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干货|一文读懂电动汽车各种充电方式

北极星电力会展网 来源:电动知家 作者:电动知家 2018-06-29 09:33:49

充电系统为电动汽车运行提供能量补给,是电动汽车的重要基础支撑系统,也是电动汽车商业化、产业化过程中的重要环节。随着电动汽车产业的快速发展,充电技术成为制约行业发展关键因素之一,智能、快速的充电方式成为电动汽车充电技术发展的趋势。

电动汽车充电装置的分类有不同的方法。总体上可分为车载充电装置和非车载充电装置。根据对电动汽车蓄电池充电时的能量装换的方式不同,充电装置又可以分为接触式和感应式。电动汽车根据充电方式不同分为慢充、快充、换电、无线充电、移动充电等方式。接下来电动知家小编带你一起来认识下几种充电方式,充电桩、充电站的组成和功能,让大家对电动汽车充电及设备有个系统的了解。

一、慢充

又称常规充电,车载充电,即是采用随车配备的便携式充电设备进行充电,可使用家用电源或专用的充电桩电源。就是我们现在乘用车使用的方式:车载充电机和家用壁挂式充电桩。充电电流较小一般在16-32A左右,电流可直流或者两相交流电和三相交流电,因此视电池组容量大小充电时间为5至8小时。

常规充电模式缺点非常明显,充电时间较长,但其对充电的要求并不高,充电器和安装成本较低;可充分利用电力低谷时段进行充电,降低充电成本;更为重要的优点是可对电池深度充电,提升电池充放电效率,延长电池寿命。因充电时间较长,可大大满足白天运作,晚上休息的车辆。

二、快充

即快速充电,又称地面充电,顾名思义为能快速充满电的充电方法,通过非车载充电机采用大电流给电池直接充电,使电池在短时间内可充至80%左右的电量,因此也称为应急充电。快速充电模式的代表为特斯拉超级充电站。快速充电模式的电流和电压一般在150~400A和200~750V,充电功率大于50kW。此种方式多为直流供电方式,地面的充电机功率大,输出电流和电压变化范围宽。

快速充电的充电速度非常高,其充电时间接近内燃机注入燃油的时间。可是其充电方法是采用脉冲快速充电。脉冲快速充电的最大优点为充电时间大为缩短;且可增加适当电池容量,提高启动性能。可是脉冲充电电流较大充电设备安装要求和成本非常高。并且快速充电的电流电压较高,短时间内对电池的冲击较大,容易令电池的活性物质脱落和电池发热,因此对电池保护散热方面要求有所更高的要求,并不是每款车型都可快速充电。无论电池再完美,长期快速充电终究影响电池的使用寿命。

快速充电模式实质上为应急充电模式,其目的是短时间内给电动汽车充电。总体使用层面来说,并不建议常使用快速充电模式进行充电。而且快速充电模式仅部分车型支持。

三、快换

又称机械充电,除了常规的直接给车辆充电外,还可以采用更换动力电池的方式给电池充电。即在动力电池电量耗尽时,用充满电的电池组更换电量过低的电池组。将电池组从车上更换下来的方式有:纯手动形式、半自动形式和机械人更换三种模式。

更换电池集成了常规充电模式和快速充电模式的优点。更换电池的充电模式最大的限制是各大厂商需要统一电池规格,大小等标准,并且无法保证每块电池组的性能一致,从而制约其发展。还有一个更为重要的原因是,该市场被国家电网所垄断,没有竞争对手,导致换电池充电模式得不到应有的发展。

四、无线充电

无线充电模式即无需通过电缆来传递能量,采用电磁感应、电场耦合、磁共振和无线电波等方式进行能量的传递。采用无线充电模式,首先需要在车上安装车载感应充电机。车辆的受电部分与供电部分没有机械链接,但需要受电体与供电体对接较为准确。

受制于技术成熟度和基础设备的限制,电动知家认为无线充电技术暂时还无法大批量产应用。业内主流的无线充电技术主要采用电磁感应和磁共振方式传递电能,但磁共振方式充电效率更加高,而且电磁辐射强度更低,比手机通话时强度要小,更重要一点送电线圈与受电线圈无需非常对齐,这一点是电磁感应所不及的。

无线充电模式未来应用的前景无法估量,未来将能边走边充电,电能可能来自于路面铺装的供电系统,或者来自于汽车上接收的电磁波能量。

五、移动式充电方

对电动汽车蓄电池而言,最理想的情况是汽车在路上巡航时充电,即所谓的移动式充电(MAC)。这样,电动汽车用户就没有必要去寻找充电站、停放车辆并花费时间去充电了。MAC系统埋设在一段路面之下,即充电区,不需要额外的空间。

接触式和感应式的MAC系统都可实施。对接触式的MAC系统而言,需要在车体的底部装一个接触拱,通过与嵌在路面上的充电元件相接触,接触拱便可获得瞬时高电流。当电动汽车巡航通过MAC区时,其充电过程为脉冲充电。对于感应式的MAC系统,车载式接触拱由感应线圈所取代,嵌在路面上的充电元件由可产生强磁场的高电流绕组所取代。很明显,由于机械损耗和接触拱的安装位置等因素的影响,接触式的MAC对人们的吸引力不大。

总结

受益于新能源汽车应用的快速增长,我国新能源汽车充电设施行业将面临巨大的发展空间。现阶段电动汽车充电设施各项关键技术已趋成熟,但每一种充电模式都有明显短板,无论何种充电模式,最终的目的是让车辆可以更高效去行驶更远路程。若能解决充电模式的问题,电动车的发展便更上一个台阶。

原标题:涨知识!读懂电动汽车各种充电方式!

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