一、了解充電樁

隨著電動汽車產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展，派生出了新興產(chǎn)業(yè)——電動汽車充電站。充電站承擔(dān)著為電動汽車動力電池提供電能的重要使命，高質(zhì)量多功能的充電設(shè)備可以有效保護(hù)電池，監(jiān)控電池工作狀態(tài)，并為電池組提供最高效的充電方案。如果將電池比喻為電動汽車心臟的話，那么充電站就是這顆心臟健康工作的有力保障。

充電樁其功能類似于加油站里面的加油機(jī)，可以固定在地面或墻壁，安裝于公共建筑（公共樓宇、商場、公共停車場等）和居民小區(qū)停車場或充電站內(nèi)，可以根據(jù)不同的電壓等級為各種型號的電動汽車充電。充電樁的輸入端與交流電網(wǎng)直接連接，輸出端都裝有充電插頭用于為電動汽車充電。充電樁一般提供常規(guī)充電和快速充電兩種充電方式，人們可以使用特定的充電卡在充電樁提供的人機(jī)交互操作界面上刷卡使用，進(jìn)行相應(yīng)的充電方式、充電時間、費(fèi)用數(shù)據(jù)打印等操作，充電樁顯示屏能顯示充電量、費(fèi)用、充電時間等數(shù)據(jù)。

二、充電站基本布局

充電站包括供電系統(tǒng)、充電設(shè)備、監(jiān)控系統(tǒng)及相應(yīng)的配套設(shè)施。

充電站按照功能可以劃分為四個子模塊：配電系統(tǒng)、充電系統(tǒng)、電池調(diào)度系統(tǒng)、充電站監(jiān)控系統(tǒng)。充電站給汽車充電一般分為三種方式：普通充電、快速充電、電池更換。普通充電多為交流充電，可以使用220V或380V的電壓?？焖俪潆姸酁橹绷鞒潆姟３潆娬局饕O(shè)備包括充電機(jī)、充電樁、有源濾波裝置、電能監(jiān)控系統(tǒng)。

三、交流充電樁電氣系統(tǒng)設(shè)計

交流充電樁電氣系統(tǒng)設(shè)計主回路由輸入保護(hù)斷路器、交流智能電能表、交流控制接觸器和充電接口連接器組成；二次回路由控制繼電器、急停按鈕、運(yùn)行狀態(tài)指示燈、充電樁智能控制器和人機(jī)交互設(shè)備（顯示、輸入與刷卡）組成

主回路輸入斷路器具備過載、短路和漏電保護(hù)功能；交流接觸器控制電源的通斷；連接器提供與電動汽車連接的充電接口，具備鎖緊裝置和防誤操作功能。

二次回路提供“啟?！笨刂婆c“急?！辈僮?；信號燈提供“待機(jī)”、“充電”與“充滿”狀態(tài)指示；交流智能電能表進(jìn)行交流充電計量；人機(jī)交互設(shè)備則提供刷卡、充電方式設(shè)置與啟?？刂撇僮?。

充電監(jiān)控系統(tǒng)由一臺或多臺工作站或服務(wù)器組成，可以包括監(jiān)控工作站、數(shù)據(jù)服務(wù)器等，這些計算機(jī)通過網(wǎng)絡(luò)聯(lián)結(jié)。監(jiān)控工作站提供充電監(jiān)控人機(jī)交互界面，實現(xiàn)充電機(jī)的監(jiān)控和數(shù)據(jù)收集、查詢等工作；數(shù)據(jù)服務(wù)器存儲整個充電系統(tǒng)的原始數(shù)據(jù)和統(tǒng)計分析數(shù)據(jù)等，提供數(shù)據(jù)服務(wù)及其他應(yīng)用服務(wù)。

四、充電模式

4.1型常規(guī)充電站的規(guī)模

根據(jù)目前電動汽車常規(guī)充電的數(shù)據(jù)資料，一般以20~40輛電動汽車來配置一個充電站，這種配置是考慮充分利用晚間谷電進(jìn)行充電，缺點(diǎn)是充電設(shè)備利用率低。在高峰時也考慮充電，則可以60~80輛電動來配制一個充電站，缺點(diǎn)是充電成本上升，增加高峰負(fù)荷。

4.2快速充電

提高充電速度的方法有兩個大方向：一是提高電壓，二是提高電流。提高電壓會增大充電過程中的發(fā)熱量，加速電池老化并可能帶來安全隱患，因此實際效果不佳。相比之下，提高電流則較為現(xiàn)實，早在2012年年初北京朝陽區(qū)奧迪研發(fā)中心，安裝4樁50kW快速充電樁，原裝德國進(jìn)口，造價在400萬人民幣，由此可知，奧迪汽車研發(fā)一直走在技術(shù)的前列。

根據(jù)目前我國電動汽車快速充電的數(shù)據(jù)資料，一般以同時向8輛電動汽車充電來配置一個充電站。

目前國內(nèi)50kW的直流充電樁，每樁在15萬人民幣左右（價格僅供參考）

4.3便攜式充電

① 別墅

具備三相四線表計，獨(dú)立的停車庫，可以利用已有的住宅供電設(shè)施，從住宅配電箱專門放一路10mm2或16mm2的線路至車庫的專用插座，來提供便攜式充電電源。 　　

② 一般住宅

具有固定的集中停車庫，一般要求地下停車庫（充電安全考慮），可以利用小區(qū)原有的供電配套設(shè)施進(jìn)行改造，必須根據(jù)小區(qū)已有的負(fù)荷容量來考慮，包括谷電的負(fù)荷。具體方案應(yīng)根據(jù)小區(qū)的供電設(shè)施、方案以及小區(qū)的建筑環(huán)境具體來確定，小區(qū)停車場安裝充電樁快慢比例一般為1:8，也可根據(jù)小區(qū)內(nèi)電動汽車的數(shù)量及以后電動汽車增加量來調(diào)整此比例。

便攜式充電樁7kW,目前安裝一樁市場價在2-3萬（價格僅供參考）

五、快速充電樁與慢速充電樁的優(yōu)缺點(diǎn)分析

5.1成本方面：

直流：直流充電樁設(shè)備造價貴成本高，盈利難度大。

交流：交流充電樁成本較低，容易收回成本。

5.2電量方面：

以續(xù)航里程為200KM的電動汽車為例，用7KW的交流充電樁3到4小時可以充滿。而直流充電樁的電量很大，同等電量的車充滿電的時間為1小時左右

5.3對電池的影響：

利用直流充電樁充電會對電池造成損傷，目前很多汽車廠家都在考慮不設(shè)置直流充電口，目的是為了避免直流充電對電池的損害，延長電池壽命。另外，直流充電容易產(chǎn)生虛電，顯示充滿時，很可能電池并沒有充滿，而利用交流充電樁進(jìn)行充電則不會有這種情況發(fā)生。

國家對于電動汽車充電樁的建設(shè)提出的方案是，以交流充電為主，直流為輔的建樁原則。

5.4建設(shè)方面：

直流充電樁體積大，所以占地需求很大，不容易在車位安裝。同時直流充電樁的電容量需求很大，如果前期安裝直流充電樁，那么電能的符合接近飽和狀態(tài)，今后電動汽車數(shù)量會不斷增加，充電樁一定會擴(kuò)建，那么擴(kuò)建時的電量一定不夠用。

交流充電樁體積小，安裝方式靈活。同時電容量的需求小，不會對符合造成很大影響，對將來的升級擴(kuò)建的制約性很小。

5.5安全和維護(hù)：

直流充電樁的電量很大，安全隱患高，需要有人巡視值守。而交流充電樁安全性較高，可以滿足無人值守的條件。同時交流充電樁的施工難度和維護(hù)難度都遠(yuǎn)低于直流充電樁。

六、充電樁發(fā)展趨勢及規(guī)劃

小型化：解決占地面積大的問題

智能化：實現(xiàn)無人值守的充電服務(wù)

集成化：充換結(jié)合、快慢結(jié)合

多樣化：投資主體多樣化，管理機(jī)制多樣化

通用化：多車型、多種動力電池通用

七、電動汽車充電樁目前存在的五種標(biāo)準(zhǔn)

7.1 chademo 快充插座

支持是日本日產(chǎn)及三菱汽車等，之中直流快充插座可以提供最大50KW的快充電量。

7.2 combo插座

可以允許電動車慢充和快充，是目前歐洲應(yīng)用最廣的插座類型，包括包括Audi、BMW、Chrysler、Daimler、Ford、GM、 Porsche以及Volkswagen都將來配置SAE所制定的充電界面。而且此類插座還可以和Mennekes類型兼容。

SAE的這套標(biāo)準(zhǔn)來自很多家大汽車制造商，因此它們的目標(biāo)是希望這套快充裝置的充電時間能夠與加油時間不相上下，那就是在DC直流電下可以10分鐘內(nèi)完成充電。這就需要充電站可以提供電壓500V最高到200A的電流。

7.3 Tesla插座

特斯拉公司號稱是能在30分鐘充滿可跑300公里以上的電量，因此它的充電插座最高容量是可以達(dá)到120kw，最高電流可達(dá)80A。

7.4 Mennekes 快充插座

是交流快充插座，在歐盟是比較普遍，這種三相交流電的充電最高可支持44kw的容量。

7.5 CEE 標(biāo)準(zhǔn)充電

“聯(lián)合充電系統(tǒng)”（Combined Charging System），即“CCS”標(biāo)準(zhǔn)，幾乎是應(yīng)用的最廣泛的電氣插座，由歐美汽車公司主導(dǎo)推出。參加制定這一標(biāo)準(zhǔn)的汽車品牌包括大眾、奧迪、寶馬、戴姆勒、通用、福特、克萊斯勒和保時捷，7月9日活動當(dāng)天，默克爾身后的奧迪A3 e-tron、寶馬i3、大眾e-up均屬于“CCS”標(biāo)準(zhǔn)陣營。家庭和戶外充電樁都可以使用此類12kw作用的可以提供最大32A的交流充電插座作為慢充方式。

【小知識】

1.快充一般使用直流，慢充使用交流。

2.交流和直流未來使用統(tǒng)一接口標(biāo)準(zhǔn)是趨勢。

3.快充一般在半小時左右最大也只能充到80%以保護(hù)電池。

4.無論何種充電方式，充電樁與電動車的電池之間的通訊與信息交換至關(guān)重要。