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