【充电桩】_汽车百科知识-买车网

  充电桩（栓）能实现计时、计电度、计金额充电，可当作市民购电终端。同时为提高公共充电桩（栓）的效率和实用性，今后将陆续增加一桩（栓）多充和为电瓶车充电的功能。

  截至目前 ， 我国电动汽车充电站大多局限于电动公交汽车或内部集团用车 ， 还没有建成真正面向不同用户的充电站服务网络 。 已经建成或在建的比较有代表性的充电站有如下内容 。2006 年 ，比亚迪在深圳总部建成深圳首个电动汽车充电站 。

  2008 年 ， 北京市奥运会期间建设了国内第一个集中式充电站 ， 可满足 50 辆纯电动大巴车的动力电池充电需求 。

  2009 年 10 月 ，上海市电力公司投资建成上海漕溪电动汽车充电站 ， 是国内第一座具有商业运营功能的电动汽车充电站 。2009 年底 ， 北京首科集团在健翔桥建设完成了国内第一个包含完整智能微网的北京纯 电动乘用车示范充电站 。

  2009 年 12 月 31 日 ，南方电网投产的首批电动汽车充电站 （ 桩 ） 在深圳建成投运 ， 建设规模为 2个充电站 、134 个充电桩（栓） 。

  2010 年 3 月 31 日 ， 国家电网公司唐山南湖充电站建成投运 ， 是我国首座国家电网典型设计充电站 ， 可同时为 10 台电动汽车按快充和慢充两种方式来进行充电作业 。

  可分为落地式充电桩、挂壁式充电桩。落地式充电桩适合安装在不靠近墙体的停车位。挂壁式充电桩适合安装在靠近墙体的停车位。

  按照安装地点，可分为公共充电桩和专用充电桩。 公共充电桩是建设在公共停车场（库）结合停车泊位，为社会车辆提供公共充电服务的充电桩。 专用充电桩是建筑设计企业（企业）自有停车场（库），为单位（企业）内部人员使用的充电桩。 自用充电桩是建设在个人自有车位（库），为私人用户更好的提供充电的充电桩。 充电桩一般结合停车场（库）的停车位建设。安装在户外的充电桩防护等级不应低于IP54。安装在户内的充电桩防护等级不应低于IP32。

  充电桩（栓）可分为直流充电桩（栓），交流充电桩（栓）和交直流一体充电桩（栓）。

  动汽车充电桩作为电动汽车的能量补给装置，其充电性能关系到电池组的常规使用的寿命、充电时间。这也是消费的人在购买电动汽车之前最为关心的一个方面之一。实现对动力电池快速、高效、安全、合理的电量补给是电动汽车充电器设计的根本原则，另外，还应该要考虑充电器对各种动力电池的适用性。

  采用了智能化的变脉冲充电方式，即采用充电电流脉冲，包括充电脉冲T1间歇脉冲T2以及放电脉冲T3。

  地面充电站中充电器的方案，该充电器由一个能将输人的交流电转换为直流电的整流器和一个能调节直流电功率的地面充电站中充电器的方案功率转换器组成，通过把带电线的插头插入电动汽车上配套的插座中，直流电能就输入蓄电池对其充电。充电器设置了一个锁止杠杆以利于插入和取出插头，同时杠杆还能提供一个确定已经锁紧的信号以确保安全。根据充电器和车上电池管理系统相互之间的通讯，功率转换器能在线调节直流充电功率，而且充电器能显示充电电压、充电电流、充电量和充电费用。这只是充电桩的基础原理，许多细节问题都应在实际应用中一直在改进，已得到最便捷的使用方案。

  作为电网配用电侧的电动汽车充电桩（栓），其结构的特殊性决定了自动化通信系统的特点是被测点多且分散、覆盖面广、通信距离短。并且随着城市的发展，网络拓扑要求具有灵活性和扩展性的结构，因此，电动汽车充电桩（栓）通信方式的选择应考虑如下问题：

  （1） 通信的可靠性——通信系统要长期经受恶劣环境和较强的电磁干扰或噪音干扰的考验，并保持通信的畅通。

  （2） 建设费用——在满足可靠性的前提下，综合考虑建设费用及经常使用和维护的费用。

  （4） 多业务的数据传输速率——随着以后终端业务量的一直增长，主站到子站、子站到终端之间通信对实现多业务的数据传输速率要求越来越高。

  （5） 通信的灵活性和可扩展性——由于充电桩（栓）具有控制点面多、面广和分散的特点，要求采用标准的通信协议，随着“ALL IP”网络技术趋势的发展以及电力运营业务的一直增长，需要仔细考虑基于IP的业务承载，同时要求便于安装施工、调试、运行、维护。

  ③交流充电桩（栓）应选用厚度1.0以上钢组合结构，表面采用浸塑处理，并最大限度地考虑散热的要求。充电桩（栓）应有良好的防电磁干扰的屏蔽功能；

  ④ 充电桩（栓）应有足够的支撑强度，应提供必要设施，以保证能够正确起吊、运输、存放和安装设备，且应提供地脚螺栓孔；

  ⑤ 桩（栓）体底部应固定安装在高于地面不小于200mm的基座上。基座面积不应大于500mm×500mm；

  ① 插头与插座正确连接确认成功后，带负载可分合电路方可闭合，实现对插座的供电；

  ③ 低压配电设备及线路的保护应满足《低压配电设计规范》（GB/50053）中的相关规定；

  ④ 对IT系统配电线路，当第一次接地故障时，应由绝缘监察装置发出音响或灯光信号，当发生第二次异相接地故障时应由过电流保护电器或漏电电流动作保护器切断故障电路；

  ⑤ 照明配电系统中，照明和插座回路不宜由同一回路供电。插座回路的电源侧应设置剩余 电流动作保护设施，其额定动作电流为30mA；

  ① 交流充电桩（栓）应具备急停开关，可通过手动或远方通信的方式紧急停止充电；

  充电机内印刷线路板、 接插件等电路应进行防潮湿、防霉变、防盐雾处理，其中防盐雾侵蚀的能力满足 GB/T 4797.6-1995《电工电子科技类产品自然环境条件 尘、沙、盐雾》中表9的要求，使充电机能在室外潮湿、含盐雾的环境下正常运行；

  充电桩（栓）铁质外壳和暴露在外的铁质支架、零件应采取双层防锈措施，非铁质的金属外壳也应具有防氧化保护膜或进行防氧化处理；

  安装在平台上的充电机以及暴露在外的部件应能承受 GB/T 4797.5-9《电工电子科技类产品自然环境条件降水和风》中表 9 规定的不一样的地区、不同高度处相对风速的侵袭；

  电桩（栓）外壳门应装防盗锁，固定交流充电桩（栓）的螺栓必须在打开外壳门后方能安装或拆卸；

  交流充电桩（栓）在额定负载长期连续运行，内部各发热元器件及各部位温升应不超过Q/GDW 397\2009中表2规定；

  15、设施安装地点不得有爆炸危险介质，周围介质不含有腐蚀金属和破坏绝缘的有害化学气体及导电介质

  e) 充电方式分为常规和快速2种方式，常规为5小时充电方式，快速为1小时充电方式（针对不一样电池类型选择）；

  g) 每个充电桩（栓）自带操作器，以供用户进行充电方式选择和操作指导，并显示电动车电池状态和用户IC卡资费信息，实现无人管理；

  h) 充电桩（栓）接口应符合GB/TXXXXXXXX电动汽车传导式充电接口(暂行)中直流充电接口的相关规定；

  i) 充电桩（栓）通讯接口采用CAN通讯接口，通信协议按照GB/TXXXXXXXX电动汽车电池管理系统与非车载充电机之间的通信协议(暂行)的规定执行（充电对象为锂电池电动车）；

  k) 充电桩（栓）对电池的状态要监控，根据电池的温度，电压对充电曲线，充电电流，充电压自动调整；

  m) 充电桩（栓）防护等级符合《GB 4208-1993 外壳防护等级(IP代码)》IP54要求；

  快速充电桩（栓）设备是采用交直流一体的结构。既可实现直流充电，也可以交流充电。白天充电业务多的时候，使用直流方式来进行快充，当夜间充电站用户少时可用交流充电进行慢充操作。

  1、人体工学设计，最大限度地考虑中国人特点，安装后整机高度、屏幕高度、键盘高度、充电接头安放槽高度，适宜操作；

  3、考虑人的使用习惯和耐用性，采用触摸和键盘互为备份的操控，触摸屏和键盘采用防雨、防尘的设计；

  4、具备紧急停机的急停开关；具备充电接头安放槽，安放槽可防水；5米长的软电缆。

  4、和BMS实时通信，获取动力电池类型、单体电压、剩余容量、温度、告警等信息；

  5、向充电机发生控制指令、开关信号，控制充电机启动与停止，获取充电机状态信息；

  6、具备充电接口的连接状态判断、联锁、控制导引等完善的安全保护控制逻辑；

  7、具备CAN2.0B、RS485通讯接口，可以和集中监控通信，上送充电状态信息；

  8、具备漏电、短路、过压、欠压、过流等保护功能，确保充电桩（栓）安全可靠运行；防护等级IP54。

  车载充电装置指安装在电动汽车上的采用地面交流电网和车载电源对电池组做充电的装置，包括车载充电机（图1-13）、车载充电发电机组和运行能量回收充电装置，将一根带插头的交流动力电缆线直接插到电动汽车的充电插座中给蓄电池充电。车载充电装置通常使用结构相对比较简单、控制方便的接触式充电器，也可以是感应充电器。它完全按照车载蓄电池的种类进行设计，针对性较强。非车载充电装置，即地面充电装置，最重要的包含专用充电机、专用充电站、通用充电机、公共场所用充电站（图1-14）等。它能够完全满足各种电池的各种充电方式。通常非车载充电器的功率、体积和重量均比较大，以便能适应各种充电方式。

  另外，根据对电动汽车蓄电池充电时能量转换的方法不一样，充电装置能分为接触式和感应式。随着电力电子技术和变流控制技术的快速的提升，高精度可控变流技术的成熟和普及，分阶段恒流充电模式已经基本被充电电流和充电电压连续变化的恒压限流充电模式取代。主导充电工艺的还是恒压限流充电模式。接触式充电的最严重的问题在于它的安全性和通用性。为了使它满足严格的安全充电标准，必须在电路上采用许多措施使充电设备能够在各种各样的环境下安全充电，恒压限流充电和分阶段恒流充电均属于接触式充电技术。新型的电动汽车感应充电技术发展很快。感应充电器是利用高频交流磁场的变压器原理，将电能从离车的原方感应到车载的副方，以达到给蓄电池充电的目的。感应充电的最大优点是安全，是因为充电器与车辆之间并无直接的点接触，即使车辆在恶劣的气候下，如雨雪天，进行充电也无触电的危险。

  采用移动运营商的移动数据业务需要将电动汽车充电桩这一电网内部设备接入移动运营商的移动数据网络，需要支付昂贵的月租和年费，随着充电桩数量的增加费用将慢慢的变大；同时数据的安全性和网络的可靠性都受到移动运营商的限制，不利于设备的安全运行；其次，移动运营商的移动接入带宽属共享带宽，当局部区域有大量设备接入时，其接入的可靠性和每个用户的平均带宽会恶化，不利于充电桩群的密集接入、大数据量的数据传输。

  电动汽车作为一种发展前途广阔的绿色交通工具，今后的普及速度会异常迅猛，未来的未来市场发展的潜力也是异常巨大的。在全球能源危机和环境危机严重的大背景下，我国政府积极地推进新能源汽车的应用与发展，充/换电站作为发展电动汽车所必须的重要配套基础设施，有很重要的社会效益和经济的效果与利益。一场兴建电动汽车充/换电站的运动已经在全国范围内展开。

  1）、充电站成功运营案例：国内现有的两个最大最成熟的电动汽车充电站就是北京奥运充电站和上海世博充电站，这两个充电站目前都是为城市电动公交客车提供电池快速更换服务，两个充电站目前都不属于正式商业运营，只是政府组织下的试点运行。两个充电站的共同点就是都是由当地公交集团主导运行，充电站由国家重大专项资金和地方出资建立，电动客车归属公交集团运行，北京奥运充电站使用的动力蓄电池从电池厂家租赁，按照使用的电量每月付给电池厂家租赁费用（约1度电4块钱），而上海世博充电站则直接从电池厂家购买电池，同时电池厂家负责初期电池的维护保养，并完成有关技术人员的培训工作，之后电池的所有权归充电站。

  2）、目前，国家电网正加快与各地方政府合作，以加快充电站的建设进度。根据年初国家电网公司工作会议上总经理刘振亚提出的规划，年内国家电网将在27个省市（区）建立公用充电站75座、交流充电桩6209台以及部分电池更换站。目前已宣布项目包括，国家电网陕西省电力公司与西安合作年后建立5座中型电动汽车充电站；成都省电力公司与地方政府合作年内建立3座电动汽车充电站和300个充电桩；湖北省电力公司与宜昌市合作年内建立1座大型充电站，16个充电桩；重庆市电力公司与重庆合作年内建立50个充电桩中海油：与中国普天合资成立了普天海油新能源动力有限公司，专门运营电动汽车能源供给网络。合资公司已与众泰汽车合作，计划于今年上半年在中国2个以上省会城市启动纯电动汽车充电站网络建设。中石化：中石化宣布以北京作为突破口，首次进入充电站行业。中石化旗下北京石油分公司已与北京首科集团公司共同出资成立了北京中石化首科新能源科技有限公司，将主要利用中石化现有面积较大的加油、加气站改建成加油充电综合服务站。中石化将以北京作为进入充电站行业的突破口，其加油充电综合服务站最终将扩展到全市范围，进而扩展到河北、天津甚至更大范围。中石油：据称与地方政府部门有接触，提出建设电动汽车充电站的想法。

  3）、国家电网公司的充电站资本预算：国家电网将分三个阶段大力建设充电站和充电桩。第一阶段（2010年）充电站主设备总投资规模将达到3亿元，在27个网省公司建设75座充电站和6209个充电桩，初步建成电动汽车充电设施网络架构；第二阶段（2011-2015年）投资140亿元，电动汽车充电站规模达到4000座，同步大力推广建设充电桩，初步形成电动汽车充电网络；第三阶段（2016-2020年）投资180亿元，电动汽车充电站达到10000座，同步全方面开展充电桩配套建设，建成完整的电动汽车充电网络。到2020年充电站主设备总投资将达到320亿元。2010年充电站主设备中充电机、电能监控系统、有源滤波装置的投资规模分别将达到1.5亿元、2000万元、6300万元，第二阶段的年均投资规模将迅速增长至14.4亿元、1.6亿元、6.72亿元。2010年充电桩投资规模1.6亿元，2011-2015充电桩投资规模45亿元，年均投资9亿元，是第一阶段年均投资规模的5倍。到2020年，充电桩总投资将达到125亿元。

  (2)日本 截至2009年，日本拥有100多座充电站，其中60%集中在东京地区。日本政府表示，为普及电动汽车，将在三年内建造千余座充电站。日本东京电力公司将带头参与有关的基本的建设，2010年东京将率先建成200多座充电站。预计三年后将增加到1000座以上，在东京充电桩更为普及，楼宇路旁随处可见。邻近东京的神奈川县计划5年内至少让3000辆电动汽车上路行驶，该县已经承诺提供150座快速充电站。日本中央政府对这项技术表示支持，将选择城市试点开展电动汽车充电项目。该项目将会涉及在付费停车场、超市以及餐饮连锁店安装电源插座，以供驾驶员们免费使用。

  (3)英国 在英国，伦敦市区已经有60个免费汽车充电桩，开电力驱动车的人可以十分便捷地在住宅附近、办公楼旁边或者繁华街道上找到充电桩，享受不计次充电和停车的服务，一年只需交75英镑的管理费。

  (4)法国 在法国，电力企业在城市建设了很多的充电站供电动汽车使用，同时电动汽车也可以在家中充电。截至2008年，全法国有1万多辆各类电动汽车，200座公共充电站，电动汽车示范应用集中在市政、邮政、公交、电力、环卫等公用事业部门。

  （5)以色列 2008年1月21日，雷诺－日产汽车公司携手美国ProjectBetterPlace公司与以色列政府签署谅解备忘录，决定在未来三年内开展合作，一同推动纯电动汽车的市场应用。根据合作协议，以色列政府将负责制定针对消费者的税收优惠政策，雷诺汽车公司将负责电动汽车的供应，而ProjectBetter已开始建设各自的电动汽车充电设施，主要以充电桩为主。

  （1）、充电电流由10安培-100安培不等，对充电桩大功率充电模块要求较高。

  （2）、电动车采用的锂离子电池对过充过放要求严格，充电装置需要配备高精度监控系统。

  （3）、目前国家电网、南方电网两大电网企业主导充电站市场的格局基本形成，新进入者将面临较高壁垒。

  （1）、电动汽车，一直被看做是下一代汽车的发展的新趋势。作为电动汽车的“加油站”，充电桩建设的全方面开展，无疑会提供巨大的市场。在北上广这三大城市，由于交通拥堵，纷纷通过车牌进行购车限制。不过由于电动车的环保作用，政府从上层支持电动车，因此北上广等大城市都有有关政策，进入其相关名录的电动车可以直接获得车牌，这一点从政策方面刺激了电动车的需求。同时，国内成品油价格上涨速度高于下降速度，最终车主承受的是慢慢的升高的油价，电动车能代替部分汽油柴油的消耗，降低了这部分成本。毋庸置疑充电桩是新能源战略推进的终端市场，如能在现在抢占先机，对资本的盈利有极大好处。

  （2）、政府大力度的扶持和推进，刺激了众多企业对于充电桩产业的期待。 一位行业的人说，除了国家电网、南方电网、中石化等能源巨头外，汽车企业和电气生产企业积极性都很高。像比亚迪、北汽这类电动车企业早已开始建设通用充电桩，许继电气、西门子这类行业内企业也已开始开发或投资充电站的建设。按照相关测算，未来5年内，充电站的营业规模每年有望超过千亿。 从国家今年的各项动作来看，电动车的充电基础设施建设将在今年爆发。

  （3）、民资虎视眈眈充电桩市场。 由于电动汽车每天需要补充大量电能，经营充电站就能够得到巨大的充电服务收益。相对于加油站，电能比较安全和方便，可在各地大量安装设置充电站。根据投资规模，小到社区慢速充电桩，大到公路快速充电站，单站经营，组网经营均可。对于充电站市场的开放，国家电网以后可能更多地会偏向服务和电力供应，让充电站建设更充分地与市场融合，大家都将是同一个市场的竞争者。因此提前准备、提前规划，对从事电池生产的企业来说很重要。充换电市场，政策有倾斜，市场有潜力，投资又少，将面临较大的商机。

  (4)、要取得较为可观的收益尚需时日。如今，除了北京、天津、上海、杭州等地相继出台充电设施建设规划之外，不少地方政府还提出新建小区配套充电桩的新思路，这不仅可缓解电动汽车使用者的“里程焦虑”问题，更将大幅、直接拉动充电桩生产企业的销量。充电桩作为新能源汽车产业链的重要下游支柱行业，其市场化前景似乎相当乐观。 尽管行业前景被一致看好，但目前电动汽车市场的发展并未完全成熟。标准、规划和土地三大问题拦在充电桩建设的路前，成体系的充电桩建设并不一帆风顺。

  (1)、与大型房地产企业、商业连锁机构、交管局划定的路边停车管理单位、其它具有车位的管理单位签署合作建站及运营管理协议（投资方负责投放充电站与管理，机构负责提供场地与保障安全，充电与增值利益双方一同分享）。

  （2）、与政府各有关部门（科委、科协，城建、城管，电动车领导小组，经委、发改委等）或开展联营或申请资助（变相政策支持）。