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！