01 充電樁的分類
充電樁,是電動(dòng)汽車(chē)的充電設(shè)施 ,其功能類似于加油站里的加油機(jī)。
1)根據(jù)供電方式不同,可以分為交流充電樁和直流充電樁。
交流充電樁一般是小電流、樁體較小、安裝靈活;而直流充電樁一般是大電流、短時(shí)間內(nèi)充電量更大、樁體較大、占用面積大(散熱)。
2)根據(jù)安裝方式不同,主要分為立式充電樁和壁掛式充電樁。立式充電樁無(wú)需靠墻,適用于戶外停車(chē)位和小區(qū)停車(chē)位;而壁掛式充電樁必須依靠墻體固定,適用于室內(nèi)和地下停車(chē)位。
3)根據(jù)安裝場(chǎng)景不同,主要分為公共充電樁、專用充電樁和自用充電樁。
公共充電樁是建設(shè)在公共停車(chē)場(chǎng)(庫(kù))結(jié)合停車(chē)泊位,為社會(huì)車(chē)輛提供公共充電服務(wù)的充電樁。
專用充電樁是建設(shè)單位(企業(yè))自有停車(chē)場(chǎng)(庫(kù)),為單位(企業(yè))內(nèi)部人員使用的充電樁。
自用充電樁是建設(shè)在個(gè)人自有車(chē)位(庫(kù)),為私人用戶提供充電的充電樁。充電樁一般結(jié)合停車(chē)場(chǎng)(庫(kù))的停車(chē)位建設(shè)。安裝在戶外的充電樁防護(hù)等級(jí)不應(yīng)低于IP54。安裝在戶內(nèi)的充電樁防護(hù)等級(jí)不應(yīng)低于IP32。
4)根據(jù)充電接口不同,主要分為一樁一充和一樁多充。
一樁一充,指的是一臺(tái)充電樁只有一個(gè)充電接口。目前市場(chǎng)上充電樁以一樁一充式為主。
一樁多充,即群充,指的是一臺(tái)充電樁有多個(gè)充電接口。在公交停車(chē)場(chǎng)這樣大型停車(chē)場(chǎng)中,需要群充式充電樁,同步支持多臺(tái)電動(dòng)車(chē)充電,不但加快充電效率,也節(jié)省了人工成本。
02 充電樁的工作原理
純電動(dòng)汽車(chē)充電的一般結(jié)構(gòu)框圖如下圖所示。工作原理是:由三相電網(wǎng)輸入交流電,經(jīng)橋式不可控整流電路變成直流電,經(jīng)LCR電路濾波后送到高頻DC-DC功率變換器,功率變換器經(jīng)過(guò)直直變換輸出需要的直流電壓,經(jīng)輸出濾波后為電動(dòng)汽車(chē)蓄電池充電。充電可選擇定電量、定時(shí)間、定金額、自動(dòng)(充滿為止)四種模式。
綜上,充電樁的工作原理可以總結(jié)為利用電源、轉(zhuǎn)化器和輸出裝置結(jié)合在一起,從而將電壓從低變高,將高壓轉(zhuǎn)換成能提供電力供應(yīng)的狀態(tài),最后實(shí)現(xiàn)給電動(dòng)汽車(chē)充電。
03 充電樁的組成結(jié)構(gòu)
充電樁的主體結(jié)構(gòu)包括樁體、充電模塊、顯示屏、連接線纜、賬務(wù)管理模塊、安全保護(hù)裝置等部分,這些部分的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和制質(zhì)量直接影響充電樁的使用壽命和安全性。
1)樁體
充電樁的樁體結(jié)構(gòu)通常由鋼材、鋁合金等材料制成,具有較強(qiáng)的耐用性和穩(wěn)定性。
2)充電模塊
充電模塊是充電樁的核心部分,包括充電機(jī)、控制器、電源等組件。充電機(jī)是充電樁的主要部件,負(fù)責(zé)將電能轉(zhuǎn)化為電動(dòng)汽車(chē)所需的電能??刂破鲃t負(fù)責(zé)控制充電機(jī)的工作狀態(tài)和充電過(guò)程中的各種參數(shù),確保充電過(guò)程的安全和穩(wěn)定。電源則為充電模塊提供電能。
3)顯示屏
充電樁的顯示屏通常用于顯示充電樁的狀態(tài)、充電進(jìn)度、充電費(fèi)用等信息。顯示屏的種類和尺寸不同,有些充電樁還配備了觸摸屏,方便用戶使用,實(shí)現(xiàn)人機(jī)交互,滿足不同類型用戶個(gè)性化的需求。
4)賬務(wù)管理模塊
賬務(wù)管理模塊根據(jù)當(dāng)前實(shí)時(shí)電價(jià)和已消耗電量等數(shù)據(jù)計(jì)算本次消費(fèi)金額并收取費(fèi)用、打印賬單。完成賬務(wù)管理任務(wù)需要控制器和嵌入式打印機(jī)共同配合。充電樁采取梯形電價(jià)政策,控制器計(jì)算本次的消費(fèi)金額并完成收費(fèi),打印機(jī)與控制器進(jìn)行通信,控制器將消費(fèi)信息發(fā)送至打印機(jī),打印本次充電的賬單詳情。
5)連接線纜
連接線纜是充電樁和電動(dòng)汽車(chē)之間的橋梁,負(fù)責(zé)傳輸電能和數(shù)據(jù)。連接線纜的質(zhì)量和長(zhǎng)度直接影響充電效率和安全性。一些高端充電樁還配備了自動(dòng)卷線器,方便用戶使用。
6)安全保護(hù)裝置
充電樁的安全保護(hù)裝置包括漏電保護(hù)、過(guò)流保護(hù)、過(guò)壓保護(hù)等,這些裝置能夠有效地保護(hù)充電樁和電動(dòng)汽車(chē)的安全。
以上六大部分的設(shè)計(jì)和制造質(zhì)量直接影響了充電樁的使用壽命和安全性,因此在選購(gòu)充電樁時(shí),需要注意這些方面的問(wèn)題。
04 充電樁的充電方式
充電樁的充電方式主要有三種,分別是快速充電、慢速充電、無(wú)線充電的充電方式。
1)慢充
慢充是比較普遍使用的充電方式,對(duì)于新能源電動(dòng)汽車(chē)充電樁來(lái)說(shuō),它連接的是車(chē)載充電機(jī),它主要是把低功率交流電轉(zhuǎn)化成直流電,也就是常說(shuō)的AC-DC轉(zhuǎn)化,充電功率一般為3kw或7kw,究其原因,就是動(dòng)力電池只能直流充電。另外,新能源電動(dòng)汽車(chē)充電樁的慢充接口一般是5個(gè)孔。
2)快充
快充則是人們都喜歡的充電方式,畢竟節(jié)省時(shí)間??斐涫菍C-DC轉(zhuǎn)化器外接到新能源電動(dòng)汽車(chē)充電樁上,充電槍輸出的就成了高功率直流電。而且接口的充電電流一般都會(huì)很大,電芯相對(duì)于慢充而言粗了不少,電芯的孔數(shù)也要多很多。而新能源電動(dòng)汽車(chē)充電樁的快充接口一般是7個(gè)孔。
3)無(wú)線充電
從官方定義上來(lái)說(shuō),新能源汽車(chē)的無(wú)線充電是指為高壓動(dòng)力電池進(jìn)行補(bǔ)能的大功率充電方式。就跟智能手機(jī)的無(wú)線充電類似,將手機(jī)放在無(wú)線充電面板上,不用連接充電線,就可以完成手機(jī)電池充電。目前,電動(dòng)汽車(chē)無(wú)線充電的技術(shù)方式主要分為“電磁感應(yīng)、磁場(chǎng)共振、電場(chǎng)耦合和無(wú)線電波”四種。同時(shí),由于電場(chǎng)耦合和無(wú)線電波這兩種方式的傳輸功率較小,目前主要采用電磁感應(yīng)和磁場(chǎng)共振兩種方式。