本期導(dǎo)讀?

電動汽車充電基礎(chǔ)設(shè)施，通常也被稱為電動汽車供電設(shè)備，是一個健康的電動汽車生態(tài)系統(tǒng)的核心組成部分，是針對汽車充電而規(guī)劃的配電網(wǎng)和專用的電力基礎(chǔ)設(shè)施。簡單的說，就像移動網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施是支持手機(jī)通信背后的一套完整的通訊系統(tǒng)一樣，電動汽車充電基礎(chǔ)設(shè)施就是支持充電樁為汽車充電背后的一套完整的電力供應(yīng)控制系統(tǒng)。

ps:文末互動有好禮

電動汽車充電基礎(chǔ)設(shè)施

最簡單的電動汽車充電站是一套電力電子裝置，通常是墻面或基座式的，從電網(wǎng)向車輛電池安全地提供電力。不同類型充電器提供不同的電流和電壓水平，以滿足車輛特定的電池要求。電動汽車充電器的范圍從低至500瓦（W）到高至500千瓦（KW）。

大多數(shù)車輛都配備了一個車載充電器系統(tǒng)，將電網(wǎng)提供的交流電轉(zhuǎn)換為電池充電所需的直流電。車載充電器使車輛能夠直接從標(biāo)準(zhǔn)的家用插頭（慢速交流電）充電，或從家里、工作場所和公共場所的專用交流電充電器（中速交流電）充電。向車輛電池提供直流電并繞過車載轉(zhuǎn)換器的充電器被稱為直流充電器或直流快速充電器，它們能夠提供更高的充電速率。

充電設(shè)備通常具有某種程度的智能，負(fù)責(zé)用戶認(rèn)證、車輛通信、數(shù)據(jù)收集和監(jiān)測以及支付。在某些情況下，它還具有雙向控制功能，允許調(diào)度系統(tǒng)根據(jù)價(jià)格信息或其他調(diào)度原因，調(diào)整注入電池的功率水平。有些充電器有時被稱為"啞巴"充電器，沒有通信或控制能力，只是將來自電網(wǎng)的電力調(diào)節(jié)到為電池充電所需的電壓和電流。

電動汽車充電系統(tǒng)的硬件基礎(chǔ)設(shè)施

一個標(biāo)準(zhǔn)的充電系統(tǒng)

包括以下幾個基本的硬件組件：

電力電子組件是充電站的核心。它為電動汽車的車載電池充電器提供電源。

充電控制器是充電站的智能設(shè)備，管理基本的充電功能，如打開和關(guān)閉充電器，測量電力使用，并存儲實(shí)時和事件的關(guān)鍵數(shù)據(jù)。

網(wǎng)絡(luò)控制器提供充電站與更廣泛的網(wǎng)絡(luò)之間的連接。它允許充電站使用機(jī)載電信設(shè)備進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)通信，以便系統(tǒng)管理員可以監(jiān)測、審查和控制設(shè)備的使用。它還可以管理用戶對充電站的訪問。

被稱為充電槍的電纜和連接器。它插入車輛，在充電器和車輛之間建立安全的物理連接。充電槍或連接器通常符合汽車OEM的特定標(biāo)準(zhǔn)形式（例如，CCS、CHAdeMO、SAE J1772、IEC 60309）。

數(shù)據(jù)管理

電動汽車和電動汽車充電器不斷產(chǎn)生關(guān)于電池充電狀態(tài)的重要數(shù)據(jù)，比如電池的充電率，充電中使用的電量（千瓦時kWh），來自電力網(wǎng)絡(luò)的價(jià)格信息，以及管理系統(tǒng)的需求響應(yīng)信號等。充電管理軟件旨在高效的管理和運(yùn)營充電站及其網(wǎng)絡(luò)。網(wǎng)絡(luò)軟件通過充電站和其網(wǎng)絡(luò)控制中心之間的雙向數(shù)據(jù)流，可以有效促進(jìn)電動汽車充電系統(tǒng)的的快速部署和配置，并幫助運(yùn)營商遠(yuǎn)程配置、管理和進(jìn)行軟件更新。充電管理軟件還可以設(shè)置和控制司機(jī)的充電權(quán)限、設(shè)置價(jià)格、管理賬單，以及產(chǎn)生運(yùn)行使用報(bào)告等。

維護(hù)和服務(wù)

像任何被公眾使用并暴露在環(huán)境中的設(shè)備一樣，電動車充電器需要一定程度的服務(wù)和維護(hù)。公共充電器的服務(wù)一般由充電器所有者或者經(jīng)營者負(fù)責(zé)，對于不擁有該充電基礎(chǔ)設(shè)施的電力公司來說，一般不需要考慮。但是擁有公共充電站的電力公司應(yīng)該負(fù)責(zé)對這些資產(chǎn)進(jìn)行定期服務(wù)和維護(hù)。

電動汽車充電技術(shù)的發(fā)展

幾年前，"里程焦慮"還是一個很陌生的詞，但是現(xiàn)在，談起電動汽車及其充電系統(tǒng)，不可能不提到它。那時候，人們擔(dān)心汽車電池沒有足夠的能量到達(dá)目的地，從而陷入困境。這幾年，技術(shù)的進(jìn)步使人們對電動車充電的“里程焦慮”大為緩解。充電技術(shù)的進(jìn)步正與電動車和充電需求保持同步。

接下來，我們將對電動汽車的充電技術(shù)發(fā)展做一個簡單的梳理。

電池儲能

家庭充電相對來說是比較簡單的，屋主在他們的電費(fèi)單上看到了額外的費(fèi)用，并像平常一樣支付。然而，對于有很多員工需要為他們的汽車充電的公司，或者依賴大量汽車的公司，充電的成本就變成了一個主要問題。電池儲能技術(shù)為此提供了一個解決方案，該方案在非高峰期對電池進(jìn)行充電儲能，此時需求較少，階梯電價(jià)也處于較低水平，而在能源使用的高峰期，比如工作時間，由儲能的電池承擔(dān)最大的輸出，這樣可以有效降低負(fù)荷最大時和電價(jià)最高時對電網(wǎng)的需求和沖擊，從而節(jié)省大量的電費(fèi)開銷。

無線充電

這聽起來幾乎好得不像真的：能夠像給手機(jī)充電一樣給汽車進(jìn)行無線充電。技術(shù)的發(fā)展為各種可能性提供了可能性。與可以直接放在無線充電器上的智能手機(jī)不同，汽車這個龐然大物，充電需要相當(dāng)多的電力。這就帶來了環(huán)境問題和成本問題。要使電動車無線充電成為可能，需要以下條件。

集成在車輛中的額外充電器（增加車輛成本）。

集成在公共場所的無線充電器（成本相當(dāng)高）。

減少充電器和汽車之間的距離以提高效率。

許多汽車和EVSE制造商，如Genesis/WiTricity、DKE和Project STILLE（德國），以及CATARC（中國）正在研究汽車無線充電技術(shù)。

兆瓦級充電系統(tǒng)（MCS）

電動汽車?yán)锏木逕o霸如重型卡車或公共汽車是如何高效地利用電力進(jìn)行充電，并可以運(yùn)行相對較長的距離，這是電動汽車充電技術(shù)的另一個進(jìn)展，即高功率充電，或稱為兆瓦級充電。要使高功率充電MCS成為現(xiàn)實(shí)，需要解決以下挑戰(zhàn)。

采用大容量的電動車電池，并通過更粗的電纜以提高充電功率。

由于傳輸?shù)碾姾闪亢艽?，系統(tǒng)務(wù)必做到操作完全安全。

使充電快速有效（快速充電應(yīng)在15-20分鐘內(nèi)完成1MW的功率）。

快速充電站具備同時為幾輛車充電的能力。

兆瓦級充電技術(shù)也正被用于輕型電動飛機(jī)、渡輪和其他船舶。隨著兆瓦級充電技術(shù)的引入，電池儲能將是必不可少的，以幫助應(yīng)對電網(wǎng)的高峰值電力需求。

移動電動車充電

移動電動汽車充電系統(tǒng)包括便攜式充電器、充電車或拖車和臨時充電器。移動的充電系統(tǒng)的優(yōu)勢在于不需要任何永久性的充電基礎(chǔ)設(shè)施，而且可以把充電裝置靈活使用到需要充電車輛所在的地方。這種充電技術(shù)和方案對特定的應(yīng)用場景非常有效，比如汽車經(jīng)銷商處充電，以及為在路上沒電的電動機(jī)車提供移動充電的救援車輛等。

自動電動車充電

雖然自動充電和無線充電在某種程度上可以互換，但它們之間的區(qū)別是，無線充電通常需要車輛駕駛員的介入，例如在充電板上停車。而自動充電，顧名思義，是完全自動完成的，沒有司機(jī)的介入。

比如在道路的瀝青下安裝充電板，使電動巴士可以在移動中充電，或者在停車場和家庭車庫的瀝青下安裝自主充電板。自動充電對于自動駕駛汽車尤其重要，即在沒有人類駕駛員介入的情況下為汽車充電。雖然無人駕駛汽車要在公共道路上行駛還需要幾年時間，但它們已經(jīng)在集裝箱港口裝卸區(qū)得到了一定的應(yīng)用，相應(yīng)的自動電動車充電技術(shù)在同步發(fā)展中。

結(jié)語

隨著對碳排放和碳中和的重視以及道路的電氣化，更有效的電動車充電基礎(chǔ)設(shè)施必將迎來快速的發(fā)展階段。在不遠(yuǎn)的將來，自動和無線充電設(shè)備可能會在我們周圍出現(xiàn)。

互動有禮

讓我們擁抱新能源，逐漸擺脫對化石燃料的依賴，讓天更藍(lán)，環(huán)境更清潔，生活更美好！大家認(rèn)為電動汽車充電基礎(chǔ)設(shè)施給生活提供了哪些便利，對綠色生態(tài)的實(shí)現(xiàn)有幫助嗎？歡迎大家踴躍留言討論。

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上期文章《新冠疫情給AI的發(fā)展帶來了哪些影響？》

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