一、系统的组成

       1.1新能源汽车充电技术的概况

充电系统是新能源汽车主要的能源补给系统。新能源汽车，特别是纯电动汽车的充电技术，最关键的问题是如何能实现高效率的快速充电。

随着动力电池本身的充放电速度的不断提高，充电系统的性能也在不断地改进，以满足在多种不同的应用情况下的快速充电需求。

目前根据不同的汽车动力电池电压和容量、充电速度要求，以及电网供电容量等因素的考量，固定充电器的容量一般在15KW到100KW的范围，输出电压一般为50V到500V。车载充电器容量则在3KW 左右。

      1.2 新能源汽车充电系统的组成

新能源汽车充电系统主要由充电桩、充电线束、车载充电器、高压控制盒、动力电池、DC-DC转换器、低压蓄电池以及各种高压线束和低压控制线束等组成。如下图是新能源汽车充电系统示意图。

以下介绍新能源汽车充电系统主要组成部分：充电桩和车载充电器。

1.2.1充电桩

充电桩作为新能源汽车充电系统的配套设施，有交流充电桩和直流充电桩。

1）交流充电桩

如图所示，交流电动汽车充电桩，俗称 “慢充”，固定安装在电动汽车外、与交流电网连接，为电动汽车车载充电器（即固定安装在电动汽车上的充电器）提供交流电源的供电装置。交流充电桩只提供电力输出，没有充电功能，需连接车载充电机为电动汽车充电。相当于只是起了一个控制电源的作用。

2）直流充电桩

如图所示，直流电动汽车充电桩，俗称 “快充”，固定安装在电动汽车外，与交流电网连接，可以为非车载电动汽车动力电池提供直流电源的供电装置。直流充电桩的输入电压采用三相四线AC380V±15%，频率50Hz,输出为可调直流电，直接为电动汽车的动力电池充电。

其电气结构如下：

直流充电桩工作原理：三相 380V 交流电经过EMC等防雷滤波模块后进入到三相四线制电表中，三相四线制电表监控整个充电机工作时的实际充电电量。且根据实际充电电流及充电电压的大小，充电机往往需要并联使用，因此就要求充电机拥有能够均流输出的功能，充电机输出经过充电枪直接给动力电池进行充电。

在直流充电桩工作时，辅助电源给主控单元、显示模块、保护控制单元、信号采集单元及刷卡模块等控制系统进行供电。另外，在动力电池充电过程中，辅助电源给BMS系统供电，由BMS系统实时监控动力电池的状态。

1.2.2 车载充电器

车载充电器（On-board Charger，也称车载充电机）如图所示。车载充电器是充电系统的重要组成部件。

二、充电方式及其特点

新能源汽车动力电池充电的方式主要有快速充电（直流快充）和常规充电（交流慢充）。

直流快充与交流慢充方式的区别是：

直流充电（快充）主要是通过充电站的充电桩将直流高压电直接通过直流充电口给动力电池充电。

2.1 快速充电方式

快速充电又称直流快充或应急充电，是以较大直流电流短时间在电动汽车停车的20 分钟（min）至2 小时（h）内，为其提供短时间充电服务，一般充电电流为150～400 A。

快速充电模式的优点是充电时间短。

但是，相对常规充电模式，快速充电也存在一定的缺点：

“快充”实际并不快，而且降低动力电池使用寿命。由于受电池技术影响，目前电动汽车使用最多的就是锂电池。锂元素是比钠还要活跃的金属元素之一，快充易使锂元素太过活跃，从而使电池中的电解液发生沉淀，产生气泡现象，也就是平常人们所看到的电池身上易凸起“小包”，摸上去有手感发热等情况，严重的会导致电池爆炸等安全事故。因此充电电流不宜过大。

     2.1     常规充电方式

交流充电（慢充）主要是通过家用电源插头和交流充电桩接入交流充电口，通过车载充电器将220V交流电转为330V直流电给动力电池进行充电。

在一些特定的情况下，可以为新能源汽车更换已经充满电的动力电池，更换下来的电池再单独进行充电备用。

蓄电池在放电终止后，应立即充电（在特殊情况下也不应超过24 h）。常规充电电流相当低，约为15 A，这种充电叫做常规充电（交流慢充或慢速充电）。常规蓄电池的充电方法都采用小电流的恒压或恒流充电，一般充电时间为5～8 h，甚至长达10～20 h。这种充电方式是利用车载充电器，接220V交流电即可。

（1）常规充电适用情况

常规慢充的方式适用情况主要有：

1）用户对电动汽车的行驶里程要求相对较低，车辆行驶里程能满足用户1 天使用需要，利用晚间停运时间可以完成充电。

2）由于常规慢充充电电流和充电功率比较小，因此在居民区、停车场和公共充电站都可以进行充电。

3）规模较大的集中充电站，能够同时为多辆电动乘用车提供停车场地并进行充电。

（2）常规充电优点

常规充电模式的优点如下：

1）尽管充电时间较长，但因为所用功率和电流的额定值并不关键，因此充电器和安装成本比较低。如图为壁挂式交流充电桩，可安装在车库内使用。

2）可充分利用电力低谷时段进行充电，降低充电成本。

3）可提高充电效率和延长电池的使用寿命。

       三、充电桩行业发展前景

近年来，中国新能源充电桩行业受到各级政府的高度重视和国家产业政策的重点支持。国家陆续出台了多项政策，鼓励新能源充电桩行业发展与创新。近年来，充电桩布局不合理、机械损坏、利用率低、服务不到位等问题日益突出。面对不断增长的新能源车充电桩，专业检修和维修人员将不断改进服务，及时跟进，确保设备能够正常使用。此外，相关部门将加强对充电桩产品质量和实际使用监管，统一充电桩生产标准，解决充电接口不兼容问题，同时鼓励服务商提供优质服务，严厉打击个别企业骗取补贴资金的现象，规范充电桩行业，促进充电桩行业健康发展。

节能、环保、低碳、绿色，这是全人类共同努力奋斗的目标。然而全球气候变暖和环境污染给人类的生存和发展带来了巨大的风险，以石油为燃料汽车的大量使用是造成环境污染和全球温室气体排放的主要来源之一。推广和使用新能源汽车，将有效的减少温室气体和其他有害气体的排放，从而降低汽车在运营中对环境造成的不利影响，这是解决全球日益严重恶化的环境问题和确保我国政府实现向全世界郑重承诺的有效途径，也是最终降低环境污染，保障人类的生存和发展的重要举措。

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