交流充电通常被称为“慢速充电”,这是因为它的功率限制(最高端通常为22 kW)和最短的必要充电时间。交流电的高功率范围(11-22 kW)有时可能被称为“高功率交流电充电”或“快速交流电充电”,但没有实际定义。 另一方面,那些额定功率为22 kW、甚至高达400 kW的直流充电器被认为是“快速”。“超快”一词也用于50 kW以上的功率,但没有实际明确的界限或定义。目前,最常见的直流电能范围在22-150 kW之间,功率在200-350 kW之间取得进展。快速和超快速的直流充电桩一般只在有三相电源连接到电网的专用区域公开提供。到目前为止,主要是在高速公路上的充电桩,可能会显示多个超快速充电器(每个>150 kW)。这种设施需要一个来自电网的专用高压变压器。 充电率和时间 为了了解如今的充电时间,一个简单的计算可以让我们走得更远。考虑到一辆电池容量为60千瓦时的汽车(BEV现在释放的电池容量在30至120千瓦时之间)[10] 和一个100 kW的直流充电器,可以得出以下结果: 充电时间=电池容量(有效)*1[千瓦时]/平均充电功率[kW] 充满电池的范围=电池容量(有效)*1[千瓦时]/效率[千瓦时/100公里]60千瓦时/100 kW=36分钟 60千瓦时/(18千瓦时/100公里*2)=~333公里 *1 在这个练算中,考虑的是完整的电池容量。可能有一些电动车会对全部 "有效 "容量构成限制。 *2 通用值,将取决于每辆车的特性。通常情况下,将在12-23 千瓦时/100公里之间。 必须考虑到,并非所有道路上的车辆都能支持高达100 kW的直流充电率,目前发布的车型之间的实际差异通常在50 kW以下和250 kW以上。同样,车辆的效率也存在明显的差异,以千瓦时/100公里的比率衡量。有可用的数据库[12]提供多种BEV的详细信息。此外,充电过程中的平均功率不等于汽车接受的峰值功率,因为随着电池充电状态(SOC)的提高,额定功率需要有上限。 在任何情况下,上述例子是有启发性的,并提供了一个与基于内燃机的车辆进行比较的标准。以100千瓦时的平均速度给我们的电动车充电,需要36分钟才能提供333公里的里程,或者大约10分钟才能提供100公里。对于传统的内燃机汽车来说,同样的运作需要三到五分钟才能完成充电。 有了这些数字,难怪市场正在迅速发展并推动更高的功率解决方案[在电动汽车供应设备(EVSE)方面和车辆方面] 。允许超过350 kW功率。 直流充电的标准和协议 为了规范和标准化交流和直流充电技术,促进支持电动汽车的兼容EVSE生态系统的发展,已经制定了一些标准和IEC规范。这些设定的框架,尽可能的全球化,帮助协会和行业发展协议和EVSE。然而,这远远不是个微不足道的话题,因为来自不同机构的几个标准和实施方案在全球范围内并存。 采用自上而下的方法,讲出一些基本的标准(以及发布机构的总部所在地),如下: IEC-68151(瑞士) IEC-62196 (瑞士) IEC61980 (瑞士) ISO1740 9:2020 (瑞士) SAEJ1772 (美国) GB/T18487 (中国) GB/T20234 (中国) GB/T27930 (中国) 如果我们研究借鉴这些标准的实际充电协议和生态系统,我们会发现三个全球扩展的直流充电实施方案:CHAdeMO(“charge de move”移动充电的缩写)、联合充电系统(CCS)和特斯拉超级充电桩。在中国,唯一的标准和实施的协议是GB/T,并且也是该地区独有的。 直流充电的一些重要标准是什么? IEC 61851。国际电工委员会(IEC)已经制定了上一节中所列的几个标准。IEC61851指的是“电动汽车导电充电系统”,是IEC系列中电动汽车充电的核心部分,专注电动汽车导电充电系统的不同主题,包括分别达到1000 V和1500 V的交流和直流充电。该标准定义了四种不同的充电“模式”,其中前三种“模式”(1至3)指的是交流充电,“模式”4谈及直流充电。 IEC62196定义了“插头、电源插座、车辆连接器和车辆进气口”,IEC61980涉及“电动汽车无线电力传输(WPT)系统”。 ISO17409:2020是国际标准化组织(ISO)关于电动汽车充电的基础标准,是对上述IEC61851的专门补充。该文件涉及IEC61851-1中定义的充电“模式”2、3、4的 “电力驱动的道路车辆--导电电力传输——安全要求”。 图6. 阐释IEC-61851中定义的充电“模式” 模式4定义了直流充电。资料来源:菲尼克斯电气。SAEJ1772
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