01 充電樁的分類
充電樁,是電動汽車的充電設施 ,其功能類似于加油站里的加油機。
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、短時間內充電量更大、樁體較大、占用面積大(散熱)。
2)根據安裝方式不同,主要分為立式充電樁和壁掛式充電樁。立式充電樁無需靠墻,適用于戶外停車位和小區(qū)停車位;而壁掛式充電樁必須依靠墻體固定,適用于室內和地下停車位。
3)根據安裝場景不同,主要分為公共充電樁、專用充電樁和自用充電樁。
公共充電樁是建設在公共停車場(庫)結合停車泊位,為社會車輛提供公共充電服務的充電樁。
專用充電樁是建設單位(企業(yè))自有停車場(庫),為單位(企業(yè))內部人員使用的充電樁。
自用充電樁是建設在個人自有車位(庫),為私人用戶提供充電的充電樁。充電樁一般結合停車場(庫)的停車位建設。安裝在戶外的充電樁防護等級不應低于IP54。安裝在戶內的充電樁防護等級不應低于IP32。
4)根據充電接口不同,主要分為一樁一充和一樁多充。
一樁一充,指的是一臺充電樁只有一個充電接口。目前市場上充電樁以一樁一充式為主。
一樁多充,即群充,指的是一臺充電樁有多個充電接口。在公交停車場這樣大型停車場中,需要群充式充電樁,同步支持多臺電動車充電,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
純電動汽車充電的一般結構框圖如下圖所示。工作原理是:由三相電網輸入交流電,經橋式不可控整流電路變成直流電,經LCR電路濾波后送到高頻DC-DC功率變換器,功率變換器經過直直變換輸出需要的直流電壓,經輸出濾波后為電動汽車蓄電池充電。充電可選擇定電量、定時間、定金額、自動(充滿為止)四種模式。
綜上,充電樁的工作原理可以總結為利用電源、轉化器和輸出裝置結合在一起,從而將電壓從低變高,將高壓轉換成能提供電力供應的狀態(tài),最后實現(xiàn)給電動汽車充電。
03 充電樁的組成結構
充電樁的主體結構包括樁體、充電模塊、顯示屏、連接線纜、賬務管理模塊、安全保護裝置等部分,這些部分的結構設計和制質量直接影響充電樁的使用壽命和安全性。
1)樁體
充電樁的樁體結構通常由鋼材、鋁合金等材料制成,具有較強的耐用性和穩(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、控制器、電源等組件。充電機是充電樁的主要部件,負責將電能轉化為電動汽車所需的電能??刂破鲃t負責控制充電機的工作狀態(tài)和充電過程中的各種參數,確保充電過程的安全和穩(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)、充電進度、充電費用等信息。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,實現(xiàn)人機交互,滿足不同類型用戶個性化的需求。
4)賬務管理模塊
賬務管理模塊根據當前實時電價和已消耗電量等數據計算本次消費金額并收取費用、打印賬單。完成賬務管理任務需要控制器和嵌入式打印機共同配合。充電樁采取梯形電價政策,控制器計算本次的消費金額并完成收費,打印機與控制器進行通信,控制器將消費信息發(fā)送至打印機,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汽車之間的橋梁,負責傳輸電能和數據。連接線纜的質量和長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卷線器,方便用戶使用。
6)安全保護裝置
充電樁的安全保護裝置包括漏電保護、過流保護、過壓保護等,這些裝置能夠有效地保護充電樁和電動汽車的安全。
以上六大部分的設計和制造質量直接影響了充電樁的使用壽命和安全性,因此在選購充電樁時,需要注意這些方面的問題。
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,對于新能源電動汽車充電樁來說,它連接的是車載充電機,它主要是把低功率交流電轉化成直流電,也就是常說的AC-DC轉化,充電功率一般為3kw或7kw,究其原因,就是動力電池只能直流充電。另外,新能源電動汽車充電樁的慢充接口一般是5個孔。
2)快充
快充則是人們都喜歡的充電方式,畢竟節(jié)省時間??斐涫菍C-DC轉化器外接到新能源電動汽車充電樁上,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很大,電芯相對于慢充而言粗了不少,電芯的孔數也要多很多。而新能源電動汽車充電樁的快充接口一般是7個孔。
3)無線充電
從官方定義上來說,新能源汽車的無線充電是指為高壓動力電池進行補能的大功率充電方式。就跟智能手機的無線充電類似,將手機放在無線充電面板上,不用連接充電線,就可以完成手機電池充電。目前,電動汽車無線充電的技術方式主要分為“電磁感應、磁場共振、電場耦合和無線電波”四種。同時,由于電場耦合和無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和磁場共振兩種方式。