【導(dǎo)讀】電動(dòng)汽車充電基礎(chǔ)設(shè)施,通常也被稱為電動(dòng)汽車供電設(shè)備(EVSE),是一個(gè)健康的電動(dòng)汽車生態(tài)系統(tǒng)的核心組成部分,是針對(duì)汽車充電而規(guī)劃的配電網(wǎng)和專用的電力基礎(chǔ)設(shè)施。簡(jiǎn)單的說,就像移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施是支持手機(jī)通信背后的一套完整的通訊系統(tǒng)一樣,電動(dòng)汽車充電基礎(chǔ)設(shè)施就是支持充電樁為汽車充電背后的一套完整的電力供應(yīng)控制系統(tǒng)。
電動(dòng)汽車充電基礎(chǔ)設(shè)施,通常也被稱為電動(dòng)汽車供電設(shè)備(EVSE),是一個(gè)健康的電動(dòng)汽車生態(tài)系統(tǒng)的核心組成部分,是針對(duì)汽車充電而規(guī)劃的配電網(wǎng)和專用的電力基礎(chǔ)設(shè)施。簡(jiǎn)單的說,就像移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施是支持手機(jī)通信背后的一套完整的通訊系統(tǒng)一樣,電動(dòng)汽車充電基礎(chǔ)設(shè)施就是支持充電樁為汽車充電背后的一套完整的電力供應(yīng)控制系統(tǒng)。
最簡(jiǎn)單的電動(dòng)汽車充電站是一套電力電子裝置,通常是墻面或基座式的,從電網(wǎng)向車輛電池安全地提供電力。不同類型充電器提供不同的電流和電壓水平,以滿足車輛特定的電池要求。電動(dòng)汽車充電器的范圍從低至500瓦(W)到高至500千瓦(KW)。
大多數(shù)車輛都配備了一個(gè)車載充電器系統(tǒng),將電網(wǎng)提供的交流電轉(zhuǎn)換為電池充電所需的直流電。車載充電器使車輛能夠直接從標(biāo)準(zhǔn)的家用插頭(慢速交流電)充電,或從家里、工作場(chǎng)所和公共場(chǎng)所的專用交流電充電器(中速交流電)充電。向車輛電池提供直流電并繞過車載轉(zhuǎn)換器的充電器被稱為直流充電器或直流快速充電器,它們能夠提供更高的充電速率。
充電設(shè)備通常具有某種程度的智能,負(fù)責(zé)用戶認(rèn)證、車輛通信、數(shù)據(jù)收集和監(jiān)測(cè)以及支付。在某些情況下,它還具有雙向控制功能,允許調(diào)度系統(tǒng)根據(jù)價(jià)格信息或其他調(diào)度原因,調(diào)整注入電池的功率水平。有些充電器有時(shí)被稱為"啞巴"充電器,沒有通信或控制能力,只是將來自電網(wǎng)的電力調(diào)節(jié)到為電池充電所需的電壓和電流。
電動(dòng)汽車充電系統(tǒng)的硬件基礎(chǔ)設(shè)施
一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的充電系統(tǒng)包括以下幾個(gè)基本的硬件組件:
? 電力電子組件是充電站的核心。它為電動(dòng)汽車的車載電池充電器提供電源。
? 充電控制器是充電站的智能設(shè)備,管理基本的充電功能,如打開和關(guān)閉充電器,測(cè)量電力使用,并存儲(chǔ)實(shí)時(shí)和事件的關(guān)鍵數(shù)據(jù)。
? 網(wǎng)絡(luò)控制器提供充電站與更廣泛的網(wǎng)絡(luò)之間的連接。它允許充電站使用機(jī)載電信設(shè)備進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)通信,以便系統(tǒng)管理員可以監(jiān)測(cè)、審查和控制設(shè)備的使用。它還可以管理用戶對(duì)充電站的訪問。
? 被稱為充電槍的電纜和連接器。它插入車輛,在充電器和車輛之間建立安全的物理連接。充電槍或連接器通常符合汽車OEM的特定標(biāo)準(zhǔn)形式(例如,CCS、CHAdeMO、SAE J1772、IEC 60309)。
數(shù)據(jù)管理
電動(dòng)汽車和電動(dòng)汽車充電器不斷產(chǎn)生關(guān)于電池充電狀態(tài)的重要數(shù)據(jù),比如電池的充電率,充電中使用的電量(千瓦時(shí)kWh),來自電力網(wǎng)絡(luò)的價(jià)格信息,以及管理系統(tǒng)的需求響應(yīng)信號(hào)等。充電管理軟件旨在高效地管理和運(yùn)營(yíng)充電站及其網(wǎng)絡(luò)。網(wǎng)絡(luò)軟件通過充電站和其網(wǎng)絡(luò)控制中心之間的雙向數(shù)據(jù)流,可以有效促進(jìn)電動(dòng)汽車充電系統(tǒng)的快速部署和配置,并幫助運(yùn)營(yíng)商遠(yuǎn)程配置、管理和進(jìn)行軟件更新。充電管理軟件還可以設(shè)置和控制司機(jī)的充電權(quán)限、設(shè)置價(jià)格、管理賬單,以及產(chǎn)生運(yùn)行使用報(bào)告等。
維護(hù)和服務(wù)
像任何被公眾使用并暴露在環(huán)境中的設(shè)備一樣,電動(dòng)車充電器需要一定程度的服務(wù)和維護(hù)。公共充電器的服務(wù)一般由充電器所有者或者經(jīng)營(yíng)者負(fù)責(zé),對(duì)于不擁有該充電基礎(chǔ)設(shè)施的電力公司來說,一般不需要考慮。但是擁有公共充電站的電力公司應(yīng)該負(fù)責(zé)對(duì)這些資產(chǎn)進(jìn)行定期服務(wù)和維護(hù)。
電動(dòng)汽車充電技術(shù)的發(fā)展
幾年前,"里程焦慮"還是一個(gè)很陌生的詞,但是現(xiàn)在,談起電動(dòng)汽車及其充電系統(tǒng),不可能不提到它。那時(shí)候,人們擔(dān)心汽車電池沒有足夠的能量到達(dá)目的地,從而陷入困境。這幾年,技術(shù)的進(jìn)步使人們對(duì)電動(dòng)車充電的“里程焦慮”大為緩解。充電技術(shù)的進(jìn)步正與電動(dòng)車和充電需求保持同步。
接下來,我們將對(duì)電動(dòng)汽車的充電技術(shù)發(fā)展做一個(gè)簡(jiǎn)單的梳理。
電池儲(chǔ)能
家庭充電相對(duì)來說是比較簡(jiǎn)單的,屋主在他們的電費(fèi)單上看到了額外的費(fèi)用,并像平常一樣支付。然而,對(duì)于有很多員工需要為他們的汽車充電的公司,或者依賴大量汽車的公司,充電的成本就變成了一個(gè)主要問題。電池儲(chǔ)能技術(shù)為此提供了一個(gè)解決方案,該方案在非高峰期對(duì)電池進(jìn)行充電儲(chǔ)能,此時(shí)需求較少,階梯電價(jià)也處于較低水平,而在能源使用的高峰期,比如工作時(shí)間,由儲(chǔ)能的電池承擔(dān)最大的輸出,這樣可以有效降低負(fù)荷最大時(shí)和電價(jià)最高時(shí)對(duì)電網(wǎng)的需求和沖擊,從而節(jié)省大量的電費(fèi)開銷。
無線充電
這聽起來幾乎好得不像真的:能夠像給手機(jī)充電一樣給汽車進(jìn)行無線充電。技術(shù)的發(fā)展為各種可能性提供了可能性。與可以直接放在無線充電器上的智能手機(jī)不同,汽車這個(gè)龐然大物,充電需要相當(dāng)多的電力。這就帶來了環(huán)境問題和成本問題。要使電動(dòng)車無線充電成為可能,需要以下條件:
? 集成在車輛中的額外充電器(增加車輛成本)。
? 集成在公共場(chǎng)所的無線充電器(成本相當(dāng)高)。
? 減少充電器和汽車之間的距離以提高效率。
許多汽車和EVSE制造商,如Genesis/WiTricity、DKE和Project STILLE(德國),以及CATARC(中國)正在研究汽車無線充電技術(shù)。
兆瓦級(jí)充電系統(tǒng)(MCS)
電動(dòng)汽車?yán)锏木逕o霸如重型卡車或公共汽車是如何高效地利用電力進(jìn)行充電,并可以運(yùn)行相對(duì)較長(zhǎng)的距離,這是電動(dòng)汽車充電技術(shù)的另一個(gè)進(jìn)展,即高功率充電,或稱為兆瓦級(jí)充電。要使高功率充電MCS成為現(xiàn)實(shí),需要解決以下挑戰(zhàn):
? 采用大容量的電動(dòng)車電池,并通過更粗的電纜以提高充電功率。
? 由于傳輸?shù)碾姾闪亢艽?,系統(tǒng)務(wù)必做到操作完全安全。
? 使充電快速有效(快速充電應(yīng)在15-20分鐘內(nèi)完成1MW的功率)。
? 快速充電站具備同時(shí)為幾輛車充電的能力。
兆瓦級(jí)充電技術(shù)也正被用于輕型電動(dòng)飛機(jī)、渡輪和其他船舶。隨著兆瓦級(jí)充電技術(shù)的引入,電池儲(chǔ)能將是必不可少的,以幫助應(yīng)對(duì)電網(wǎng)的高峰值電力需求。
移動(dòng)電動(dòng)車充電
移動(dòng)電動(dòng)汽車充電系統(tǒng)包括便攜式充電器、充電車或拖車和臨時(shí)充電器。移動(dòng)的充電系統(tǒng)的優(yōu)勢(shì)在于不需要任何永久性的充電基礎(chǔ)設(shè)施,而且可以把充電裝置靈活使用到需要充電車輛所在的地方。這種充電技術(shù)和方案對(duì)特定的應(yīng)用場(chǎng)景非常有效,比如汽車經(jīng)銷商處充電,以及為在路上沒電的電動(dòng)機(jī)車提供移動(dòng)充電的救援車輛等。
自動(dòng)電動(dòng)車充電
雖然自動(dòng)充電和無線充電在某種程度上可以互換,但它們之間的區(qū)別是,無線充電通常需要車輛駕駛員的介入,例如在充電板上停車。而自動(dòng)充電,顧名思義,是完全自動(dòng)完成的,沒有司機(jī)的介入。
比如在道路的瀝青下安裝充電板,使電動(dòng)巴士可以在移動(dòng)中充電,或者在停車場(chǎng)和家庭車庫的瀝青下安裝自主充電板。自動(dòng)充電對(duì)于自動(dòng)駕駛汽車尤其重要,即在沒有人類駕駛員介入的情況下為汽車充電。雖然無人駕駛汽車要在公共道路上行駛還需要幾年時(shí)間,但它們已經(jīng)在集裝箱港口裝卸區(qū)得到了一定的應(yīng)用,相應(yīng)的自動(dòng)電動(dòng)車充電技術(shù)在同步發(fā)展中。
結(jié)語
隨著對(duì)降低碳排放和碳中和的重視以及道路的電氣化,更有效的電動(dòng)車充電基礎(chǔ)設(shè)施必將迎來快速的發(fā)展階段。在不遠(yuǎn)的將來,自動(dòng)和無線充電設(shè)備可能會(huì)在我們周圍出現(xiàn)!
作為全球領(lǐng)先的技術(shù)分銷商和解決方案提供商,安富利會(huì)抓住電動(dòng)汽車充電、儲(chǔ)能等新能源領(lǐng)域的增長(zhǎng)點(diǎn),結(jié)合安富利在技術(shù)支持、方案、人員、供應(yīng)鏈以及全球布局等方面的優(yōu)勢(shì),最大程度地給客戶和他們的產(chǎn)品提供支持和賦能,使其可以更快推向市場(chǎng),滿足最終客戶的需求。未來三至五年,安富利也會(huì)與主要供應(yīng)商進(jìn)行緊密而有力的合作,采用其領(lǐng)先的技術(shù),推出更多的電動(dòng)汽車和電動(dòng)汽車充電解決方案,為推動(dòng)中國電動(dòng)汽車充電技術(shù)的快速發(fā)展提供助力。
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