干貨|一文讀懂電動(dòng)汽車各種充電方式
充電系統(tǒng)為電動(dòng)汽車運(yùn)行提供能量補(bǔ)給,是電動(dòng)汽車的重要基礎(chǔ)支撐系統(tǒng),也是電動(dòng)汽車商業(yè)化、產(chǎn)業(yè)化過程中的重要環(huán)節(jié)。隨著電動(dòng)汽車產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展,充電技術(shù)成為制約行業(yè)發(fā)展關(guān)鍵因素之一,智能、快速的充電方式成為電動(dòng)汽車充電技術(shù)發(fā)展的趨勢(shì)。
電動(dòng)汽車充電裝置的分類有不同的方法。總體上可分為車載充電裝置和非車載充電裝置。根據(jù)對(duì)電動(dòng)汽車蓄電池充電時(shí)的能量裝換的方式不同,充電裝置又可以分為接觸式和感應(yīng)式。電動(dòng)汽車根據(jù)充電方式不同分為慢充、快充、換電、無(wú)線充電、移動(dòng)充電等方式。接下來電動(dòng)知家小編帶你一起來認(rèn)識(shí)下幾種充電方式,充電樁、充電站的組成和功能,讓大家對(duì)電動(dòng)汽車充電及設(shè)備有個(gè)系統(tǒng)的了解。
一、慢充
又稱常規(guī)充電,車載充電,即是采用隨車配備的便攜式充電設(shè)備進(jìn)行充電,可使用家用電源或?qū)S玫某潆姌峨娫础>褪俏覀儸F(xiàn)在乘用車使用的方式:車載充電機(jī)和家用壁掛式充電樁。充電電流較小一般在16-32A左右,電流可直流或者兩相交流電和三相交流電,因此視電池組容量大小充電時(shí)間為5至8小時(shí)。
常規(guī)充電模式缺點(diǎn)非常明顯,充電時(shí)間較長(zhǎng),但其對(duì)充電的要求并不高,充電器和安裝成本較低;可充分利用電力低谷時(shí)段進(jìn)行充電,降低充電成本;更為重要的優(yōu)點(diǎn)是可對(duì)電池深度充電,提升電池充放電效率,延長(zhǎng)電池壽命。因充電時(shí)間較長(zhǎng),可大大滿足白天運(yùn)作,晚上休息的車輛。
二、快充
即快速充電,又稱地面充電,顧名思義為能快速充滿電的充電方法,通過非車載充電機(jī)采用大電流給電池直接充電,使電池在短時(shí)間內(nèi)可充至80%左右的電量,因此也稱為應(yīng)急充電。快速充電模式的代表為特斯拉超級(jí)充電站。快速充電模式的電流和電壓一般在150~400A和200~750V,充電功率大于50kW。此種方式多為直流供電方式,地面的充電機(jī)功率大,輸出電流和電壓變化范圍寬。
快速充電的充電速度非常高,其充電時(shí)間接近內(nèi)燃機(jī)注入燃油的時(shí)間。可是其充電方法是采用脈沖快速充電。脈沖快速充電的最大優(yōu)點(diǎn)為充電時(shí)間大為縮短;且可增加適當(dāng)電池容量,提高啟動(dòng)性能。可是脈沖充電電流較大充電設(shè)備安裝要求和成本非常高。并且快速充電的電流電壓較高,短時(shí)間內(nèi)對(duì)電池的沖擊較大,容易令電池的活性物質(zhì)脫落和電池發(fā)熱,因此對(duì)電池保護(hù)散熱方面要求有所更高的要求,并不是每款車型都可快速充電。無(wú)論電池再完美,長(zhǎng)期快速充電終究影響電池的使用壽命。
快速充電模式實(shí)質(zhì)上為應(yīng)急充電模式,其目的是短時(shí)間內(nèi)給電動(dòng)汽車充電。總體使用層面來說,并不建議常使用快速充電模式進(jìn)行充電。而且快速充電模式僅部分車型支持。
三、快換
又稱機(jī)械充電,除了常規(guī)的直接給車輛充電外,還可以采用更換動(dòng)力電池的方式給電池充電。即在動(dòng)力電池電量耗盡時(shí),用充滿電的電池組更換電量過低的電池組。將電池組從車上更換下來的方式有:純手動(dòng)形式、半自動(dòng)形式和機(jī)械人更換三種模式。
更換電池集成了常規(guī)充電模式和快速充電模式的優(yōu)點(diǎn)。更換電池的充電模式最大的限制是各大廠商需要統(tǒng)一電池規(guī)格,大小等標(biāo)準(zhǔn),并且無(wú)法保證每塊電池組的性能一致,從而制約其發(fā)展。還有一個(gè)更為重要的原因是,該市場(chǎng)被國(guó)家電網(wǎng)所壟斷,沒有競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手,導(dǎo)致?lián)Q電池充電模式得不到應(yīng)有的發(fā)展。
四、無(wú)線充電
無(wú)線充電模式即無(wú)需通過電纜來傳遞能量,采用電磁感應(yīng)、電場(chǎng)耦合、磁共振和無(wú)線電波等方式進(jìn)行能量的傳遞。采用無(wú)線充電模式,首先需要在車上安裝車載感應(yīng)充電機(jī)。車輛的受電部分與供電部分沒有機(jī)械鏈接,但需要受電體與供電體對(duì)接較為準(zhǔn)確。
受制于技術(shù)成熟度和基礎(chǔ)設(shè)備的限制,電動(dòng)知家認(rèn)為無(wú)線充電技術(shù)暫時(shí)還無(wú)法大批量產(chǎn)應(yīng)用。業(yè)內(nèi)主流的無(wú)線充電技術(shù)主要采用電磁感應(yīng)和磁共振方式傳遞電能,但磁共振方式充電效率更加高,而且電磁輻射強(qiáng)度更低,比手機(jī)通話時(shí)強(qiáng)度要小,更重要一點(diǎn)送電線圈與受電線圈無(wú)需非常對(duì)齊,這一點(diǎn)是電磁感應(yīng)所不及的。
無(wú)線充電模式未來應(yīng)用的前景無(wú)法估量,未來將能邊走邊充電,電能可能來自于路面鋪裝的供電系統(tǒng),或者來自于汽車上接收的電磁波能量。
五、移動(dòng)式充電方
對(duì)電動(dòng)汽車蓄電池而言,最理想的情況是汽車在路上巡航時(shí)充電,即所謂的移動(dòng)式充電(MAC)。這樣,電動(dòng)汽車用戶就沒有必要去尋找充電站、停放車輛并花費(fèi)時(shí)間去充電了。MAC系統(tǒng)埋設(shè)在一段路面之下,即充電區(qū),不需要額外的空間。
接觸式和感應(yīng)式的MAC系統(tǒng)都可實(shí)施。對(duì)接觸式的MAC系統(tǒng)而言,需要在車體的底部裝一個(gè)接觸拱,通過與嵌在路面上的充電元件相接觸,接觸拱便可獲得瞬時(shí)高電流。當(dāng)電動(dòng)汽車巡航通過MAC區(qū)時(shí),其充電過程為脈沖充電。對(duì)于感應(yīng)式的MAC系統(tǒng),車載式接觸拱由感應(yīng)線圈所取代,嵌在路面上的充電元件由可產(chǎn)生強(qiáng)磁場(chǎng)的高電流繞組所取代。很明顯,由于機(jī)械損耗和接觸拱的安裝位置等因素的影響,接觸式的MAC對(duì)人們的吸引力不大。
總結(jié)
受益于新能源汽車應(yīng)用的快速增長(zhǎng),我國(guó)新能源汽車充電設(shè)施行業(yè)將面臨巨大的發(fā)展空間。現(xiàn)階段電動(dòng)汽車充電設(shè)施各項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)已趨成熟,但每一種充電模式都有明顯短板,無(wú)論何種充電模式,最終的目的是讓車輛可以更高效去行駛更遠(yuǎn)路程。若能解決充電模式的問題,電動(dòng)車的發(fā)展便更上一個(gè)臺(tái)階。

責(zé)任編輯:仁德財(cái)
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