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直流充电桩介绍,直流充电桩原理图详解

一、直流充电桩介绍

充电桩目前分为交流充电桩和直流充电桩。交流桩输出单相/三相交流电通过车载充电机转换成直流电给车载电池充电,功率一般较小(有7kw、22kw、40kw等功率),充电速度一般较慢,故一般安装在小区停车场等地。

直流充电桩(或称非车载充电机)则是直接输出直流电给车载电池进行充电,功率较大(有60kw、120kw、200kw甚至更高),充电速度较快,故一般安装在高速公路旁的充电站。

二、直流充电桩的基本工作原理

在国家能源局发布的直流充电桩相关的行业标准《NB/T 33001-2010:电动汽车非车载传导式充电机技术条件》中指出,直流充电桩基本构成包括:功率单元、控制单元、计量单元、充电接口、供电接口及人机交互界面等。功率单元是指直流充电模块,控制单元是指充电桩控制器。直流充电桩本身作为一种系统集成产品,除了 “直流充电模块”和“充电桩控制器”这两个组件构成了技术核心之外,结构设计也是整桩可靠性设计的关键点之一。“充电桩控制器”属于嵌入式硬件和软件技术范畴,“直流充电模块”则代表了电力电子技术在AC/DC领域的最高成就。

充电的基本过程是:在电池两端加载直流电压,以恒定大电流对电池充电,电池的电压渐渐地缓慢地上升,上升到一定程度,电池电压达到标称值,SoC达到95%(针对不同电池,不一样)以上,继续以恒压小电流对电池充电。“电压上去了,但电量没有充满,就是没有充实,如果有时间,可以改用小电流充实”。为了实现这个充电过程,充电桩在功能上就需要有“直流充电模块”提供直流电源;需要有“充电桩控制器”控制充电模块的“开机、关机、输出电压、输出电流”;需要有“触摸屏”作为人机界面下发指令,通过控制器将“开机、关机、输出电压、输出电流”等指令下发给充电模块。从电气层面理解的最简充电桩只要有充电模块,控制板和触摸屏就可以了; 如果开机、关机和输出电压]输出电流等指令在充电模块上做成几个键盘,那么一个充电模块就可以对电池充电了。

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三、直流充电桩分类

直流充电桩按功率大小、充电枪的数量、结构形式、安装方式等不同进行分类。

1、根据功率大小主要分为:30kW、60kW、120kW、150kW、180kW、240KW等及更大功率的充电桩

2、根据充电枪来进行分类:单枪和双枪,目前主流的是双枪,当然,除了双枪外还可以有更多的枪;双枪充电桩又可分为轮充和均充,比如180kW的充电桩,当只给一辆车充电时,一个枪上的功率是180kW, 即属于轮充;给两辆车充电时,两个枪上的功率分别是90kW,即属于均充。

3、直流充电桩按结构形式可分为一体式和分体式。一体式即是充电桩的所有构成单元是一体的;分体式则将控制单元、计费单元、充电接口、人机交互界面等部分单独做到一起,这部分除了充电枪之外都是弱电部分电路,将功率单元的充电模块、强电部分的配电电路部分等集中在一起。

四、直流充电桩结构

直流充电桩的电气部分由主回路和二次回路组成,主回路的输入是三相交流电,经过输入断路器、交流智能电能表之后由充电模块(整流模块)将三相交流电转换为动力电池可以接受的直流电,再连接熔断器和充电枪,给电动汽车的车载动力电池充电。二次回路由充电桩控制器、读卡器、触摸屏、直流电表等组成,二次回路还提供“启停”控制与“急停”操作,信号灯提供“待机”“充电”“充满”状态指示,触摸屏作为人机交互设备则提供刷卡、充电方式设置,通过控制器将“开机、关机、输出电压、输出电流”等指令下发给充电模块。

直流充电桩本身作为一种系统集成产品,除了“直流充电模块”和“控制器”这两个组件构成了技术核心之外,结构设计也是直流充电桩可靠性设计的关键点之一。“充电桩控制器”属于嵌入式硬件和软件技术范畴。

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