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汽车充电为何要用7孔和9孔两种接口上

来源:插头 时间:2023/6/10

为什么车上要配备两种充电接口,统一成一种不好吗?为什么交流充电桩就没有大功率的?明明交流电最多不过三相五线,为什么交流充电枪上却有7个孔?这一篇讲堂就来一一为大家答疑解惑。

★入门篇:一些基本概念

车辆的充电过程并不仅仅是从电网到电池,中间需要经过充电桩,充电线缆、充电插头、车辆插座接口才能进入车辆。对于交流充电,进到车辆之后,还并不是直接去往电池,中间还要经过车载充电机和BMS两道关卡。

看上去有点复杂?

电动车的充电有两种,交流充电和直流充电。交流充电是使用交流电源为电动汽车提供电能的充电方式,功率一般较小,也被称为慢充。直流充电则是指充电设备将电网的交流电进行整流之后再输入车辆的充电行为。

充电功率相比较交流充电,具体的充电电压和电流并没有限制,从20kW、40kW、60kW到kW、kW、kW都有。只要输入(电网)和输出端(车辆)支持,可以做的很大,所以也被称为快充。

交流充电需要使用交流充电桩,而直流充电则有着直流充电桩。电网的电能先进入充电桩,然后通过充电线缆来到车辆,大部分的充电线都固定在充电桩上,另一端是个枪状的插头连接车辆(标准中将这种连接方式称为连接方式C)。

也有少部分充电桩是孤零零的,需要一根独立的线缆,两端分别接充电桩和车辆的(连接方式B);至于充电线缆固定在车辆上的方式(连接方式A)几乎没有应用。交流充电可以使用连接方式B和连接方式C,交流充电电流大于32A以及直流充电只能使用连接方式C。

电动车上一般有两种充电插座,5大孔、2小孔共7个孔的交流插座和两大孔、一中孔、6小孔共9个孔的直流插座。用户使用时需要注意区分,不过也不用担心,插座插头的规格有着严密的规定,用户不用担心自己插错位置或者没有对准孔,不论交流还是直流充电枪和车上充电插座的形状都有防呆设计,只能用唯一的正确的位置插入。

也不用担心充电枪摔了碰了,所有充电接口都需要通过强制的车辆碾压试验,被车辆碾过后其机械性能,绝缘性能均不会发生改变。而且国标规定了市场上所有能够销售的车型和充电桩插座插头的形状功能都是一样的,保证了充电设施的通用性。

★为什么直流是快充而交流不能?

由于车辆的电力系统是一个直流系统,所以交流充电时,交流电并不能够直接给电池充电,需要经过一个名叫车载充电机(OBC,On-boardCharger)的部件,进行交直流转换并根据BMS的命令变压之后再提供给电池。

这张图是车载充电机的组成,它有两个核心部件,ACDC整流器和DCDC变压器(图中的功率单元)。前者用于将交流电转化为车辆电池可接受的直流电,后者的作用是调整直流电的电压。

根据BMS的命令,动态调整充电的电流电压,适配不同阶段电池的充电需求,比如恒流充电时,随着电池电量的提高,充电电压也需要随之提高。也负责转换低压,给12V的小电瓶充电。

而直流充电时,直流桩本身便是一个ACDC整流器加DCDC变压器,直接根据BMS的需求,在车辆外部转换交流电,替代了车载充电机的作用,因而直流充电桩也被称为非车载充电机。

所以,很明显了,看看那些大功率直流桩的体积与重量,车载充电机显然没法做这么大,交流充电功率做不高的原因也就找到了。

★为什么相对大功率的交流充电桩也很少见?

大功率的交流桩存在两个矛盾点。第一是现有配电线路的矛盾。我国民用交流电网的电压为一个固定值,如果是单相便是V,如果是三相,那就是V(线电压)。交流充电电流国标有推荐值,10A/16A/32A/63A。同时标准规定单相充电电流不得超过32A,三相充电对电流大小没有具体规定,目前三相充电电流在16A到63A之间。

据此进行排列组合,我们可以算出2.2kW、3kW、7kW、11kW、21kW、41kW等充电功率。

V单相充电最大功率是V乘以32A约等于7kW。而三相充电最小也就是乘以16乘以根号3约等于11kW。因为一般我们的小区,配电线路和容量支持到单相32A居多,因此,很多车型配套家充桩便是7kW。

大部分商用充电桩配电容量相对宽裕,为了更高的充电效率,流转率和经济效益,功率一般11kW起步,甚至还会更高一些。但V63A,功率达到41kW的交流桩却同样少见。

那就是第二个矛盾,越大功率的交流充电桩,所需的车载充电机、车辆插座的规格也越高,重量,车内空间布置都会要求更高,车企的成本也会随之上升。车企很少会给车辆配备高规格的车载充电机。没有高规格的车载充电机,高功率的交流桩也就没有用武之地了。

★为什么要

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