雷击电动汽车充电站对充电机电子设备的影响研究

摘要

在化石能源日益枯竭、环境问题日益突出的今天，节能减排、寻找替代能源已成为科学家们研究的主要方向。近几年，电动汽车及其相关产业的迅速发展为解决这一问题提供了可能性。充电站及换电站建设进展非常快，目前已经达到了800余座。充电站类似于加油站，是集中对电动汽车进行快速及慢速充电的场所，其建设成本及维护成本均非常高，这使得充电站的安全性显得尤为重要。然而在雷雨天，充电站有发生雷击事故的可能性，一旦发生，造成的损失往往是巨大的。
　　本论文对某充电站进行了研究，探究其在发生雷击事故时对充电机电子设备的影响。首先介绍了充电汽车、充电桩以及充电站的基本情况，对充电站的发展情况以及本课题的国内外进展情况进行了简述；其次，利用CDEGS软件对某中型充电站接地网进行了系统建模，建立包括棚架在内的完整接地网，之后利用MATLAB软件模拟其在不同土壤电阻率、不同雷击位置，以及不同接地网结构情况下，遭遇雷击时地网电位升的情况，讨论土壤电阻率、雷击位置以及接地网结构对地电位升的影响，进而得到充电机外壳上可能得到的最大感应电压，并分析各个因素的影响情况；接下来，用矩量法与传输线理论相结合的方法，分析了地网地电位升对二次电缆的共模干扰，预测了电缆屏蔽层电流、电缆纵向感应电压，并进行了验证。最后，由实验得到其在充电机电子设备内各功率模块的通讯线以及总通讯线、直流输出端上的感应电压，并介绍了充电站的防雷措施和电子设备降低干扰的方法。

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第1章 绪论

1.1 选题背景及其意义

1.2 课题研究动态

1.3 本文主要工作

第2章 雷击电动汽车充电站接地网建模方法

2.1 雷电流模型

2.2 充电站接地网建模

2.3 充电站接地网地电位升及其影响因素

2.4 本章小结

第3章 雷击电动汽车充电站对电子设备的影响

3.1 雷击充电站接地网对二次电缆耦合机理

3.2 二次电缆建模

3.3 二次电缆耦合电压

3.4 方法验证

3.5 本章小结

第4章 雷击充电机接地系统实验及其分析

4.1 实验原理及接线

4.2 停机状态下干扰测量及其分析

4.3 运行状态下干扰测量及其分析

4.4 充电站防雷措施

4.5 电子设备抗干扰措施

4.6 本章小结

第5章 结论与展望

5.1 结论

5.2 展望

参考文献

攻读硕士学位期间发表的论文和参加科研情况

致谢