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汽车充EMC易倍电桩的种类和各自特征?

发布时间:2024-01-03人气:

  EMC易倍给电动汽车充电,需要将来自电网的交流电转换为直流电,而且该直流电的电压范围应该和电池的电压范围一致,电流则可大可小,大电流就充得快,小电流就充得慢。将交流电转换为直流电就需要采用基于电力电子技术的开关电源。这种开关电源做成大功率的,充电电流大,安装在车辆外面,就是“直流充电桩”这种充电设备,该充电设备连接电动汽车上的“快充口”; 也可以做成小功率的车载充电机(OBC),布置在车辆里面,电网通过“交流充电桩”这种外置充电设备将电网的交流电送到车辆上的“慢充口”,车辆内部从“慢充口”将交流电送到 OBC的输入端。交流充电桩只是起到了监控和计费的作用,并没有进行电能转换。OBC的功率大小主要有四种:基于单相220V输入的3.3kW、6.6kW,基于三相380V输入的11kW和22kW,其中6.6kW最主流。

  多数电动汽车有两个充电口:交流充电口,俗称慢充 ; 直流充电口,俗称快充。电池上只有一个总正接口和总负接口,快充口和慢充口都需要通过高压配电盒(PDU,Power Distribution Unit)转接到铜排(电池母线)上,再接到电池的总正和总负接插件。电池需要同时连接电控、DC/DC、OBC、快充、空调、暖风机等多种组件,PDU似乎必不可少。

  图2是充电系统的另外一种呈现。交流电从配电房引出后,可通过交流充电桩或直流充电桩,分别通过七孔国标交流充电枪头或九孔国标直流充电枪头接到车辆的慢充口或快充口。交流充电桩并没有对电网的交流电进行电能转换,接到车辆内的还是交流电,车辆内部需要有车载充电机将交流桩转换为直流电,再接到动力电池的母线,给动力电池充电。因为OBC的功率比较小(国内最大也就11kW,主流是6.6kW),所以将这种功率小的充电称为慢充”。慢充不等于是交流充电,只是相对大功率直流充电来说,充电速度比较慢。直流充电桩也可以做成小功率的,也可以实现慢充,但直流充电桩在普通消费者的印象中就是充电场站里大体积的充电桩。这种大功率充电桩,我喜欢称为“拖拉机充电桩,工作起来像拖拉机一样,噪声达到了扰民的程度。

  对这些问题的深入思考和探索就产生了“慢充直流化”的概念和一种全新的充电系统。图3所示为两种充电系统的框图。随着电动汽车的普及,电动汽车的保有量越来越大,电动汽车电池的能量集合起来是非常惊人的能量储备。终极趋势必然是,这些电动汽车的电池能量将作为储能电池,参与电网的互动。交流充电桩因为不具备和电网及车辆的通信功能,无法实现这种互动。双向的直流充电桩将是分布式充电桩的主要形态和最终的唯一形态。因此,将来的车辆只会有一个充电口,慢充口将会消失。代替交流充电桩的小功率直流充电桩将如雨后春笋一般涌现,并将呈现出非常丰富的产品形态。这个趋势在逐渐演绎,要持续到2026年才能进入拐点。如图3所示代表了当前和将来充电桩及车辆接口的变化。交流充电桩和直流充电桩将继续共存达十年之久。

  WattSaving能效电气联合蔚来汽车、吉利汽车、集度汽车、宝马汽车、日产汽车等众多车企,一直在引导这个变化趋势,从2017年起陆续推出了业内第一个也是唯一一个(First One and Only One)小功率直流充电桩系列产品。

  在充电桩的通用标准《GB/T 18487.1-2015 ,电动汽车传导充电系统 第1部分:通用要求》里,给出了更多维度的分类,包括:按供电设备输入特性分为直流输入和交流输入,按供电设备输出电流种类,按使用环境,按输出电压分类,按安装方式,按电击防护,按充电模式等不同分类。

  在直流充电桩的产品标准《NB/T 33001-2018 , 电动汽车非车载传导式充电机技术条件》中,给出了更细的分类,除通用标准的分类之外,还包括:按安装使用场所分为工业环境和非工业环境,按使用对象分为共用型和专用型,按安装方式分为落地式和壁挂式,按结构形式分为一体式和分体式,按车辆插头数量(充电枪数量)分为一机一充还是一机多充。

  在小功率直流标准《NB/T 10902-2021,20kW及以下非车载充电机技术条件及安装要求》里,增加了两种分类:

  从输入是单相电还是三相电进行区分,是一种常见的分类维度。如下的分类将更加接近我们商业上的产品分类:

  【UCC2000的产品名称就叫直流充电枪?】充电桩-充电机-充电枪-充电盒-充电墙盒:车企对充电桩的称谓

  2.2.1 可以壁挂式安装的直流充电桩 (也属于小功率直流的范畴,但是小功率直流的标准,定义为20kW及以下了)

  目前全球共有五大电车充电标准,包括中国标准GB/T、欧洲标准CCS2、美国标准CCS1、日本标准CHAdeMO和特斯拉标准NACS。CCS是美国汽车工程师协会(SAE)、欧洲汽车制造商协会(ACEA),联合德国、美国八大汽车厂商联合推出的标准,分为CCS1(Type 1美国标准)和CCS2(Type 2欧洲标准)。CCS1和CCS2的软件部分是完全一样的,只是充电枪的接口定义不一样。NACS全称North American Charging Standard,简称NACS,本质上是特斯拉原本专属的TPC充电规格, 2022年11月11日进行了重新更名,当时特斯拉在官网宣布开放其充电接口标准,特此更名为“北美充电标准”,大有要一统天下之势。

  NACC标准的接口确实小巧诱人。如下图所示,黑色的是NACC接口,直流和交流充电是一种枪,而且比CCS小很多。

  除了NACC,国标、欧标、美标和日标,直流和充电充电是两种枪头,但是欧标和美标比国标有一个重大的好处:直流和交流的枪座可以是一样的,交流枪头比直流小,插到枪座的其中一部分接口中去,就实现了交流充电EMC易倍。

  和充电桩相关的标准有三类:国家标准、行业标准和企业标准。直流充电桩的型式试验遵循的是九大标准,包括国标和行标。

  1,充电系统的通用标准:GB/T 18487.1-2015:电动汽车传导充电系统第 1 部分:通用要求

  2,供电设备的测试标准:GBT 34657.1-2017 电动汽车传导充电互操作性测试规范 第1部分:供电设备

  3,充电枪的通用标准:GB/T 20234.1-2015:电动汽车传导充电用连接装置第 1 部分:通用要求

  4,直流充电枪的标准:GB/T 20234.3-2015:电动汽车传导充电用连接装置 第 3 部分:直流充电接口

  5,交流充电枪的标准:GB/T 20234.2-2015:电动汽车传导充电用连接装置 第 2 部分:交流充电接口

  6,充电桩和BMS之间通信协议:GB/T 27930-2015:电动汽车非车载传导式充电机与电池管理系统之间的通信协议

  7,充满桩和BMS之间一致性测试:GBT 34658-2017 电动汽车非车载传导式充电机与电池管理系统之间的通信协议一致性测试

  8,EMC标准:GB∕T 18487.2-2017 电动汽车传导充电系统 第2部分:非车载传导供电设备电磁兼容要求

  11,直流桩计量标准:JJG1149-2022,电动汽车非车载充电机检定规程

  12,交流桩计量标准:JJG1148-2022,电动汽车交流充电桩检定规程

  1,直流桩产品标准:NB/T 33001-2010:电动汽车非车载传导式充电机技术条件

  2,检测标准:NB/T 33008.1-2013 电动汽车充电设备检验试验规范 第 1 部分:非车载充电机

  3,小功率直流标准:NB/T 10902-2021 20kW及以下非车载充电机技术条件及安装要求

  4,交流桩产品标准:NB/T 33002-2018 电动汽车交流充电桩技术条件

  5,交流桩产品标准:NB/T33008.2-2018 电动汽车充电设备检验试验规范 第2部分:交流充电桩

  6,交流模式二充电盒产品标准:NB∕T 42077-2016 ,电动汽车模式2充电的缆上控制与保护装置(IC-CPD)

  1,上海市地标:DB31T 1296-2021,电动汽车智能充电桩及互动响应技术要求

  为了确保电动汽车和充电桩厂商的实施符合ISO15118及CCS标准EMC易倍,ISO15118 & CCS 标准组制定充电通信标准的一致性测试规范和验证流程。ISO15118及CCS测试标准规范:

  涵盖了用于为电动车辆(包括轻型电动车辆)充电的供电设备的机械、电气、通讯、EMC和性能要求

   IEC61851-2:道路电动车辆充电系统第2部分:电动车辆与交流/直流电源的连接要求;

   IEC61851-3:传导充电系统(Part3-1:LEV充电系统基本要求;Part3-2:LEV直流充电桩;Part3-3:LEV换电系统;Part3-4:LEV通信);【开发阶段:涵盖直流输出不超过120V的EV供电设备,增强或双重绝缘或III类用作防护电击的主要手段】

   IEC61851-21-2:道路电动车辆充电系统 非车载充电系统EMC要求;

   IEC61851-22:电动汽车传导充电系统 第22部分:交流电动车辆充电站;

   IEC61851-23:电动汽车传导充电系统 第23部分:直流电动车辆充电站;

   IEC61851-24:电动汽车传导充电系统 第24部分:电动汽车和充电桩之间直流充电控制数字通信

   ISO 15118-6 Ed. 1.0: V2G无线标准系列的最新版本,是面向未来的电动汽车(EV)充电通信标准。ISO/IEC 联合工作组于2015年底开始对其进行开发,并专注于添加未纳入 ISO 15118-2 的新功能。此外,新版本消除了在不同市场供应商实现 ISO 15118-2 时发现的限制。ISO 15118-20 旨在成为服务于所有用例的标准,以支持各种电动交通工具,无论是汽车、摩托车EMC易倍、卡车、公共汽车EMC易倍、船舶和飞机。ISO 15118-2 规定了 EV 和充电站交换的消息,以控制 AC 和 DC 充电会线标准还支持智能充电功能和方便用户且安全的即插即充电功能。ISO 15118-20 是 ISO 15118-2 的扩展,它支持无线电力传输 (WPT)。

  主要包含Type1(美国、加拿大、韩国、日本、澳大利亚等地)、Type2(欧盟)和中国标准三种;

  包含在Type1和Type2上演进Combo1&2系统和中国直流充电接口和CHAdeMO四种类型,其中前两者使用的控制逻辑都是一样的基于PLC的,而后两个都是基于CAN协议的;

  直流充电机 (快充):可直接为电动汽车蓄电池提供直流电能,存在速度快、电压高、电流大、安全要求较高的特点。常见直流充电机类型如下:Ø 一体式直流充电桩

  交流充电桩 (慢充):通过车载充电机为电动汽车提供电能,存在速度较慢、电压值为220V、电流较小的特点。常见直流充电机类型如下:Ø 随车交流充电桩

  固定安装在住宅小区、停车场、充电站等公共场所。是一种通过接入公共电网,为非车载的电动汽车电池提供直流电源的充电装置。直流充电桩可以为电动汽车的电池直接充电,输出的电压和电流可调范围大,所以可以实现电动汽车快速充电,因此也被称作快充,充电时间为30-120分钟。适配大巴小车,支持北汽,江淮,奇瑞,比亚迪,腾势,特斯拉等主流车型,具有车型兼容性好的特点。

  也是固定安装在公共场所,是为电动汽车的车载充电机提供可控的单向交流电源或三相交流电源的供电装置。但交流充电桩本身并不具备充电功能,只是单纯提供电力输出,要通过连接电动汽车的车载充电机,才能为电动汽车的电池进行充电。由于电动汽车车载充电机的功率一般都比较小,所以交流充电桩无法实现快速充电,因此也被称为慢充,充电时间为5-8个小时。交流充电桩具有可靠性高、环境适应性强,工作温度范围可以到达负30至正50度。还能够根据电网负荷调节输出功率,根据电费费率调节输出功率高峰用电的特点。>

  建设在公共停车场结合停车泊位,为社会车辆提供公共充电服务的充电桩。2、专用充电桩:建设在单位/企业自有停车场,服务对象为客户和内部人员。2、自用充电桩:是建设在个人自有车位,为私人用户提供充电的充电桩。 一般结合停车场的停车位建设。安装在户外的充电桩防护等级不应低于IP54。安装在户内的充电桩防护等级不应低于IP32。>

  目前市场上充电桩以一桩一充式为主,即一个充电桩对一辆车。在公交停车场等大型停车场则需要多充式充电桩,同步支持多台电动车充电,以加快充电效率,节省人工成本。

  适合安装在不靠近墙体的停车位。挂壁式充电桩适合安装在靠近墙体的停车位。>

  的输入端与交流电网直接连接,输出端都装有充电插头用于为电动汽车充电。充电桩一般提供常规充电和快速充电两种充电方式,人们可以使用特定的充电卡在充电桩提供的人机交互操作界面上刷卡使用,进行相应的充电方式、充电时间、费用数据打印等操作,充电桩显示屏能显示充电量、费用、充电时间等数据。那么,

  必须依靠墙体固定,适用于室内和地下停车位。2、以安装地点进行分类,主要分为室内充电桩和室外充电桩。

  室内充电桩的防护等级需要起码达到IP32以上,而室外充电桩需要面临风雨交加的恶劣环境,需要更好的绝缘性和避雷条件,其防护等级起码要达到IP54方可保障人身安全、车身安全和充电设备安全。

  公共充电桩由政府机关等具有公共服务性质的机构置办,服务对象面向任何电动汽车车主,例如公共停车场。而专用充电桩多为企业建造,服务对象为客户和内部人员,例如商场停车场。自用充电桩为私人充电桩,安装于私人领域,不对外开放。

  和直流充电桩。交流充电桩适用于小型乘用电动车,多应用于公共停车场、大型购物中心和社区车库中,家用充电桩也多为交流充电桩。而直流充电桩适用于电动大巴EMC易倍、中巴、混合动力公交车、电动轿车、出租车、工程车等快速直流充电。

  目前市场上充电桩以一桩一充式为主,在公交停车场这样大型停车场中,需要多充式充电桩,同步支持。

  以上就是常见的充电桩分类, 用户可以根据自己的项目需求来选择合适的充电桩。

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