充電站

電動車是目前流行最廣、節能環保的綠色出行交通工具。電動車配套的充電器，一次充電經常需要7-8小時，一旦行駛途中沒有電能，將使行車人陷入尷尬的境地。據調查10位電動車用戶中至少有5位車主就曾遭遇電動車“拋錨”，即使電動車有踏板，但由於電動車的設計與自行車有別，踩起來很不自然，而且電動車重量一般在50公斤左右，踩踏板很吃力。“電動車快速充電站”可以像汽車加油站一樣，在沿街商店、街道社區、報刊亭旁、存車棚、彩票投注點等處設置。

隨著充電站的普及，電動車用戶不再因半路沒電而下車推行而煩惱，不再因電量不足而不敢遠行。手機用戶不會因為手機沒電而著急不能打電話！充電站切實為大家帶來了便利。

（1）充電站基本結構：

箱式電動汽車快速充電站由1）初級一次側充電機（為再生儲能蓄電池充電）；2）儲能蓄電池；3）次級二次側快速充電機（為電動汽車充電）；4）再生蓄電池檢修機；5）計費控制系統；6）線纜配電系；7）機房組成。

機房採用密封和恆溫設計，機房內設有值班辦公間。

（2）工作原理：

平時（夜間優先）電網電力通過初級一次側充電機向再生蓄電池進行儲能充電，由於儲能充電時沒有時間要求，因而可用小電流慢速充電，充電電流可根據蓄電池電量自動安排充電時間，最大程度的使用夜間低谷電力。當需要為電動汽車充電時，根據電動汽車的允許最大充電電流和電壓，通過次級二次側快速充電機向電動汽車進行快速充電，由於充電過程是從儲能蓄電池向電動汽車“倒電”，而不是直接取自電網，因而對電網沒有任何干擾（如果直接從電網高功率取電，會嚴重干擾電網，不僅影響其他用戶，而且威脅電網設備）。充電費用按實際充電量計算，非常方便。

箱內設備採用模塊式設計，配有再生蓄電池專用維修設備。

充電站採用第一次現場拼裝，之後像集裝箱一樣可以根據需要進行整體移動。

偏遠公路和用電無保障地域可採用太陽能和風能等形式，原理相同。

（1）公共停車場：停車場是社會充電站最佳的地方之一，交通方便、出入方便。可與停車場租用一個車位，甚至是便角落位置即可，可以留有2個充電車位（由於是短時充電，甚至都不用專用充電車位，按充電車數交一定費用即可）。

（2）大型購物中心：此地放置充電站必然會受到購物中心歡迎，充電的人會順便購買商品（在哪裡買都是買，正好利用充電的10-20分鐘購物），這樣，可與購物中心實現雙贏。

（3）可停車的路邊地：城市停車越來越難，許多非主幹道，都被允許用來臨時停車，由於箱式電動汽車快速充電站佔用的地方非常小（小於20m），可供箱式電動汽車快速充電站放置的位置非常多，並且根據需要進行隨時移動。

（4）高速路服務區：在高速路服務區設置幾座箱式電動汽車快速充電站，就可連接周邊城市。數量不多，但意義很大，它將大大增加電動汽車用戶的信心。

（5）居住小區：這是最貼近用戶的地方，雖然小區內可以設置許多慢速充電樁，但有急事需要外出是幾乎每個人都可能遇到的事情，慢速充電站必須與快速充電站結合起來才能發揮作用。

（6）單位、寫字樓等：一般單位與寫字樓都有停車場地，單位購置充電站不僅可為本單位的電動汽車服務，也可為本單位員工電動汽車服務，當然也可允許社會車輛快速充電。

（7）特殊景區，重要國道、偏遠公路和用電無保障地域擔憂須充電需求的地域可採用太陽能和風能等能源形式儲能充電。

（8）改裝部分應急充電車，對因電能耗盡拋錨路邊的電動汽車進行應急充電。

該充電器體積小，無需專人值守，自動工作，充電10分鐘，可使電動車繼續跑5到6公里。是適合商場、報亭、小區、電動車維修部、蓄電池維修部的便民服務設施。

1、倒計時顯示，時間到自動斷電。

2、設有保護電路，具有過載和短路保護功能。

3、安裝使用方便，具備220V交流電源即可安裝和使用。

4、電子計幣，及時對收益了如指掌，更方便合作式經營管理。

5、智能CPU識幣系統，防釣幣、防偽幣、防電擊功能。

6、全程語音導航，方便指示操作

7、輸出電壓，電流顯示。

8、自動識別極性，電瓶，電壓，輕輕鬆鬆充電。

9、經濟效益高：充電10分鐘只需0.06度電，按商業電費1元計算，成本在0.06元不到。

1、不同的產品型號快速充電站可對36V、48V、60V等不同型號蓄電池進行充電。

2、電池電壓自動識別，根據檢測電池組的電壓，從選擇合適的充電電壓及充電流進行優化充電。

3、可對電池極性自動識別，自動轉換，無須擔心電池組正負極接反。

4、投幣數雙計數器，第一個計數器是打開電源到關掉電源之前的投幣數(如果關掉電源計數器從0000開始計數，最大計數為9999個，當超過9999個，計數器清零)，如果你早上將充電站掛出來，在晚上收回去之前你按下查詢鍵就可以清楚的知道當天的營業額。

5、第二個計數器是投幣數歷史計數器，斷電投幣數是不會丟失的(最大計數為9999個，當超過9999個，計數器清零)。

6、對於嚴重失效及過放電造成的欠壓的電池組拒絕充電。

7．充電採用投幣方式，根據語音提示用戶可自行充電，方便可靠，無須專人看守。

8、操作及充電全過程語音提示。

9、快速充電站只能識別面值為1元的硬幣，並且連續投幣數為三個，當投入第四個硬幣時將退幣，只有充電結束后才可以繼續投幣）。

1、對充電機的要求

充電機應符合GB/T18487.1-2001、GB/T18487.2-2001和GB/T18487.3-2001的規定。

1）適應電池類型

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。

2）對供電電壓的要求

（1）直流充電機輸入為額定線電壓380V±10%、50±1Hz的三相交流電；

（2）對於容量小於（等於）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）對於容量大於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。

3）操作方式

（1）充電機沒有與動力蓄電池總成建立連接時，充電機經過自檢后自動初始化為常規控制充電方式（可選擇手動、IC卡或充電機監控系統操作方式）。充電機採用手動操作時，應具有明確的操作指導信息。

（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）。

4）充電機的充電效率和功率因數

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%，並且輸出電流為額定電流時，功率因數應大於0.85，效率應大於等於90%。直流輸入非隔離型DC-DC充電機的效率待定。

5）充電機控制的安全要求

電動汽車充電機應能夠保證在充電過程中動力蓄電池單體電壓、溫度和電流不超過允許值。電動汽車充電機從初始化到充電結束的整個過程，應根據動力蓄電池總成ECU提供的信息進行相應動作。

此外充電機應滿足以下安全要求：

（1）充電機應具有符合GB/T18487.1-2001標準中6.2.3條和附錄B的充電控制導引電路；

（2）充電機應具備防輸出短路和防反接功能；

（3）充電機（系統）應具有檢測充電連接器是否可靠連接的功能。充電連接器沒有可靠連接時，充電機應不能啟動；

（4）動力蓄電池總成ECU與充電機之間建立連接的情況下，如果動力蓄電池總成ECU尚未發出充電允許信號，應不能啟動充電機；

（5）通信或充電導引電路發生故障時，應不能啟動充電機；

（6）充電過程中，通信和充電導引電路發生故障后，充電機應能自動關閉；

（7）充電過程中，充電機應能接受並執行動力蓄電池總成ECU發出的充電關閉指令；

（8）充電過程中拔充電連接器時，充電機應能檢測到充電連接器的分離動作，並使充電連接器高壓插接端子在零電流狀態下分離；

（9）充電過程中，採用手動或充電機監控系統調整充電電壓或充電電流時，充電電壓和充電電流應不能超過動力蓄電池總成ECU中設定的最高允許值；

（10）在充電過程中，當電池充電電壓、充電電流或電池溫度超過允許值時，充電機應具有報警功能，並能夠自動採取相應的控制措施；

（11）充電機的電擊防護要求應符合GB/T18487.1-2001標準中第9章的要求；

（12）對充電機的電介質絕緣測試應符合GB/T18487.3-2001標準中第10章的要求；

（13）對充電機的氣候環境測試、機械環境測試和電磁環境測試應符合GB/T18487.3-2001標準中第11章的相關要求；

2、充電控制導引電路

1）充電控制導引電路組成

（1）充電機必須有充電控制導引電路，充電控制導引電路由控制導引導體、保護性接地導體、動力蓄電池總成ECU及充電機內的電子電路組成。充電控制導引電路應直接控制充電機變流電路、輸出電流和電壓的開關；

（2）充電控制導引電路原理圖（待定）；

（3）充電控制導引電路狀態定義（待定）。

2）安全控制功能

充電控制導引電路應具有以下安全控制功能：

（1）確認充電機與電動汽車之間的充電連接器是否已正確連接；

（2）接地導體可靠性監測；

（3）系統通電狀態指示；

3、對充電連接器的要求

1）主要技術參數

（1）工作溫度：-50℃～300℃；

（2）插拔壽命：≥1000次；

（3）介電強度和絕緣電阻應符合GB/T11918-2001中的相關要求；

（4）連接器具有防濺水功能；

（5）接觸電阻和額定電流：待定；

2）對連接器的基本要求

（1）連接器手柄應採用高強度阻燃絕緣材料製作；

（2）連接器應具有防反接功能；

（3）在有直流負載電流通過高壓插接端子的情況下，不允許拔開連接器；

（4）連接器應具有鎖緊裝置；

（5）為保障工作人員和設備的安全，連接器應具有閉鎖功能，以防止在正常工作過程中連接器發生分離；

（6）當高壓端子帶負荷分離時，要求高壓插接端子應能夠自動滅弧，不會產生連續電弧；

（7）連接器拔插壽命應大於1000次，並應不超過6個月進行一次安全試驗；正常使用期限不得超過1年，並應在使用期限內及時更換連接器高壓插接端子；

（8）連接器的電磁兼容性應符合GB/T18487.2-2001標準中第9章的要求；

3）連接器插接端子的連接和分離順序

（1）連接順序：要求接地保護端子和高壓插接端子先於連接控制和通信插接端子連接。

（2）分離順序：要求控制和通信插接端子先於高壓插接端子和接地保護插接端子分離。

接地保護端子和高壓插接端子的連接、分離順序暫不做要求。

4、充電機介面和通信要求

1）充電機介面

充電機與電動汽車之間的連接應包括以下幾部分：高壓充電線路、充電控制導引線、充電控制電源線、充電監控通信連接線、接地保護線。同時，充電機應預留與充電站監控系統連接的通信介面。

2）充電機通信要求

推薦採用CAN匯流排以及CAN2.0協議作為充電機的通信匯流排形式和通信協議。

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

5、充電機的質量認證

（1）國家電網公司能源供給系統用充電機及相關設備，實行入網認證管理。沒有取得入網認證的產品，不得用於國家電網公司行業內部電動汽車的充電設備；

（2）充電機的入網認證檢測和試驗，由國家電網公司授權的單位實施；

（3）入網認證檢測、試驗實施辦法另行制定。

6、外觀、標識和標誌

充電機及配套設備應採用統一的外觀、標誌和標識。外觀、標誌和標識由國家電網公司統一制定和發布。

電動汽車蓄電池放電后，用直流電按與放電電流相反的方向通過蓄電池，使它恢復工作能力，這個過程稱為蓄電池充電。蓄電池充電時，電池正極與電源正極相聯，電池負極與電源負極相聯，充電電源電壓必須高於電池的總電動勢。充電方式有恆電流充電和恆電壓充電兩種。

電動汽車充電技術充電方法的研究：

常規充電制度是依據1940年前國際公認的經驗法則設計的。其中最著名的就是“安培小時規則”：充電電流安培數，不應超過蓄電池待充電的安時數。實際上，常規充電的速度被蓄電池在充電過程中的溫升和氣體的產生所限制。這個現象對蓄電池充電所必須的最短時間具有重要意義。

恆流充電法是用調整充電裝置輸出電壓或改變與蓄電池串聯電阻的方法，保持充電電流強度不變的充電方法。控制方法簡單，但由於電池的可接受電流能力是隨著充電過程的進行而逐漸下降的，到充電後期，充電電流多用於電解水，產生氣體，使出氣過甚，因此，常選用階段充電法。

此方法包括二階段充電法和三階段充電法。

①二階段法採用恆電流和恆電壓相結合的快速充電方法，首先，以恆電流充電至預定的電壓值，然後，改為恆電壓完成剩餘的充電。一般兩階段之間的轉換電壓就是第二階段的恆電壓。

②三階段充電法在充電開始和結束時採用恆電流充電，中間用恆電壓充電。當電流衰減到預定值時，由第二階段轉換到第三階段。這種方法可以將出氣量減到最少，但作為一種快速充電方法使用，受到一定的限制。

充電電源的電壓在全部充電時間裡保持恆定的數值，隨著蓄電池端電壓的逐漸升高，電流逐漸減少。與恆流充電法相比，其充電過程更接近於最佳充電曲線。用恆定電壓快速充電，由於充電初期蓄電池電動勢較低，充電電流很大，隨著充電的進行，電流將逐漸減少，因此，只需簡易控制系統。

這種充電方法電解水很少，避免了蓄電池過充。但在充電初期電流過大，對蓄電池壽命造成很大影響，且容易使蓄電池極板彎曲，造成電池報廢。鑒於這種缺點，恆壓充電很少使用，只有在充電電源電壓低而電流大時採用。例如，汽車運行過程中，蓄電池就是以恆壓充電法充電的。

①脈衝式充電法，這種充電法不僅遵循蓄電池固有的充電接受率，而且能夠提高電動汽車蓄電池充電接受率，從而打破了蓄電池指數充電接受曲線的限制，這也是蓄電池充電理論的新發展。

脈衝充電方式首先是用脈衝電流對電池充電，然後讓電池停充一段時間，如此循環。充電脈衝使蓄電池充滿電量，而間歇期使蓄電池經化學反應產生的氧氣和氫氣有時間重新化合而被吸收掉，使下一輪的應恆流充電能夠更加順利地進行，使蓄電池可以吸收更多的電量。間歇脈衝使蓄電池有較充分的反應時間，減少了析氣量，提高了蓄電池的充電電流接受率。

②2REFLEXTM快速充電法，這種技術是美國的一項專利技術，它主要面對的充電對象是鎳鎘電池。由於它採用了新型的充電方法，解決了鎳鎘電池的記憶效應，因此，大大降低了蓄電池的快速充電的時間。鉛酸蓄電池的充電方法和對充電狀態的檢測方法與鎳鎘電池有很大的不同，但它們之間可以相互借REFLEXTM充電法的一個工作周期包括正向充電脈衝，反向瞬間放電脈衝，停充維持3個階段。

③變電流間歇充電法，這種充電方法建立在恆流充電和脈衝充電的基礎上。其特點是將恆流充電段改為限壓變電流間歇充電段。充電前期的各段採用變電流間歇充電的方法，保證加大充電電流，獲得絕大部分充電量。充電後期採用定電壓充電段，獲得過充電量，將電池恢復至完全充電態。通過間歇停充，使蓄電池經化學反應產生的氧氣和氫氣有時間重新化合而被吸收掉，使下一輪的恆流充電能夠更加順利地進行，使蓄電池可以吸收更多的電量。

④變電壓間歇充電法，在變電流間歇充電法的基礎上又有人提出了變電壓間歇充電法。與變電流間歇充電方法不同之處在於第一階段的不是間歇恆流，而是間歇恆壓。在每個恆電壓充電階段，由於是恆壓充電，充電電流自然按照指數規律下降，符合電池電流可接受率隨著充電的進行逐漸下降的特點。

⑤變電壓變電流波浪式間歇正負零脈衝快速充電法，合脈衝充電法、ReflexTM快速充電法、變電流間歇充電法及變電壓間歇充電法的優點，變電壓變電流波浪式正負零脈衝間歇快速充電法得到發展應用。脈衝充電法充電電路的控制一般有兩種：

1）脈衝電流的幅值可變，而PWM（驅動充放電開關管）信號的頻率是固定的；

2）脈衝電流幅值固定不變，PWM信號的頻率可調。

脈衝電流幅值和PWM信號的頻率均固定，PWM占空比可調，在此基礎上加入間歇停充階段，能夠在較短的時間內充進更多的電量，提高蓄電池的充電接受能力。