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聊聊农村怎么安全充电

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在去年的时候,这个事在美国的新闻媒体还是一个新闻《Chinese Tesla owner turns power line into illegal personal charging station》,随着下个阶段方向的确认,这变成了一个扎扎实实的事情。     QQ截图20160624135801.png

未来中国沿海平原地区“低速”电动汽车转型升级过程中,消费者如何进行充电?这是一个很大的问题。

第一部分 困难和隐患

这其实是个有趣的问题,我们以江浙沪三地的农村的情况来看看,农村的实际情况。

  • 浙江省乡村供电可靠率达99.923%,综合电压合格率为99.10%,户均配变容量达2.36千伏安/户

  • 江苏省电力公司启动实施美丽乡村电网示范建设,打造100个美丽乡村供电示范区,居民户均配变容量达到4.5千伏安,确保不发生线路及配变超载

  • 到2020年,全国农村地区基本实现稳定可靠的供电服务全覆盖,供电能力和服务水平明显提升,农村电网供电可靠率达到99.8%,综合电压合格率达到97.9%,户均配变容量不低于2千伏安

举个例子,假定未来真的电动汽车普遍里程达到300KM~500KM,消费者买辆车开车回家是个什么有趣的事情:

QQ截图20160624135828.png

目前现有国标或者定义

  • 模式1 禁止使用

  • 模式2 凑合用

  • 模式3 装了得独立接线,甚至需要

QQ截图20160624135841.png


如果,我们考虑实际大量农民房内配电盒的连接方式

  • 现有自行车充电功率在200~400W

  • 由于大容量的电动汽车,最少也得1.8KW

QQ截图20160624135850.png


整个故障模型为:

  • 拖线板烧起来

  • 家用插座烧起来

  • 屋内线使用过热

QQ截图20160624135905.png


如果同时有很多的电动汽车啊开到农家去农家乐,那我们咋办?

备注:我们可以夸张点看烧线的实验,这里用的是12V的极端短路的实验,可以看到线的夸张升温过程


第二部分 可能的解决方案

这里谈谈可能的解决方案

1)原理

我做过一组实验如下:

  • 这里取了充电前(L-N、N-PE)和充电中(L-N、N-PE

    • 线路的连接情况是可以判断出来的

    • 线路上的其余电流也是可以判断出来的

QQ截图20160624135918.png


按照美国的NEC的方法,整个压降的阈值点是3%和5%

QQ截图20160624135930.png


2)实现

这里的技术实现,其实可分成三种模式

  • 在智能插座实现

    • 缺点:无法控制后面两者的实现点,如充电过快无法记录初始点

    • 优点:最简单容易实现

  • 在模式2控制器内实现

    • 缺点:模式2本身要求较高,需在原来的基础上做+法,现在很多车不随模式2控制,很多措施如果车不给面子,只能强断

    • 优点:可以控制供电时间点,可调节PWM进行电流供给

  • 在车内控制器/充电机实现

    • 缺点:改动成本最大

    • 优点:整个系统策略可以做到最大化

我曾经设计过一个系统诊断设备,其实有点类似

QQ截图20160624135938.png


小结:

1)模式2作为应急手段,未来在农村、视角结合部应用范围还是很广的,如果真的推广速度达到一定的程度,其实需要考虑农村的实际情况

2)再做精细化一些,就得做自学习和现有容量管控了,我也比较看好这块未来在农村这样的螺蛳壳里做道场的地方施展开来,搞大幅的农村配电网未来来看有些困难


参考文献:

  1. 国网江苏电力打造百个美丽乡村供电示范区

  2. 浙江14亿元改造升级农村电网 惠及640万人