电动车的充电有交流充电和直流充电两种方式,两者在电流、电压等技术参数上都有较大差距.交流充电桩充电效率较低,而直流充电桩充电效率较高.常说的"慢充"用的是交流充电,而"快充"是直流充电.
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五线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五线制供电,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.
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.
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1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.
充电桩充电原理及方式
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.
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.
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.
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.
电动汽车充电桩直流充电桩充电方式
根据对电动汽车的充电方式,充电桩可分为交流充电桩和直流充电桩两大类。
交流充电桩主要安装在停车场,造价低廉,适合家用,给普通纯电动轿车充满电需要4-5个小时,俗称"慢充".目前小型车多采用交流充电桩充电.
直流充电桩主要安装在大型充电站内,以三相五线制的方式连接电网,能够提供充足的电力,输出的电压和电流调整范围大,俗称"快充".电动大巴车主要通过直流充电桩充电.
传导式直流充电桩通过接口与电动汽车相连,人们在充电桩上的人机交互界面处刷卡和进行相应的操作后,即可给电动汽车充电.同时,在充电桩显示屏上能够显示电量、费用、充电时间等数据.这里就需要用到通信协议.直流充电桩主要涉及三类通信:直流充电桩与电动汽车通信、直流充电桩内部设备的通信、直流充电桩与周围其他设备(如控制中心)之间的通信.
直流充电桩与电动汽车之间通信充电时,直流充电桩需要与电动汽车进行信息互换,让充电桩识别插头连接状态,如是否可靠连接、是否漏电等,用于确定是否可以开始充电或断电.GB/T 20234.3-2015对直流充电桩与电动汽车的通信方式及接口进行了规范,二者之间通过CAN协议进行通信,因此每一个直流充电插头都必须包含CAN接口,一桩多充的充电桩则会有多个CAN接口.
直流充电桩内部功能单元之间通信在充电桩内部,多个控制单元之间也需要进行数据交换,如多功能智能电表检测充电电量等.一般智能电表自带RS485接口,可以通过RS485这种通信方式将电量数据发送给计费控制单元,计费控制单元可实现核对用户信息、计量、扣费、打印账单等功能.另外,主控制单元一般通过CAN通信通知充电机开始或结束充电.如图2所示.直流充电桩与周围其他设备之间的通信电动汽车充电桩属于配网侧,其通信方式往往和配网自动化仪器综合考虑.
例如为一个充电站配备一定数量的充电桩时,充电站、充电桩及其他电网设备、管理设备之间需要交换数据来达到配网自动化管理.主流的通信方式由WIFI、GPRS、CAN总线、RS485总线、工业以太网等组成网络来实现,由于这几种方式在不同网络规模、网络特性的应用中各有优劣,目前行业内也未形成统一的标准,为了保持充电桩接入网络的灵活性,常见的做法是在控制板上预留几种主流的通信接口,以适应不同通信网络要求.目前主流的充电桩主板预留了TCP以太网、4G网络模块、CAN总线和RS485总线的接口.
