发布时间：2016-01-07 浏览次数：801
一、了解充电桩
随着电动汽车产业的快速发展，派生出了新兴产业——电动汽车充电站。充电站承担着为电动汽车动力电池提供电能的重要使命，高质量多功能的充电设备可以有效保护电池，监控电池工作状态，并为电池组提供最高效的充电方案。如果将电池比喻为电动汽车心脏的话，那么充电站就是这颗心脏健康工作的有力保障。
充电桩其功能类似于加油站里面的加油机，可以固定在地面或墙壁，安装于公共建筑（公共楼宇、商场、公共停车场等）和居民小区停车场或充电站内，可以根据不同的电压等级为各种型号的电动汽车充电。充电桩的输入端与交流电网直接连接，输出端都装有充电插头用于为电动汽车充电。充电桩一般提供常规充电和快速充电两种充电方式，人们可以使用特定的充电卡在充电桩提供的人机交互操作界面上刷卡使用，进行相应的充电方式、充电时间、费用数据打印等操作，充电桩显示屏能显示充电量、费用、充电时间等数据。
二、充电站基本布局
充电站包括供电系统、充电设备、监控系统及相应的配套设施。
充电站按照功能可以划分为四个子模块：配电系统、充电系统、电池调度系统、充电站监控系统。充电站给汽车充电一般分为三种方式：普通充电、快速充电、电池更换。普通充电多为交流充电，可以使用220V或380V的电压。快速充电多为直流充电。充电站主要设备包括充电机、充电桩、有源滤波装置、电能监控系统。
三、交流充电桩电气系统设计
交流充电桩电气系统设计主回路由输入保护断路器、交流智能电能表、交流控制接触器和充电接口连接器组成；二次回路由控制继电器、急停按钮、运行状态指示灯、充电桩智能控制器和人机交互设备（显示、输入与刷卡）组成
主回路输入断路器具备过载、短路和漏电保护功能；交流接触器控制电源的通断；连接器提供与电动汽车连接的充电接口，具备锁紧装置和防误操作功能。
二次回路提供“启停”控制与“急停”操作；信号灯提供“待机”、“充电”与“充满”状态指示；交流智能电能表进行交流充电计量；人机交互设备则提供刷卡、充电方式设置与启停控制操作。
充电监控系统由一台或多台工作站或服务器组成，可以包括监控工作站、数据服务器等，这些计算机通过网络联结。监控工作站提供充电监控人机交互界面，实现充电机的监控和数据收集、查询等工作；数据服务器存储整个充电系统的原始数据和统计分析数据等，提供数据服务及其他应用服务。
四、充电模式
4.1型常规充电站的规模
根据目前电动汽车常规充电的数据资料，一般以20~40辆电动汽车来配置一个充电站，这种配置是考虑充分利用晚间谷电进行充电，缺点是充电设备利用率低。在高峰时也考虑充电，则可以60~80辆电动来配制一个充电站，缺点是充电成本上升，增加高峰负荷。
4.2快速充电
提高充电速度的方法有两个大方向：一是提高电压，二是提高电流。提高电压会增大充电过程中的发热量，加速电池老化并可能带来安全隐患，因此实际效果不佳。相比之下，提高电流则较为现实，早在2012年年初北京朝阳区奥迪研发中心，安装4桩50kW快速充电桩，原装德国进口，造价在400万人民币，由此可知，奥迪汽车研发一直走在技术的前列。
根据目前我国电动汽车快速充电的数据资料，一般以同时向8辆电动汽车充电来配置一个充电站。
目前国内50kW的直流充电桩，每桩在15万人民币左右（价格仅供参考）
4.3便携式充电
① 别墅
具备三相四线表计，独立的停车库，可以利用已有的住宅供电设施，从住宅配电箱专门放一路10mm2或16mm2的线路至车库的专用插座，来提供便携式充电电源。
② 一般住宅
具有固定的集中停车库，一般要求地下停车库（充电安全考虑），可以利用小区原有的供电配套设施进行改造，必须根据小区已有的负荷容量来考虑，包括谷电的负荷。具体方案应根据小区的供电设施、方案以及小区的建筑环境具体来确定，小区停车场安装充电桩快慢比例一般为1:8，也可根据小区内电动汽车的数量及以后电动汽车增加量来调整此比例。
便携式充电桩7kW,目前安装一桩市场价在2-3万（价格仅供参考）
五、快速充电桩与慢速充电桩的优缺点分析
5.1成本方面：
直流：直流充电桩设备造价贵成本高，盈利难度大。
交流：交流充电桩成本较低，容易收回成本。
5.2电量方面：
以续航里程为200KM的电动汽车为例，用7KW的交流充电桩3到4小时可以充满。而直流充电桩的电量很大，同等电量的车充满电的时间为1小时左右
5.3对电池的影响：
利用直流充电桩充电会对电池造成损伤，目前很多汽车厂家都在考虑不设置直流充电口，目的是为了避免直流充电对电池的损害，延长电池寿命。另外，直流充电容易产生虚电，显示充满时，很可能电池并没有充满，而利用交流充电桩进行充电则不会有这种情况发生。
国家对于电动汽车充电桩的建设提出的方案是，以交流充电为主，直流为辅的建桩原则。
5.4建设方面：
直流充电桩体积大，所以占地需求很大，不容易在车位安装。同时直流充电桩的电容量需求很大，如果前期安装直流充电桩，那么电能的符合接近饱和状态，今后电动汽车数量会不断增加，充电桩一定会扩建，那么扩建时的电量一定不够用。
交流充电桩体积小，安装方式灵活。同时电容量的需求小，不会对符合造成很大影响，对将来的升级扩建的制约性很小。
5.5安全和维护：
直流充电桩的电量很大，安全隐患高，需要有人巡视值守。而交流充电桩安全性较高，可以满足无人值守的条件。同时交流充电桩的施工难度和维护难度都远低于直流充电桩。
六、充电桩发展趋势及规划
小型化：解决占地面积大的问题
智能化：实现无人值守的充电服务
集成化：充换结合、快慢结合
多样化：投资主体多样化，管理机制多样化
通用化：多车型、多种动力电池通用
七、电动汽车充电桩目前存在的五种标准
7.1 chademo 快充插座
支持是日本日产及三菱汽车等，之中直流快充插座可以提供最大50KW的快充电量。
7.2 combo插座
可以允许电动车慢充和快充，是目前欧洲应用最广的插座类型，包括包括Audi、BMW、Chrysler、Daimler、Ford、GM、 Porsche以及Volkswagen都将来配置SAE所制定的充电界面。而且此类插座还可以和Mennekes类型兼容。 SAE的这套标准来自很多家大汽车制造商，因此它们的目标是希望这套快充装置的充电时间能够与加油时间不相上下，那就是在DC直流电下可以10分钟内完成充电。这就需要充电站可以提供电压500V最高到200A的电流。
7.3 Tesla插座
特斯拉公司号称是能在30分钟充满可跑300公里以上的电量，因此它的充电插座最高容量是可以达到120kw，最高电流可达80A。
7.4 Mennekes 快充插座
是交流快充插座，在欧盟是比较普遍，这种三相交流电的充电最高可支持44kw的容量。
7.5 CEE 标准充电
“联合充电系统”（Combined Charging System），即“CCS”标准，几乎是应用的最广泛的电气插座，由欧美汽车公司主导推出。参加制定这一标准的汽车品牌包括大众、奥迪、宝马、戴姆勒、通用、福特、克莱斯勒和保时捷，7月9日活动当天，默克尔身后的奥迪A3 e-tron、宝马i3、大众e-up均属于“CCS”标准阵营。家庭和户外充电桩都可以使用此类12kw作用的可以提供最大32A的交流充电插座作为慢充方式。
【小知识】
快充一般使用直流，慢充使用交流。
交流和直流未来使用统一接口标准是趋势。
快充一般在半小时左右最大也只能充到80%以保护电池。
无论何种充电方式，充电桩与电动车的电池之间的通讯与信息交换至关重要。
来自：杨天宝 电力工程技术
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