“汽车的电动化是大局所趋，体例上风是促使发扬的基本。”充电桩举动电动汽车资产的本原步骤开发越来越受到中心和地方政府的珍重。2016年11月7日，邦度发改委、邦度能源局召开信息揭橥会，对外正式揭橥《电力发扬 “十三五”计议》，提出加电步骤开发，督促电动汽车发扬：到2020年，新增荟萃式换电站胜过1.2万座，分散式充电桩胜过480万个，基础筑成适度超前、车桩相随、智能高效的充电本原步骤系统,餍足寰宇胜过500万辆电动汽车的充电需求。有专家预测，到2030年，新能源汽车的引申量将到达5000万辆。由此算计，到2020年须要2万座充电站、507万个充电桩;2030年筑14万座充电站、5000万个充电桩。一线都邑北京、上海、深圳都主动反响电动汽车的邦度战术策略，纷纷出台策略计议。到 2020 年，北京将基础筑成互联互通、智能高效的充电步骤供职汇集，可保证60万辆电动汽车的充电需求，中心区域的充电供职半径小于0.9公里。按照“十三五”计议，上海将完全筑成 651座群众充电站、39座公交车充电站、225座出租车充电站及3495台环卫物流专用充电桩。

　　2017年8月9日，安徽省发扬和革新委员会、安徽省能源局、安徽省经济和讯息化委员会、安徽省财务厅、安徽省住房和城乡开发厅、安徽省交通运输厅、安徽省质地本领监视局、安徽省物价局连结印发《安徽省电动汽车充电本原步骤开发计议(2017-2020年)的闭照》，闭照中指出，至2020年，筑成公交车专用充换电站200座，环卫、物流等专用车充电站100座，都邑群众充电站130座， 分裂式群众充电桩3万个，公事车与私家车分裂式自用充电桩15万个，城际疾充站170座，为餍足20万辆以上电动汽车充电需求。

　　云云的策略海潮下，充电桩行业发扬迅猛，但对付绝大大批遍及消费者，充电桩仍然一个复活事物，联系的专业作品也还很少。本文将先容充电桩的分类及直流充电桩的基础劳动道理。

　　充电互换充电桩通过电动汽车内置的“车载充电机”将电网的互换电转换为直流电后对电池充电。车载充电机(OBC：On Board Charger)目前邦内墟市要紧有两种功率巨细：3.3kW(输入：220VAC/16A，输出：200V-420VDC / 10A)和6.6kW(输入：220VAC/32A，输出：200-420V/20A )。输出电流小，充电速率慢，于是被称为“慢充”。互换充电桩按照其成家车载充电机功率分歧相应有3.3kW和6.6kW之分。直流充电桩内置大功坦白流充电模块，充电桩自己将电网的互换电转换为直流电，输出电流可能高达100A以上，于是被称为“疾充”。互换充电桩和直流充电桩对电动汽车的充电办法如图1所示。

　　直流充电桩可能从功率巨细、充电枪的众少、组织式样、安设办法等分歧维度实行分类。个中，按组织式样斗劲主流的分类是将直流充电桩分为两种：一形式直流充电桩和分形式直流充电桩。

　　正在邦度能源局揭橥的直流充电桩联系的行业轨范《NB/T 33001-2010：电动汽车非车载传导式充电机本领前提》中指出，直流充电桩基础组成网罗：功率单位、支配单位、计量单位、充电接口、供电接口及人机交互界面等。功率单位是指直流充电模块，支配单位是指充电桩支配器。直流充电桩自己举动一种体系集成产物，除了 “直流充电模块”和“充电桩支配器”这两个组件组成了本领中心以外，组织安排也是整桩牢靠性安排的环节点之一。 “充电桩支配器”属于嵌入式硬件和软件本领规模，“直流充电模块”则代外了电力电子本领正在AC/DC范畴的最高功效。

　　充电的基础经过是： 正在电池两头加载直流电压，以恒定大电流对电池充电，电池的电压垂垂地迟钝地上升，上升到肯定水平，电池电压到达标称值，SoC到达95%(针对分歧电池，不相同)以上，一连以恒压小电流对电池充电。“电压上去了，但电量没有充满，便是没有充盈，倘若有时辰，可能改用小电流充盈”。 为了完毕这个充电经过，充电桩正在性能上就须要有“直流充电模块”供应直流电源;须要有“充电桩支配器”支配充电模块的“开机、闭机、输出电压、输出电流”;须要有“触摸屏”举动人机界面下发指令，通过支配器将“开机、闭机、输出电压、输出电流”等指令下发给充电模块。从电气层面阐明的最简充电桩只消有充电模块，支配板和触摸屏就可能了; 倘若开机、闭机和输出电压]输出电流等指令正在充电模块上做成几个键盘，那么一个充电模块就可能对电池充电了。

　　直流充电桩的电气个人由主回道和二次回道构成。主回道的输入是三订交流电，颠末输入断道器、互换智能电能外之后由充电模块(整流模块)将三订交流电转换为电池可能接收的直流电，再贯穿熔断器和充电枪，给电动汽车充电。 二次回道由充电桩支配器、读卡器、显示屏、直流电外等构成。二次回道还供应“启停”支配与“急停”操作;信号灯供应“待机”、“充电”与“充满”状况指示;显示屏举动人机交互筑立则供应刷卡、充电办法成立与启停支配操作。

　　1.单个的充电模块目前惟有15kW，不行餍足功率央浼，须要众个充电模块并联正在一齐劳动，须要有CAN总线来完毕众个模块的均流;

　　2.充电模块的输入来自电网，是大功率供电，涉及到电网和人身安静，非常是人身安静，须要正在输入端安设气氛开闭(学名是“塑壳断道器”)，防雷开闭以至泄电开闭;

　　3.充电桩的输出是高压、大电流，电池是电化学品，容易爆炸，要制止误操作的安静题目，输出要有熔断器;

　　4.安静题目是最高优先级的，除了有输入端的程序以外，板滞锁和电子锁是肯定要有的，绝缘检测是肯定要有的，泄放电阻是肯定要有的;

　　5.电池是否接收充电，这不是由充电桩断定的，是由电池的大脑、BMS断定的。BMS下发“是否应承充电，是否终止充电，可能接收众大电压，众大电流充电”的指令给支配器，支配器再下发给充电模块。因而，须要有完毕支配器和BMS之间的CAN通讯，支配器和充电模块之间的CAN通讯;

　　6.充电桩还要接收监控约束，支配器须要通过WiFi或3G/4G等汇集通信模块和后台贯穿;

　　8.充电桩壳体上须要有一清二楚的指示灯，日常是三个指示灯，折柳体现充电、窒碍和电源;

　　9.直流充电桩的风道安排是环节。风道安排除完了构上的常识，须要正在充电桩内部安设有电扇，固然每个充电模块内部都有电扇。

　　酌量到上述细节，直流充电桩举动一个人系是斗劲庞杂的。图3给出某单枪直流充电桩更详明的电气道理框图的主回道电气道理图举动安排参考。

　　纯电动公交充电站荟萃停放、运营门道充电的特色断定了其充电处置计划恐怕朝超大功率充电堆的对象演进。纯电动出租车和物流车以至也恐怕朝这个对象演进。30KW充电模块需求变得火速，其要紧促使力便是充电堆的需求正变得火速。

　　功率动态分拨最先是某公司提出来的，每两个模块后面用一个功率继电器，可能把这两个模块投正在左枪也可能投正在右枪行使;其后此外一家公司提出新的名词柔性充电，须要大功率充，电流很大的时辰，将其它模块投过来行使，小车来的时辰可能分裂行使，云云做是有肯定的理由;柔性正在电网中有加大功率云云一层兴趣正在内部，于是提出柔性充电观念也说的过去。分歧叫法，实质上是统一兴趣。

　　对付180kW及以下的直流充电桩，叙功率动态分拨和柔性充电是个伪需求，以至分形式的意思都不大，然则双枪轮充和均充也许有点实质意思。

　　充电堆的运用场景是，可能按照今朝待充电车辆数目来主动分拨给每个车众大功率。云云确保将充电模块的功率用到极致，正在车辆不众的时辰，每辆车被分拨的功率很大，可能更疾速地充满。这种运用就须要更众的继电器切换充电模块的功率流向，这会减少少许硬件本钱，牢靠性难度也减少了少许，当然，也须要对充电支配器的软件实行升级。

　　所谓环行智能充电，这是个很标致的观念。整个运用场景是：正在一个社区泊车场停放了许众电动汽车，中心惩罚单位主动地巡行检测每台车的电池电量，正在夜间主动地轮替将每台车充满。这本来也是一种柔性充电，也须要正在社区泊车场安设超等充电堆。这种做法的好处是：比互换充电的功效更高，比安设若干个直流充电桩，车主列队恭候直流充电的灵敏性大，本钱也低许众。

　　也许咱们可能特别乐观，正在处置了电力配送之后，便是未来有才华将中邦过量的电力供应输送到每个住户小区的时辰，消费者为了找寻更疾速的充电体验,片面可能自助断定是安设直流充电桩仍然互换充电桩，直流充电桩将做得像家电产物相同小巧、美丽。壁挂式直流充电桩将是一种刚需。这种产物的出售形式就像卖电热器这类商品相同，正在市集内部卖，正在JD，TMALL上面卖。这种像家电相同的产物将去掉直流充电桩构成中少许不太紧要的部件，将充电支配器和触摸屏性能做到一个充电模块巨细的外壳内部，但模具会做得很灵巧。跟着电力电子本领的先进，充电模块功率密度越来高，这个趋向将成为恐怕。

　　光伏、充电、储能三者组合正在一齐的观念仍然有了整个的产物，便是PowerWall，未来PowerWall进一步发扬，组成新型充电站样子，电能正在光伏电池板、电动汽车、电网、储能电池四者之间自正在地活动。直流充电桩既可能由电网供应电能给电动汽车充电，也可由光伏电池板供应，还可能由储能电池供应。储能电池，电池汽车电池和光伏电池板的电能也可能卖给电网。

　　倘若以互联网的共享头脑来思量异日，任何片面安设的充电桩可能供应给任何其他车主充电，也便是说一齐的充电桩都是可能随时绽放的。通过互联网用具，车主很容易找到闲置的片面充电桩。

　　未来充电站恐怕正在互联网的头脑下做成了O2O的Off-Line的紧张贯穿节点，只消有车主来充电，恐怕就要正在充电站恭候15分钟。充电站将举动紧张的广告场合资源，这是不难联思的。

　　[1]李琳.电动汽车动力电池的充电本事的研商[D].华北电力大学,2013.

　　本文泉源于《电子产物全邦》2017年第10期第63页，迎接您写论文时援用，并解说来源。