直流快速充電器

直流快速充電器通過(guò)提供快速、高功率的3級(jí)直流快速充電站，正在改變電動(dòng)汽車(chē)（EV）充電時(shí)間的格局。

什么是直流快速充電

直流快速充電器，也稱(chēng)為EV快速充電器，負(fù)責(zé)提供和控制傳輸?shù)?a class="contentlabel" href="http://2s4d.com/news/listbylabel/label/電動(dòng)汽車(chē)">電動(dòng)汽車(chē)電池組的電能。向電動(dòng)汽車(chē)（EV）的過(guò)渡需要一個(gè)可持續(xù)的充電基礎(chǔ)設(shè)施。因此，快速有效的電池充電系統(tǒng)對(duì)于電池驅(qū)動(dòng)車(chē)輛的發(fā)展至關(guān)重要。

隨著世界從燃燒化石燃料的內(nèi)燃機(jī)轉(zhuǎn)向高效且更環(huán)保的電動(dòng)交通工具，高功率電池的開(kāi)發(fā)正在全球范圍內(nèi)進(jìn)行。高功率密度電池通常用于儲(chǔ)能系統(tǒng)及其應(yīng)用，例如：電動(dòng)汽車(chē)（EV）和公用電網(wǎng)的電壓穩(wěn)定。

對(duì)能夠在2到3小時(shí)內(nèi)為這些電池充電的快速、高效充電系統(tǒng)的需求正在呈指數(shù)增長(zhǎng)。在我們的道路和城市中越來(lái)越常見(jiàn)的一項(xiàng)新興技術(shù)是直流快速充電器。

直流快速充電器

直流快速充電器

直流快速充電器是高功率的電動(dòng)汽車(chē)充電站，與更傳統(tǒng)的1級(jí)或2級(jí)電池充電器相比，提供了更快的充電體驗(yàn)。

這些直流3級(jí)快速充電器通常位于公共充電站，駕駛員可能需要快速充電以繼續(xù)他們的旅程。

雖然大多數(shù)家用充電系統(tǒng)使用交流電（AC）為車(chē)輛的電池充電，但直流快速充電器使用直流電。這種電力輸送方式的關(guān)鍵區(qū)別使得直流快速充電器能夠繞過(guò)車(chē)輛的車(chē)載充電系統(tǒng)，直接將電力輸送到電池，從而實(shí)現(xiàn)顯著更快的充電時(shí)間。

因此，電氣工程師了解直流快速充電站的工作原理以及它們對(duì)于保持電動(dòng)汽車(chē)（EV）在路上行駛的重要性至關(guān)重要。

直流快速充電器的充電速度有多快

使用直流充電方法時(shí)，有許多因素會(huì)影響電動(dòng)汽車(chē)的充電速度。EV快速充電通常定義為在4小時(shí)內(nèi)將二次儲(chǔ)能電池充電至其滿(mǎn)容量的方法。但要了解直流快速充電器的工作速度，必須掌握交流電和直流電之間的區(qū)別。

大多數(shù)電網(wǎng)和家用插座提供交流電，然后由電動(dòng)汽車(chē)的車(chē)載充電器將其轉(zhuǎn)換為直流電以存儲(chǔ)在電池中。不幸的是，這種電源轉(zhuǎn)換過(guò)程可能很慢，典型的家用充電站需要幾個(gè)小時(shí)才能完全充電一輛電動(dòng)汽車(chē)。

然而，使用直流快速充電，充電器本身處理從交流電到直流電的轉(zhuǎn)換，因?yàn)殡姵刂唤邮苤绷麟姟＿@意味著直流電可以直接輸送到車(chē)輛的電池，繞過(guò)較慢的車(chē)載電源轉(zhuǎn)換器。充電器直接連接到電動(dòng)汽車(chē)的電池管理系統(tǒng)（BMS），允許更高電壓和電流更快速高效地流入電池組。

然后，交流和直流充電系統(tǒng)之間的主要區(qū)別在于電源轉(zhuǎn)換器是位于電動(dòng)汽車(chē)的車(chē)載還是車(chē)外。為二次儲(chǔ)能電池充電，無(wú)論是用于電動(dòng)汽車(chē)還是可再生能源應(yīng)用，都是一個(gè)簡(jiǎn)單的問(wèn)題，即用新能量替換使用期間消耗的能量（放電）。

直流快速充電器在電池動(dòng)力電動(dòng)汽車(chē)中如此受歡迎的主要原因之一是它們的充電速度。但有不同的因素會(huì)影響電動(dòng)汽車(chē)的充電速度。這些因素包括電池的當(dāng)前充電狀態(tài)（SOC）、溫度、其持有的能量（即容量）以及充電站的功率輸出。因此，充電時(shí)間可以從使用直流快速充電器的不到1小時(shí)到使用交流充電器的20小時(shí)或更長(zhǎng)時(shí)間不等，具體取決于這些和其他因素。

電池充電的不同級(jí)別是什么

基本上，電動(dòng)汽車(chē)電池充電有3個(gè)不同的級(jí)別：1級(jí)、2級(jí)和3級(jí)，大約有九種不同類(lèi)型的插頭涵蓋所有級(jí)別。每種插頭都特定于特定的電動(dòng)汽車(chē)制造商，以支持不同類(lèi)型的充電（交流或直流）。因此，了解這些不同級(jí)別的電池充電如何工作以及它們?nèi)绾我圆煌某潆娝俣冗\(yùn)行非常重要。

直流快速充電連接器插頭類(lèi)型

直流快速充電器插頭類(lèi)型

電動(dòng)汽車(chē)1級(jí)充電

1級(jí)充電是最慢的方法，使用普通的住宅120伏交流單相插座在家中充電，因此不需要特殊安裝。1級(jí)充電器通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)的SAE J1772充電連接器提供小于2千瓦（kW）的功率水平，電流高達(dá)12安培。能量轉(zhuǎn)換由電動(dòng)汽車(chē)的車(chē)載轉(zhuǎn)換器執(zhí)行。

1級(jí)電動(dòng)汽車(chē)充電器的主要問(wèn)題是，根據(jù)電池容量、充電狀態(tài)和1級(jí)充電器的功率輸出，完全充電電動(dòng)汽車(chē)電池組可能需要超過(guò)24小時(shí)。這種慢速充電速率使1級(jí)電動(dòng)汽車(chē)充電器每小時(shí)充電提供約3-7英里（5-11公里）的續(xù)航里程。

電動(dòng)汽車(chē)2級(jí)充電

2級(jí)充電通過(guò)208或240伏的住宅交流單相插座或使用專(zhuān)用家用充電站的400伏三相連接提供充電。2級(jí)充電器使用與1級(jí)充電器相同的J1772連接器，但可以提供高達(dá)80安培的電流，提供19.2千瓦（240V）的電力。請(qǐng)注意，1級(jí)和2級(jí)充電器都提供交流電。

充電時(shí)間比1級(jí)快得多，根據(jù)負(fù)載水平和初始電池充電狀態(tài)，完全充電一輛典型的電動(dòng)汽車(chē)大約需要4-8小時(shí)。充電站和電動(dòng)汽車(chē)之間沒(méi)有通信來(lái)定義最大操作功率，使用充電插頭中的額外引腳。

這使得2級(jí)充電方法非常適合夜間充電或白天在工作或購(gòu)物時(shí)充電。平均而言，2級(jí)充電站每小時(shí)充電可以提供約15-30英里（24-50公里）的續(xù)航里程，但對(duì)于更高功率的充電器可以更多。

高功率3級(jí)快速充電器

3級(jí)電動(dòng)汽車(chē)充電是目前最快的電池充電方法。它設(shè)計(jì)用于以快速充電速度提供更多電力。3級(jí)充電站通常使用三相交流輸入來(lái)提供直流（DC）電源輸出，直接輸入電池組，從而繞過(guò)車(chē)輛的交流到直流轉(zhuǎn)換器，實(shí)現(xiàn)更快的充電。

由于3級(jí)充電器將交流輸入轉(zhuǎn)換為直流輸出，通常在充電器內(nèi)部為50kW到350 kW，電壓為400到800 VDC，它可以在大約20-40分鐘內(nèi)將電動(dòng)汽車(chē)從20%充電到80%容量，具體取決于直流快速充電器和車(chē)輛的電池容量。充電電壓完全取決于電動(dòng)汽車(chē)電池組的配置，因?yàn)?級(jí)充電器直接連接到它。

目前，根據(jù)車(chē)輛的不同，有三種類(lèi)型的直流快速充電插頭：組合充電系統(tǒng)（CCS）、CHAdeMO（Charge de Move）和特斯拉連接器。但除了高功率直流電外，這些充電插頭還提供車(chē)輛和充電站之間的必要控制信號(hào)和通信。

3級(jí)直流快速充電器在30分鐘充電內(nèi)提供約100-200+英里（160-320公里）的續(xù)航里程，使其非常適合商用卡車(chē)、貨車(chē)和高速公路服務(wù)車(chē)輛，這些車(chē)輛在持續(xù)使用時(shí)停車(chē)時(shí)間短。極端快速充電器（XFC）能夠提供超過(guò)350千瓦的功率輸出。

請(qǐng)注意，這些電動(dòng)汽車(chē)插頭在沒(méi)有適配器的情況下不能直接互換，因?yàn)槊總€(gè)電動(dòng)汽車(chē)制造商都遵循基于車(chē)輛銷(xiāo)售地區(qū)或市場(chǎng)的一種標(biāo)準(zhǔn)。例如，帶有專(zhuān)有特斯拉插頭的特斯拉無(wú)法在沒(méi)有適配器的情況下直接在CHAdeMO站充電。同樣，使用CCS連接器的車(chē)輛無(wú)法使用CHAdeMO充電器，除非充電站支持兩種標(biāo)準(zhǔn)或有適配器可用。

電動(dòng)汽車(chē)快速充電功率評(píng)級(jí)

電動(dòng)汽車(chē)快速充電器的電功率評(píng)級(jí)可以顯著不同，具體取決于車(chē)輛、充電器類(lèi)型及其預(yù)期用途。目前，直流快速充電器在有限應(yīng)用中可以提供超過(guò)350kW的能量，典型功率評(píng)級(jí)如下：

低功率直流快速充電器（24-50 kW）：

這些是通常在市區(qū)或較小充電站找到的2級(jí)充電器。它們非常適合快速充電或?yàn)殡姵厝萘枯^小的車(chē)輛充電。這種低功率直流快速充電器的電壓輸出可以根據(jù)充電器的功率評(píng)級(jí)和充電的車(chē)輛而變化，但通常在200到400伏之間，可以在30-60分鐘充電內(nèi)增加約100-150英里的續(xù)航里程。

中功率直流快速充電器（50-150 kW）：

這些是許多公共充電站常見(jiàn)的2級(jí)充電器。它們非常適合大多數(shù)電動(dòng)汽車(chē)，提供速度和成本之間的平衡。同樣，這種直流快速充電器的電壓輸出通常在200到600伏之間，使其能夠在30-40分鐘內(nèi)將大多數(shù)車(chē)輛從20%充電到80%，具體取決于電池大小。

高功率直流快速充電器（150-350 kW）：

這些主要是為現(xiàn)代電動(dòng)汽車(chē)設(shè)計(jì)的3級(jí)快速充電器，可以接受400到800伏之間的更高充電速率。它們使用CHAdeMO（Charge de Move）插頭，支持雙向充電，允許電動(dòng)汽車(chē)向公用電網(wǎng)供電（車(chē)輛到電網(wǎng)技術(shù)）。高功率充電器能夠在20到30分鐘或更短時(shí)間內(nèi)提供200-300英里的續(xù)航里程，具體取決于長(zhǎng)途旅行的車(chē)輛。

極端直流快速充電器（350+ kW）：

最新一代的3級(jí)直流快速充電器能夠提供高達(dá)甚至超過(guò)1000 VDC的超快速充電。這些高功率充電站專(zhuān)為能夠處理更高功率水平的車(chē)輛設(shè)計(jì)，能夠在短短15-20分鐘充電內(nèi)增加數(shù)百英里的續(xù)航里程。

目前，只有少數(shù)電動(dòng)汽車(chē)能夠充分利用這種功率水平，但隨著電池技術(shù)和管理系統(tǒng)的改進(jìn)，這將變得更加普遍。

直流快速充電器通常從24 kW到350+ kW不等，大多數(shù)公共快速充電器在50-150 kW范圍內(nèi)，而最快的充電器，如350+ kW類(lèi)別的充電器，更專(zhuān)業(yè)化，僅限于某些商用卡車(chē)和貨車(chē)電動(dòng)汽車(chē)。

特斯拉電動(dòng)汽車(chē)快速充電站

特斯拉電動(dòng)汽車(chē)快速充電站

直流快速充電總結(jié)

由于電池是可靠且環(huán)保的儲(chǔ)能設(shè)備。因此，快速有效的充電方式對(duì)于當(dāng)今的現(xiàn)代電池驅(qū)動(dòng)電動(dòng)汽車(chē)至關(guān)重要。隨著電動(dòng)汽車(chē)的采用加速，內(nèi)置AC/DC和DC/DC電源轉(zhuǎn)換器的直流快速充電器的作用將繼續(xù)擴(kuò)大。

電子、電池技術(shù)和基礎(chǔ)設(shè)施的進(jìn)步有助于提高電池充電速度，一些充電站提供高達(dá)350 kW的功率，能夠在幾分鐘充電內(nèi)增加數(shù)百英里的續(xù)航里程。這種充電時(shí)間的顯著減少使得直流快速充電器非常適合長(zhǎng)途公路旅行、高速公路停車(chē)或無(wú)法在家過(guò)夜充電的電動(dòng)汽車(chē)車(chē)主。

通過(guò)在短時(shí)間內(nèi)快速充電車(chē)輛的電池組，直流快速充電器顯著提高了擁有電動(dòng)汽車(chē)的便利性和實(shí)用性。通過(guò)提供快速、高功率的充電解決方案，它們解決了許多人對(duì)電動(dòng)汽車(chē)的擔(dān)憂(yōu)，例如：續(xù)航焦慮（在到達(dá)充電站之前耗盡電池電量的恐懼）和在考慮長(zhǎng)途旅行時(shí)快速完成旅程的能力。

這些焦慮可以通過(guò)使電動(dòng)汽車(chē)和直流充電器對(duì)日常駕駛員的長(zhǎng)途公路旅行更實(shí)用、可行和方便來(lái)輕松克服。

然而，雖然直流快速充電器提供了許多優(yōu)勢(shì)，但其廣泛實(shí)施也面臨一些挑戰(zhàn)，例如：安裝和維護(hù)成本高，如果使用過(guò)于頻繁，可能會(huì)導(dǎo)致電池隨時(shí)間更快退化，使直流快速充電對(duì)電池壽命不利。此外，并非每個(gè)人都有家庭充電的權(quán)限，特別是那些住在公寓或沒(méi)有專(zhuān)用停車(chē)位的城市地區(qū)的人。

雖然所有直流快速充電器都執(zhí)行相同的功能，即快速充電電動(dòng)汽車(chē)，但插頭和插座因地區(qū)和標(biāo)準(zhǔn)而異。隨著更多電動(dòng)汽車(chē)上路，對(duì)充電站的需求將增加，因此在旅行時(shí)了解您的車(chē)輛使用的標(biāo)準(zhǔn)并找到兼容的充電站或擁有適配器至關(guān)重要。

因此，隨著充電基礎(chǔ)設(shè)施的不斷擴(kuò)展和改進(jìn)，高功率直流快速充電器將繼續(xù)在全球向可持續(xù)的電動(dòng)汽車(chē)交通轉(zhuǎn)變中發(fā)揮關(guān)鍵作用。