科普一下!為電動(dòng)汽車補(bǔ)充能量的設(shè)備你知道嗎?
電動(dòng)汽車充電設(shè)備根據(jù)不同的分類標(biāo)準(zhǔn)可分為不同類型。按安裝位置,可分為車載充電機(jī)和充電樁;按輸出電源,可分為直流充電樁、交流充電樁(單相、三相);按連接方式,可分為傳導(dǎo)式充電和感應(yīng)式充電。
(1)交流充電
交流充電是以三相或單相交流電源向電動(dòng)汽車提供充電電源,其特征是充電機(jī)為車載系統(tǒng)。由于受到車載充電機(jī)空間和散熱條件的限制,交流充電功率較小,充電時(shí)間長(zhǎng)。
國(guó)內(nèi)外對(duì)交流充電的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)差異較大。其中美國(guó)和日本采用SAE J1772標(biāo)準(zhǔn),規(guī)定單相充電的最大額定充電功率為8kW;德國(guó)采用IEC 62196-2標(biāo)準(zhǔn),規(guī)定單相充電的最大功率為17kW,三相充電的最大功率為52kW;我國(guó)采用GB/T 20234.2標(biāo)準(zhǔn),規(guī)定單相充電的額定功率為3.5/7kW,三相充電的額定功率為10.5/21kW。由于我國(guó)現(xiàn)有標(biāo)準(zhǔn)為推薦標(biāo)準(zhǔn),部分電動(dòng)汽車和充電機(jī)生產(chǎn)廠家并未嚴(yán)格執(zhí)行該標(biāo)準(zhǔn),造成目前充電設(shè)備額定功率差異較大,如比亞迪采用的交流380V充電,最大輸出電流63A,充電功率達(dá)到40kW。
車載充電機(jī)主要有兩種電路結(jié)構(gòu):不可控整流加高頻逆變的DC/DC變換器,其對(duì)電網(wǎng)諧波影響大,功率因數(shù)低;若前級(jí)加入功率因數(shù)校正(PFC)電路,則對(duì)電網(wǎng)諧波影響小,功率因數(shù)高。
(2)直流充電
直流充電是以充電機(jī)輸出的可控直流電源直接對(duì)動(dòng)力電池進(jìn)行充電。車載充電機(jī)的空間和散熱問(wèn)題使交流充電功率受到一定限制,直流充電將整流設(shè)備做在充電樁內(nèi),可提供較高充電功率,縮短充電時(shí)間。
與交流充電標(biāo)準(zhǔn)情況相似,國(guó)際上主要直流充電樁標(biāo)準(zhǔn)也可分為三類。美國(guó)采用SAE J1772標(biāo)準(zhǔn),規(guī)定直流充電最大功率為120kW;我國(guó)采用GB/T 20234.3標(biāo)準(zhǔn),規(guī)定最大充電功率為93/187kW。
直流充電樁由整流濾波電路、DC/DC功率變換器、保護(hù)控制電路和輸出顯示單元等組成。
采用的整流技術(shù)主要包括三相不可控整流和PWM整流。三相不可控整流價(jià)格低,但諧波電流大,需加裝諧波治理裝置;PWM整流功率變換效率高,諧波電流小,但成本高。
(3)無(wú)線充電
無(wú)線充電技術(shù)有電磁感應(yīng)式、磁場(chǎng)共振式、無(wú)線電波式三種。電磁感應(yīng)式使用兩個(gè)互感線圈進(jìn)行無(wú)線充電,當(dāng)輸入端線圈中的電流發(fā)生變化時(shí),輸出端線圈的磁場(chǎng)即會(huì)隨之發(fā)生改變,從而產(chǎn)生感應(yīng)電流,將能量從輸入端轉(zhuǎn)換到輸出端。電磁感應(yīng)無(wú)線充電傳輸距離短,但能量轉(zhuǎn)換率高。磁場(chǎng)共振式原理與聲波共振類似,只要兩個(gè)介質(zhì)具有相同的共振頻率,就能夠傳遞能量,磁場(chǎng)共振式無(wú)線充電能夠同時(shí)對(duì)多個(gè)設(shè)備進(jìn)行充電,但損耗較高。無(wú)線電波方式是通過(guò)接收無(wú)線電波進(jìn)行充電,傳輸功率非常小,且充電效率很低。因此,電動(dòng)汽車無(wú)線充電技術(shù)可采用電磁感應(yīng)式和磁場(chǎng)共振式。
國(guó)外車企如特斯拉、沃爾沃、奧迪、寶馬、奔馳等已開(kāi)始研發(fā)或測(cè)試旗下電動(dòng)汽車的無(wú)線充電系統(tǒng)。中興通信在國(guó)內(nèi)無(wú)線充電領(lǐng)域具有技術(shù)領(lǐng)先優(yōu)勢(shì),其充電過(guò)程簡(jiǎn)單,可靠性高,維護(hù)成本低。目前,中興通訊無(wú)線充電技術(shù)已在部分城市示范應(yīng)用,與東風(fēng)汽車合作在襄陽(yáng)啟動(dòng)全球首條無(wú)線充電公交商用示范線,成都1058路微循環(huán)無(wú)線充電公交也將正式投運(yùn),北京、鄭州、云南等地也意向引入無(wú)線充電。