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绪论1

第1章 电动汽车充电站结构及运行5

1.1 电动汽车充电站建设的现状5

1.2 充电站服务对象6

1.2.1 电动汽车种类6

1.2.2 电动汽车运行特点7

1.3 电能补给8

1.3.1 电能补给方式8

1.3.2 电动汽车的充电需求9

1.3.3 电能补给方式的选择9

1.4 充电站功能10

1.4.1 充电站配电系统11

1.4.2 充电站充电系统11

1.4.3 充电站电池调度系统14

1.4.4 充电站监控系统14

1.5 充电站总体结构15

1.5.1 配电室15

1.5.2 中央监控室15

1.5.3 充电区16

1.5.4 更换电池区16

1.5.5 电池维护间16

1.6 充电站建设16

1.6.1 充电站设计要考虑的因素16

1.6.2 充电站建设17

1.6.3 小结21

1.7 充电站运作流程21

1.7.1 电池更换方式的运作流程21

1.7.2 整车充电方式的运作流程23

1.7.3 电池充电的运作流程24

1.7.4 电池维护的运作流程25

1.7.5 充电站的整体运作流程25

1.7.6 小结25

1.8 充电网络管理26

1.8.1 充电站服务项目27

1.8.2 充电站管理27

1.8.3 充电网络的构建和管理27

1.9 设计举例——某供电所电力工程车充电站建设方案29

1.9.1 某供电所电力工程车简况29

1.9.2 电池容量30

1.9.3 充电时间31

1.9.4 充电机的选择31

1.9.5 配电系统设计32

1.9.6 充电站布局33

1.9.7 充电站规模36

1.10 总结36

第2章 电动汽车充电机设计及其试验38

2.1 电动汽车充电机现状38

2.1.1 车载充电机38

2.1.2 地面充电机38

2.1.3 传导式充电机和感应式充电机39

2.1.4 普通充电机和多功能充电机39

2.2 充电机的电气参数及其技术指标40

2.3 充电机的性能及其技术要求40

2.3.1 安全性41

2.3.2 易于使用41

2.3.3 成本经济41

2.3.4 高效率41

2.3.5 对供电电源污染小41

2.4 充电机连接器设计43

2.5 充电机功能模块44

2.5.1 输入整流装置45

2.5.2 DC—CD变换器45

2.5.3 驱动脉冲生成、调节及保护系统46

2.5.4 单片机（CPU）控制系统47

2.5.5 人机接口49

2.5.6 Internet接口49

2.5.7 电能计量49

2.6 充电机功能测试49

2.6.1 测试仪器50

2.6.2 充电机功能测试51

2.7 充电机（站）型式试验及其技术指标55

2.7.1 气候环境测试55

2.7.2 机械环境测试56

2.7.3 允许温度及电介质绝缘测试57

2.7.4 电磁环境测试58

2.8 总结63

第3章 电动汽车充电机（站）配电系统设计64

3.1 充电机（站）对供电电源要求64

3.1.1 配电电压64

3.1.2 配电变压器64

3.1.3 配电容量65

3.2 配电主接线66

3.3 充电机（站）对电力系统的影响68

3.3.1 公用电网的谐波限值68

3.3.2 充电机（站）谐波计算分析方法70

3.3.3 充电机（站）谐波工程算法78

3.3.4 谐波影响因素81

3.4 充电机（站）谐波治理对策85

3.4.1 增大单台充电机的滤波电感85

3.4.2 减小充电机功率变换单元等效电阻85

3.4.3 采用三相功率因数校正技术代替普通三相二极管整流桥85

3.4.4 采用PWM整流器来获得直流母线电压86

3.4.5 充电站安装电力有源／无源滤波器86

3.5 计算举例——某供电所充电站谐波计算87

3.5.1 充电机（站）参数87

3.5.2 仿真计算结果87

3.6 设计举例——奥运会纯电动车充电站谐波治理90

3.6.1 供电系统及充电站规模90

3.6.2 谐波测量和计算91

3.6.3 谐波治理92

3.7 总结94

第4章 电动汽车充电机（站）监控网络设计96

4.1 充电机（站）监控网络现状96

4.2 充电机（站）监控网络原理结构96

4.2.1 充电站网络原理结构图96

4.2.2 充电站网络功能97

4.3 通信协议设计原则98

4.3.1 物理层遵循的原则98

4.3.2 数据链路层应遵循的原则98

4.3.3 应用层应遵循的规定99

4.3.4 监控CAN网络协议推荐方案100

4.3.5 电池管理系统和充电机CAN网络建议方案110

4.4 总结112

第5章 电动汽车充电机（站）安全防护114

5.1 电击防护的原则性要求114

5.1.1 正常操作无故障情况114

5.1.2 单故障情况115

5.2 间接接触防护措施115

5.2.1 自动切断供电防护115

5.2.2 保护隔离防护115

5.2.3 等电位连接防护116

5.3 充电机（站）安全116

5.3.1 允许温度及温度监视116

5.3.2 连锁措施116

5.3.3 防护等级（IP）116

5.3.4 充电机控制安全117

5.3.5 保护措施117

5.4 动力蓄电池安全117

5.4.1 绝缘和隔离117

5.4.2 爬电距离117

5.4.3 动力蓄电池的过流断开器（装置）118

5.4.4 锂离子蓄电池的储存和搬运118

5.4.5 动力蓄电池的保护功能118

5.5 充电站安全性要求及其措施举例118

5.5.1 配电室118

5.5.2 监控室（含网络及通信）118

5.5.3 充电区（充电机、充电平台）119

5.5.4 更换电池区、电池存换库120

5.5.5 电池维护间121

5.5.6 操作安全防护121

5.6 总结121

第6章 电池管理系统功能和技术要求122

6.1 电池管理系统现状122

6.2 电池管理系统的功能要求122

6.3 电池管理系统结构设计124

6.3.1 车载模式124

6.3.2 整组充电模式125

6.3.3 单箱充电模式126

6.4 技术参数及指标126

6.5 总结127

第7章 纯电动公交充电系统容量需求分析与设计128

7.1 纯电动公交充电系统容量需求的影响因素128

7.1.1 动力蓄电池种类和充电特性128

7.1.2 充电机类型和工作特性128

7.1.3 动力蓄电池充电方法和充电控制策略128

7.1.4 纯电动公交充电模式128

7.1.5 环境条件129

7.2 充电机容量需求129

7.3 充电站容量需求130

7.3.1 纯电动公交充电模式131

7.3.2 充电站容量需求133

7.4 纯电动公交充电系统容量需求的仿真135

7.5 设计举例——奥运会纯电动公交充电系统容量设计137

7.5.1 奥运会纯电动公交运行规划137

7.5.2 充电系统容量设计139

7.6 总结140

第8章 电动汽车充电站运营模式141

8.1 基于用户需求的充电站建设模式选择141

8.1.1 特定区域141

8.1.2 固定线路142

8.1.3 社会大众143

8.2 充电站运营模式分析146

8.2.1 充电站运营模式介绍146

8.2.2 充电站运营模式比较分析149

8.3 充电站赢利模式分析152

8.3.1 充电站运营收入来源152

8.3.2 不同运营模式下的赢利模式分析154

8.4 充电站运营风险分析158

8.4.1 技术风险159

8.4.2 市场风险159

8.4.3 资金风险160

8.4.4 政策风险160

8.4.5 管理风险161

8.4.6 其他风险162

8.5 电动汽车充电营运系统162

8.5.1 电力供应系统163

8.5.2 充电计量和结算系统163

8.5.3 公用充电网络164

8.5.4 电池、配件维护维修体系164

8.5.5 专业化的组织管理164

8.6 总结165

结束语167

附录170

参考文献173