充电桩按充电方式可分为交流充电桩、直流充电桩,以及交直流一体充电桩,其中交流充电,功率较小,所需的充电时间较长,但对电池的损耗较小,与之相反的则是直流充电桩,其充电功率大,充电快,但是对电池的损耗也较大。
1、充电桩充电原理
充电桩固定在地面,利用专用充电接口,采用传导方式,为具有车载充电机的电动汽车提供交流电能,具有相应的通讯、计费和安全防护功能。市民只需要购买IC卡并充值,就可以使用充电桩为汽车充电了。
电动汽车蓄电池放电后,用直流电按与放电电流相反的方向通过蓄电池,使它恢复工作能力,这个过程称为蓄电池充电。蓄电池充电时,电池正极与电源正极相联,电池负极与电源负极相联,充电电源电压必须高于电池的总电动势。
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2、充电桩充电方式
充电方式有恒电流充电和恒电压充电两种。
(1)恒流充电法
恒流充电法是用调整充电装置输出电压或改变与蓄电池串联电阻的方法,保持充电电流强度不变的充电方法。控制方法简单,但由于电池的可接受电流能力是随着充电过程的进行而逐渐下降的,到充电后期,充电电流多用于电解水,产生气体,使出气过甚,因此,常选用阶段充电法。
(2)恒压充电法
充电电源的电压在全部充电时间里保持恒定的数值,随着蓄电池端电压的逐渐升高,电流逐渐减少。与恒流充电法相比,其充电过程更接近于最佳充电曲线。用恒定电压快速充电,由于充电初期蓄电池电动势较低,充电电流很大,随着充电的进行,电流将逐渐减少,因此,只需简易控制系统。
3、直流充电桩和交流充电桩的区别
(1)交流充电桩:
交流电动汽车充电桩,俗称就是“慢充”,固定安装在电动汽车外、与交流电网连接,为电动汽车车载充电机(即固定安装在电动汽车上的充电机)提供交流电源的供电装置。交流充电桩只提供电力输出,没有充电功能,需连接车载充电机为电动汽车充电。相当于只是起了一个控制电源的作用的。
充电桩目前分为交流充电桩和直流充电桩。交流桩输出单相/三相交流电通过车载充电机转换成直流电给车载电池充电,功率一般较小(有7kw、22kw、40kw等功率),充电速度一般较慢,故一般安装在小区停车场等地。
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(2)直流充电桩:
直流电动汽车充电站,俗称就是“快充”,它是固定安装在电动汽车外,与交流电网连接,可以为非车载电动汽车动力电池提供直流电源的供电装置。直流充电桩的输入电压采用三相四线AC380V±15%,频率50Hz,输出为可调直流电,直接为电动汽车的动力电池充电。由于直流充电桩采用三相四线制供电,可以提供足够的功率,输出的电压和电流调整范围大,可以实现快充的要求。
直流充电桩(或称非车载充电机)则是直接输出直流电给车载电池进行充电,功率较大(有60kw、120kw、200kw甚至更高),充电速度较快,故一般安装在高速公路旁的充电站。
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(3)两者的区别:
简单来说,交流充电桩需要借助车载充电机来充电,直流快速充电桩不需要这个设备。二者在充电速度上差别较大,一辆纯电动汽车(普通电池容量)完全放电后通过交流充电桩充满需要8个小时,而通过直流快速充电桩仅需要2到3个小时。交流充电桩给电动汽车的充电机提供电力输入,由于车载充电机的功率并不大,所以不能实现快速充电。直流快速充电桩是固定安装在电动汽车外、与交流电网连接,可以为非车载电动汽车的动力电池提供直流电源的供电装置,直流充电桩可以提供足够的功率,输出的电压和电流调整范围大,可以实现快充的要求。
一般来说,快充采用的为直流充电,快充顾名思义,快充即对电池的快速充电的过程,可以简单化的理解快充模式是用大电流,在小于1小时内快速向电池充电,其次对于电池内部来说的话,快充时,锂离子需要加速瞬时嵌入到负极。首先用较宽的充电脉冲进行充电,蓄电池的端电压上升,当到达充电时间设定的时间的时候,充电器暂停充电,当充电间歇时间达到另一个点时充电器继续充电。
如此反复,快速充电器按照被充电电池的实际充电状态(电流、电压、温度、动态内阻等)对脉冲充电器充电脉冲实施智能化的实时调节,将充电器和被充电电池上升为一个系统问题,所以,锂电池快充的技术的核心就是在不影响电芯寿命和可靠性的前提下,通过化学体系和设计优化,加速锂离子在正负极移动的速度。
其实,其原理很简单,交流充电桩,本质就是带控制的插座,输出交流电,需要车载充电机进行变压整流。交流充电桩受车载充电机功率限制,一般功率较小,多是3.3kW以及7kW。
交流充电桩和直流充电桩的区别在于,交流充电桩只提供电力输出,没有充电的功能,需要连接车载充电机和电动汽车充电,只起到了控制电源的作用。
、直流充电桩的工作原理
三相380V交流电经过EMC等防雷滤波模块后进入到三相四线制电表中,三相四线制电表监控整个充电机工作时的实际充电电量。且根据实际充电电流及充电电压的大小,充电机往往需要并联使用,因此就要求充电机拥有能够均流输出的功能,充电机输出经过充电枪直接给动力电池进行充电。在直流充电桩工作时,辅助电源给主控单元、显示模块、保护控制单元、信号采集单元及刷卡模块等控制系统进行供电。另外,在动力电池充电过程中,辅助电源给BMS系统供电,由BMS系统实时监控动力电池的状态。
(1)充电原理不同:直流桩是直接给新能源汽车电池提供直流电源的供电装置;交流桩是给车载充电机提供交流电源的供电装置,与交流电网连接,通过车载充电机将电流转化为直流电源再提供给汽车充电池,交流充电桩只提供电力输出,没有充电功能。
直流充电桩内置功率转换模块,能将电网的交流电转换为直流电,不须经过车载充电机转换,直接接入车内电池。充电功率取决于电池管理系统和充电桩输出功率,两者取小。
目前市场上特斯拉的快充功率达到120Kw,半小时能充满80%电量,充电倍率接近2C,北汽Ev200可以达到37Kw,充电倍率1。3C。
直流电是可以的
,目前也有直流充电桩,跳过车载充电器(整流器)直接向电池充电,且充电时间更快,这也是电动汽车充电方式的一种,称为“快速充电”。其实交流充电桩也会通过车载整流器将输入的交流电转成直流电,然后输入到电池内,所以本质上来说,给电池充电用的就是直流电
。目前主要采用交流充电桩,主要有以下几个原因:1、个人认为最重要的,就是直流充电桩输出的直流电很大,上百安培,这
对电池的寿命影响很大
,可能导致电池寿命减少很多,而目前电池本身就是电动汽车发展(甚至包括其他设备,比如手机等电子产品)的瓶颈。也就是说,现在的电池技术本身不是很完善,如果经常损耗电池寿命的话,就不够经济了。2、交流充电桩方便,其安装在停车场或充电站内,输入侧只需要从电网接入就可以了,输出也是交流,不需要整流装置等其他设备,结构简单。3、从电池延伸过来,目前的电动汽车不适合长途行驶,所以大部分情况下电动汽车可以在上班时或夜间在家时慢速充电即可。4、交流充电桩功率小,因此电动汽车充电对电网的冲击也小,如果今后电动汽车的规模进一步增大,那么如果是直流大功率同时充电,对电网的压力就会增大,当然,这也是今后肯定需要考虑的问题。搜浪信息科技发展(上海)有限公司 备案号:沪ICP备17005676号