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交流充電機:指采用交流充電模式為電動汽車動力蓄電池總成進行充電的充電機。交流充電模式是以三相或單相交流電源向電動汽車提供充電電源的模式。交流充電模式的特征是:充電機為車載系統(tǒng)。

充電機適應(yīng)電池類型:充電機至少能為以下三種類型動力蓄電池中的一種充電:鋰離子蓄電池、鉛酸蓄電池、鎳氫蓄電池。

電路特點

1、采用已非常成熟的Buck——-Boost Converter電路拓撲和技術(shù),使得電路可靠性提高。

2、由于充電機電路工作在開關(guān)狀態(tài),其轉(zhuǎn)換效率高,整個工作期間效率都在90%以上,不影響機車直流發(fā)電機原有工作狀態(tài),對機車其它設(shè)備不構(gòu)成影響。

3、采用獨特的控制技術(shù),使升降壓過渡平穩(wěn)。

4、電壓模式、電流模式雙環(huán)路控制,工作更穩(wěn)定。

5、保護電路齊全,各單元電路逐級保護,使充電機工作更加可靠。

6、獨特的電路布局和構(gòu)架,使自身輻射小,不對機車其它設(shè)備構(gòu)成干擾,同時抗干擾能力強,自身工作更穩(wěn)定。

a、自動狀態(tài)————充電機可根據(jù)內(nèi)燃機工作情況,自動切換工作狀態(tài),自動完成電池的接入(短接狀態(tài))、斷開充電的全過程,不增加工作人員的工作強度。

b、手動狀態(tài)————無論是否啟動發(fā)電機,均可強制充電機工作在充電狀態(tài),此功能便于在機車保養(yǎng)維護期間,對其電池的保養(yǎng)和維護時,不需使用其它額外充電設(shè)備,通過保養(yǎng)檢修時所用110V外接供電線路,就可完成電池的充電保養(yǎng)。

c、短接狀態(tài)————在充電機發(fā)生故障或不需要充電機工作時,隔離充電機,恢復(fù)機車原有線路,無論充電機發(fā)生任何情況,均能保證機車正常工作狀態(tài)

2、自帶LED電壓和電流顯示,便于監(jiān)視充電機工作狀態(tài)。

3、體積小巧、便于安裝。

1、依據(jù)電流的不同可分為直流充電機和交流充電機。

2、依據(jù)功率大小的不同可分為大功率充電機和小功率充電機。

3、依據(jù)充電頻率的不同可分為工頻充電機和高頻充電機。

4、此外,還有負脈沖充電機、三段式充電機、變壓器充電機和開關(guān)電源式充電機等等

如今,電動汽車充電使用的最廣泛的是工頻充電機和高頻充電機。

工頻充電機的特點是:體積大、重量大、耗電高,但是性能可靠、價格便宜。

高頻充電機的特點是:體積小、重量小、充電時間短、大電流放電性能好、效率高、具備智能活化功能,有利于電池活化物質(zhì)的充分溶解、滲透和擴散,電化學(xué)反應(yīng)和濃度極化充分徹底,基本完全激活和發(fā)揮了電池能量,并延長了其使用壽命,是傳統(tǒng)可控硅充電機無法做到的。高頻充電機真正體現(xiàn)了安全、快速、高效、性價比高的充電技術(shù)特點。

另外,隨著科技的進步,以及人們對充電機技術(shù)的不斷深入研究,許多新型的充電機應(yīng)運而生,如:大功率智能高頻充電機、可控硅整流充電機等。它們在原有充電機的基礎(chǔ)之上,取長補短,無論在充電效率、充電時間方面還是在充電安全保護、充電自動化管理方面都取得了長足進展,代表了未來充電機發(fā)展的趨勢和方向。

2、對于容量小于(等于)5kW的交流充電機,輸入為額定電壓220V±10%、50±1Hz的單相交流電;

3、對于容量大于5kW的交流充電機,輸入為額定線電壓380V±10%、50±1Hz的三相交流電。

2、充電機與動力蓄電池總成建立連接后,通過通信獲得動力蓄電池總成的充電信息,自動初始化為動力蓄電池總成ECU自動控制方式(簡稱自動控制充電方式)。

充電機的充電效率和功率因數(shù)

交流輸入隔離型AC-DC充電機的輸出電壓為額定電壓的50%~100%,并且輸出電流為額定電流時,功率因數(shù)應(yīng)大于0.85,效率應(yīng)大于等于90%。直流輸入非隔離型DC-DC充電機的效率待定。

充電機通信要求:推薦采用CAN總線以及CAN2.0協(xié)議作為充電機的通信總線形式和通信協(xié)議。

通信內(nèi)容包括:動力蓄電池單體、模塊和總成的相關(guān)技術(shù)參數(shù),充電過程中電池的狀態(tài)參數(shù),充電機工作狀態(tài)參數(shù),車輛基本信息等。

1、電動自行車、低端電動汽車發(fā)展迅速

目前的電動車以電動自行車、電動三輪車和低端的電動汽車為主,也有部分試運行的高端電動公交車,前者是社會自然需求的結(jié)果,后者是政策支持的結(jié)果。這些電動車基本都是滿足短程出行或運輸?shù)男枰?充電工作基本上都是由使用者自己解決。

電動自行車的快速發(fā)展反映了廣大國民強烈改善交通工具的強烈意愿,隨著經(jīng)濟的發(fā)展,汽車(含電動汽車)必然為成為廣大國民的首選交通工具。

2、高端電動汽車的產(chǎn)業(yè)化進程已經(jīng)啟動

由于電動汽車在節(jié)能減排方面的現(xiàn)實需要和化石能源面臨枯竭的中遠期狀況,國內(nèi)外的許多汽車廠在積極研究和推廣電動汽車,而中國能源結(jié)構(gòu)和環(huán)境治理方面的壓力更是促動近期的汽車產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整政策。政策一出,萬馬奔騰。目前已有比亞迪、奇瑞、眾泰、福田等十幾個電動汽車廠生產(chǎn)出電動汽車,其它廠家也將在2010年底或2011年初集中推出電動汽車產(chǎn)品。而外資和合資品牌的電動汽車也紛紛推出性能優(yōu)良、外觀時尚的新能源電池搶占中國市場。

國家發(fā)展汽車工業(yè)發(fā)展規(guī)劃的電動汽車基本是指能夠進行遠途運行和時速達到80公里以上的的電動轎車和電動大巴車。目前多指鋰電池電動汽車和雙動力汽車(燃油+氫或鋰電)。

3、新能源汽車的出現(xiàn)致使電動汽車充電站的建設(shè)成為必然

新型電動汽車的蓄電池組容量較大(小型車普遍采用鋰電池),充滿電所需的功率較大,尤其是快速充電時所需的瞬時功率單車達到上百千瓦,非專線電網(wǎng)難以承受。必須鋪設(shè)專門電纜建設(shè)專業(yè)充電站或建設(shè)儲能快速充電站。

如果沒有快速充電站的支持,僅僅依靠夜間停車慢速充電(約10幾個小時)是不能滿足出行和營運需要的。

4、商業(yè)型高端電動汽車充電站尚未出現(xiàn)

2008年至2010年,在國家提供資金的情況下,目前只有少數(shù)供內(nèi)部(公交為主)使用的樣板型充電站,其中主要表現(xiàn)在,北京奧運會,上海世博會以及廣州亞運會的電動汽車充電站建設(shè),而用于為商業(yè)型電動汽車提供快速充電的商用充電站尚未出現(xiàn)。

二、政策主導(dǎo)的電動汽車充電站建設(shè)情況

"十二五"期間,國內(nèi)電動汽車用充電設(shè)施建設(shè)規(guī)模將超百億元,以國家電網(wǎng)為代表的能源企業(yè)將主導(dǎo)這一巨額投資。同時,工信部也將推動制定國家標準,統(tǒng)一電動汽車充電接口,加速推進電動汽車基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)。

"十二五"期間,國家"十城千輛"節(jié)能與新能源汽車示范城市將達25個,按照這樣的推廣規(guī)模,到2015年,中國將建成2000個包括整車充電和電池更換模式在內(nèi)的兩類充電站及40萬個充電樁。這只是在大規(guī)模商業(yè)示范階段的科技規(guī)劃,并非產(chǎn)業(yè)規(guī)劃。另據(jù)國家電網(wǎng)披露的計劃,從2011年到2015年,僅國家電網(wǎng)計劃建設(shè)的電動汽車充電站規(guī)模就達到4000座,到2020年,電動汽車充電站將達到10000座。

剛剛過去的2010年,國家電網(wǎng)公司計劃在有營業(yè)區(qū)的27家網(wǎng)省公司全面推進電動汽車充電站建設(shè),擬建公用充電站75座、交流充電樁6209臺以及部分電池更換站。

根據(jù)國家電網(wǎng)的這一規(guī)劃,截至10年年底,充電站主設(shè)備總投資規(guī)模已達到3億元,2011年,國家電網(wǎng)將在環(huán)渤海和長三角兩個區(qū)域建設(shè)跨城際的智能充換電服務(wù)網(wǎng)絡(luò),在"十二五"期間建設(shè)充換電站2351座,充電樁22萬個,為電動汽車產(chǎn)業(yè)和低碳經(jīng)濟發(fā)展服務(wù)。未來5年投資140億元,2016年到2020年間再投資180億元,到2020年充電站主設(shè)備總投資將達到320億元。

業(yè)內(nèi)專家預(yù)測,2013年以后電動汽車才可能達到5%的年新車銷售滲透率,這除了要求提高電池的能量密度、使用壽命以及安全性能;降低電動汽車與傳統(tǒng)汽車價格的差距外,還需要主要城市能夠配備一定數(shù)量的基礎(chǔ)設(shè)施,例如在停車場及主要街道上安裝充電樁。

充電及更換電池所需的基礎(chǔ)設(shè)施是發(fā)展電動汽車的先決條件。由于看到充電站建設(shè)在未來給企業(yè)帶來的市場機遇,國家電網(wǎng)、南方電網(wǎng)和中海油等能源企業(yè)已正式宣布進入電動汽車基礎(chǔ)設(shè)施領(lǐng)域,現(xiàn)在總體仍處于起步階段,但各地政府和企業(yè)的熱情非常高漲。

目前國內(nèi)尚無統(tǒng)一的電動汽車充電設(shè)施統(tǒng)一標準。當(dāng)前各個廠家采用的標準都是抄國外的,正處于建設(shè)初期,標準需要在實踐過程中總結(jié),這期間總要經(jīng)歷推薦性標準的過程,主導(dǎo)電動汽車充電設(shè)施建設(shè)的國家電網(wǎng)公司與南方電網(wǎng)公司都采取了各自的標準。北京、深圳、合肥各地也都分別出臺了不同的充電站地方標準,各地建設(shè)的充電站接口各不相同,互不通用。這意味著在標準還沒有完成的情況下開始建設(shè)的充電設(shè)施,有的可能以后得推倒重來,這勢必將造成一部分浪費。也充分說明電動汽車充電機正處于行業(yè)初級階段。

上述這種情況已經(jīng)引起政府部門的注意。2010年11月10日,工業(yè)和信息化部裝備工業(yè)司公布《電動汽車傳導(dǎo)充電用連接裝置》等三項系列推薦性國家標準向社會征求意見。

工業(yè)和信息化部裝備工業(yè)司司長張相木在接受記者專訪時表示,"在新能源汽車基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的分工上,國家能源局將主要負責(zé)充電設(shè)施的布局、選址和建設(shè)規(guī)模,工信部將主要負責(zé)統(tǒng)一充電設(shè)備標準和充電接口標準,在這方面,汽車企業(yè)原先都各自為戰(zhàn),今后這種局面將得到改變。"可以預(yù)見,標準的統(tǒng)一無疑將加速充電站的普及與推廣,而充電站的建設(shè)必然會用到電動汽車充電機,尤其是性能優(yōu)良對電網(wǎng)污染小的高性能綠色充電機。

2、交流電壓應(yīng)較穩(wěn)定,變化不應(yīng)超過220V±10﹪范圍。

3、充電操作程序:a、開車輛的電源鎖開關(guān)b、充電插頭與車身充電插座c、電源插頭與市電插座相連。

4、充電器接通電源后,當(dāng)接線正確時電源指示燈亮,1-30A充電電流指示燈亮一路恒充、二路恒充指示燈亮。充電時間虧電狀態(tài)下10小時以上為好。

5、充電過程變化如下:第一階段恒流25A充電6小時左右;第二階段恒壓充電3小時左右;最后進入浮充階段,這時,浮充燈會亮,充電電流指示燈只亮1-2只,風(fēng)扇停止轉(zhuǎn)動。包合燈亮進入浮充階段說明電池電量已經(jīng)充足。

6、待電池充滿電后,或任何需要關(guān)機時,必須先斷開電器輸入端電源,然后再斷開充電器與電池之間的連接。