臺通訊程序的設(shè)計(jì)。4升級改造后效果通過對汽車東站充電設(shè)備存在的通訊故障和設(shè)備故障進(jìn)行技術(shù)升級改造，顯著降低了各類故障的發(fā)生。2015年1月～7月發(fā)共計(jì)發(fā)生故障93 次，同比2014 年1月～7月故障減少427 次。5 結(jié)束語長沙汽車東站電動汽車充電站作為湖南地區(qū)最早投入使用的電動汽車充電站，由于缺乏相關(guān)經(jīng)驗(yàn)，在運(yùn)行初 期無法全面掌握設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)，對可能出現(xiàn)的故障缺乏 準(zhǔn)確判斷和預(yù)測，與之相應(yīng)的檢修、消缺以及應(yīng)變能力不足。充電設(shè)備進(jìn)行技術(shù)升級改造后，充電設(shè)備的安全性、使用效率和壽命顯著提升，有效節(jié)約了運(yùn)維成本；充電設(shè)備故障率降低、電能的損耗減少、對電網(wǎng)的諧波污染也有所降低；在故障分析和技術(shù)改造過程中，運(yùn)維人員積累了豐富的工作經(jīng)驗(yàn)，有效強(qiáng)化了隱患排查、故障處理的工作能力。
轉(zhuǎn)自《安全供應(yīng)電》
目前我國多個(gè)地方充電設(shè)施建設(shè)面臨場區(qū)管理者不認(rèn)同、基礎(chǔ)設(shè)施不配套和用地難三大關(guān)鍵癥結(jié)困擾，導(dǎo)致充電樁難以“進(jìn)場落地”，已成為推廣新能源汽車關(guān)鍵瓶頸。第一，場站管理者不認(rèn)同、不配合、不同意建設(shè)充電 樁。多數(shù)物業(yè)公司對于新能源汽車配套充電設(shè)施的安全、用電、消防等認(rèn)知不足，擔(dān)心充電過程發(fā)生小區(qū)電網(wǎng)不穩(wěn) 定、觸電、著火等危險(xiǎn)，還可能影響其他車主，因此排斥用 戶在小區(qū)安裝充電樁。同時(shí)，目前充電樁運(yùn)營方和小區(qū)管 理者也沒有就利益分配機(jī)制達(dá)成一致，進(jìn)一步影響場區(qū)管理者的積極性。 第二，場站基礎(chǔ)設(shè)施不配套。比如，在多數(shù)老舊小區(qū)，用戶根本沒有固定的停車位，購新能源車之后，充電樁根 本不知道該安裝在何處。 此外，接網(wǎng)難問題也普遍存在。小區(qū)用戶日均戶用電上限一般僅為8 千瓦，但充電樁要達(dá)到 30 千瓦，小區(qū)電網(wǎng)很少配套高壓線路。要從電網(wǎng)主線拉線， 則非常麻煩且工程費(fèi)用較高。第三，建設(shè)獨(dú)立占地充電站主要面臨用地難問題。雖 然國家近期已經(jīng)出臺促進(jìn)充電樁建設(shè)的指導(dǎo)意見，但直至 目前，充電設(shè)施建設(shè)用地未出臺城市充電設(shè)施專項(xiàng)規(guī)劃， 因此，充電設(shè)施建設(shè)選址依然比較困難。同時(shí)，充電站場地 的協(xié)調(diào)難度依然比較大，涉及地價(jià)、拆遷、產(chǎn)權(quán)、使用權(quán)等 一系列問題。
新能源汽車行業(yè)千人通訊錄
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