电动汽车充电设施的谐波问题——电动汽车充电设施系统关键问题探讨（八）
电动汽车充电设施系列讲座已进入尾声，今天是第八讲——谐波问题。按照老规矩，我们先回顾前几讲的内容，便于大家整体了解系列讲座内容。
-
电动汽车充电设施系统概述；
-
电动汽车充电设施的负荷等级；
-
电动汽车充电设施的负荷计算；
-
电动汽车充电设施的配比；
-
电动汽车充电设施是否需要设置专用变压器？
-
电动汽车充电设施的消防问题；
-
电动汽车充电设施的谐波问题。
笔者对电动汽车充电设施的谐波问题做了试验研究，图1是试验测试现场，分别对7kW单相交流充电桩和45kW直流充电设施进行测试，测试时充电设施在为北京某款电动汽车充电，就是说充电设施是带载的。
图1 电动汽车充电设施谐波测试现场
1、单相交流充电桩
表1是7kW单相交流充电桩的测试数据，波形见图2。由L1相为充电桩供电，启动时（接通电源到稳态止）L1相电流为31.28A，N线上电流为37.0A。稳态时L1相电流为28.9A，电压235.56V。
因此，可以看出，这款单相交流充电桩有如下特点：
1）由于谐波的存在，N线上电流大于相线，高出18.3%，需要引起大家注意；
2）启动时的峰值电流倍数为31.28/28.9=1.08，只有稳态电流的8%。
表1 7kW单相交流充电桩
|
谐波次数 |
谐波电流(A) |
THDi(％) |
|
1 |
29 |
100 |
|
3 |
0.6 |
1.9 |
|
5 |
0.7 |
2.3 |
|
6 |
2.7 |
9.0 |
|
7 |
3.6 |
12.3 |
|
8 |
0.8 |
0.5~1.1 |
|
9 |
4.0 |
14 |
|
10 |
0.3 |
2.3 |
|
11 |
3.8 |
12.8 |
|
12 |
0.7~1.3 |
3.8 |
|
13 |
2.1 |
7.2 |
|
15 |
0.2 |
0.5 |
|
17 |
0.2 |
0.7 |
图2 7kW单相交流充电桩的波形
2、直流充电设施
表2是45kW直流充电设施的测试数据，波形见图3。稳态时电流、电压如表3所示。
表2 45kW直流充电设施
|
谐波次数 |
L1-THDi(％) |
L2-THDi(％) |
L3-THDi(％) |
|
1 |
100 |
100 |
100 |
|
3 |
1.607 |
1.637 |
0.717 |
|
5 |
1.58 |
2.97 |
2.882 |
|
7 |
6.885 |
5.227 |
5.372 |
|
9 |
1.315 |
1.04 |
0.657 |
|
11 |
1.412 |
2.36 |
1.982 |
|
13 |
0.93 |
0.697 |
0.552 |
|
15 |
0.642 |
0.72 |
0.28 |
|
17 |
0.747 |
0.852 |
0.972 |
|
19 |
0.63 |
0.53 |
0.672 |
图3 45kW直流充电桩的波形
表3 稳态时直流充电设施的电流、电压
|
相位 |
电压（V） |
电流（A） |
|
L1 |
237.32 |
33.5 |
|
L2 |
236.06 |
31.7 |
|
L3 |
236.76 |
30.3 |
因此，该款直流充电设施的谐波含量比上款交流充电桩的要小，似乎有悖常理！
3、说明
所测的谐波不仅仅是充电设施的，也包含充电设施所带的负荷——电动汽车的谐波情况，后者是主要因素。希望大家能够理解和注意！