引言
隨著全球?qū)Νh(huán)境保護(hù)和可持續(xù)發(fā)展的日益重視,新能源汽車產(chǎn)業(yè)得到了迅猛發(fā)展。作為新能源汽車的重要配套設(shè)施,充電樁的建設(shè)和普及成為了推動汽車產(chǎn)業(yè)電動化的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。其中,國網(wǎng)直流充電樁以其快速、高效的充電性能,在公共充電領(lǐng)域占據(jù)重要地位。
一、基本概念
1.定義與分類
國網(wǎng)直流充電樁是一種能夠直接將交流電轉(zhuǎn)換為直流電,并將直流電傳輸?shù)诫妱榆囕v電池中進(jìn)行充電的設(shè)備。根據(jù)安裝方式和使用場景的不同,可分為分體式和一體式兩種類型。
2.與交流充電樁的區(qū)別
與交流充電樁相比,直流充電樁具有以下顯著區(qū)別:
工作原理:直接將電能輸送給電動汽車的電池,無需經(jīng)過車載充電機(jī)轉(zhuǎn)換;而交流充電樁則需要將交流電能轉(zhuǎn)換為直流電能后再輸送給電池。
充電效率:充電效率高,充電速度快,能在短時間內(nèi)為電動汽車快速補(bǔ)電;而交流充電樁充電效率較低,充電時間較長。
價格與安裝:價格相對較高,一般安裝在公共充電站、停車場等場所;交流充電樁價格較低,適合安裝在個人車庫或住宅小區(qū)內(nèi)。
充電功率:充電功率較大,能夠快速充電;交流充電樁的充電功率較小,充電速度較慢。
二、工作原理
國網(wǎng)直流充電樁的工作原理主要涉及到電源轉(zhuǎn)換、電流控制和通信管理三個方面。
1.電源轉(zhuǎn)換
直流充電樁首先需要將交流電轉(zhuǎn)換為直流電,這是通過內(nèi)部的整流器實現(xiàn)的。整流器通常采用橋式整流電路,由四個二極管組成,能夠?qū)⒔涣麟姷呢?fù)半周和正半周分別轉(zhuǎn)換為直流電。轉(zhuǎn)換后的直流電經(jīng)過濾波和平滑處理后,供給電動汽車的電池進(jìn)行充電。
2.電流控制
為了確保充電過程的安全性和高效性,需要對充電電流進(jìn)行控制。這一功能由充電樁內(nèi)部的充電控制器實現(xiàn)。充電控制器可以根據(jù)電動車輛的需求和充電樁的能力,動態(tài)調(diào)整充電電流的大小。在充電過程中,充電控制器會監(jiān)測充電電流、電壓和溫度等參數(shù),并根據(jù)這些參數(shù)進(jìn)行控制,以確保充電過程的穩(wěn)定性和安全性。
3.通信管理
國網(wǎng)直流充電樁通常還具備與電動車輛進(jìn)行通信的功能,以實現(xiàn)充電過程的管理和監(jiān)控。通信管理是通過充電樁內(nèi)部的通信模塊實現(xiàn)的。通信模塊可以與電動車輛進(jìn)行雙向通信,包括充電樁向電動車輛發(fā)送充電指令和接收電動車輛的狀態(tài)信息等。通過通信管理,充電樁可以實時監(jiān)測電動車輛的充電狀態(tài)、電池容量等信息,并根據(jù)這些信息進(jìn)行充電策略的調(diào)整。
三、類型與特點
1.分體式直流充電樁
分體式由整流柜和直流充電樁兩部分組成,通過電纜連接。這種類型的充電樁具有靈活配置、便于維護(hù)的特點。根據(jù)不同的需求,可以配置不同數(shù)量的整流柜和直流充電樁,以適應(yīng)不同規(guī)模的充電站建設(shè)。分體式的常見形式包括一機(jī)兩樁兩槍、一機(jī)四樁四槍等。
2.一體式直流充電樁
一體式則是所有組件都安裝在同一個機(jī)柜之中,結(jié)構(gòu)緊湊、占地面積小。一體式又可分為一機(jī)一槍和一機(jī)雙槍等形式。一機(jī)一槍適合單車充電需求;一機(jī)雙槍則能夠同時為兩輛電動汽車充電,提高了充電站的運(yùn)營效率。
3.高功率直流充電樁
隨著電動汽車技術(shù)的不斷發(fā)展,對充電速度的要求也越來越高。高功率直流充電樁應(yīng)運(yùn)而生,如120kW直流充電樁等。這類充電樁能夠在極短的時間內(nèi)為電動汽車快速補(bǔ)電,極大提升了用戶體驗。在公共交通、高速公路服務(wù)區(qū)、商業(yè)購物中心及停車場等場所得到廣泛應(yīng)用。