电动汽车-充电世界里“无硝烟的战争”
这篇文章想梳理一下目前全球充电的接口和标准以及趋势;
我们从如下几个部分聊聊;
充电模式
慢充和快充
充电连接器物理尺寸和通信
大功率液冷快充
汽车的本质还是电池,它还是一个电动的产物,而电池的输入输出都是直流电,但是电网的电是交流的,所以这就导致了从电网拉电到车上要经过AC/DC的转换;其实严格意义来说没有交流充电一说,因为到电池的输入都是直流电,只不过取决于AC/DC的模块是在车上还是在充电设施上而已;早期功率比较小(电压电流都不大的)一般都只是通过车载的充电机把车外的AC转换成电池所需的DC,但是随着电池容量加大,整车续航加大,要求的输入的功率也在加
大,同时时间也在不断的要求缩短,所以AC/DC逐步放在设施端,把充电模块一直在车上增加也是不现实的,所以有了“DC快充”的说法;
充电模式分类
电动汽车充电按照使用的场景不同一般可以分几种充电的模式,主要有2种说法
中国的GB和欧洲的IEC一样都是把充电模式分成了四类(模式1.2.3.4)
北美和日本J1722是分成l了3类(level 1,2,3)
j1722的三种充电方式
IEC的四种充电方式
其实不管怎么分,其实都是一种说法而已,实际市场上,我们更多的以“快慢充,或者交流充电、直流充电类描述”可能这样更能让消费者理解和接受;我们以充电模式1234为例来阐述一下彼此的区别;充电模式1、充电模式2、充电模式3、充电模式4, 我们国标里也对这四种方式做了详细的说明,有兴趣的朋友可以自己看看;
中国电动车简单的罗列一下:
模式1-从常规电源插座(单相或三相)缓慢充电,需要非常长的时间
模式2-从常规插座缓慢充电,但是带缆上保护
模式3-使用具有控制和保护功能(例如SAE J1772和IEC 62196)的特定连接器进行慢速或快速充电
模式4-使用某些特殊的充电器技术(例如CHAdeMO)进行快速充电,就是直流充电
模式1
模式1和模式2我们可以简单的理解为就是把家用的三眼插座的电输入到车里,当然是AC电,
家里的电压是恒定的,比如国内是220V,国外还有110V,240V等,这个看不同国家电网,主要用于非常小的功率场景,一般都是在3KW以内,讲白了这种充电方式就非常的简单,不存在特定的保护机制,要强调一点的是,在欧洲和北美很多地方,模式1是不能用的,模式1这种方式危险性还是比较大的,因为它没有任何的保护措施,就像我们给电瓶车充电是一样的,而且利用市电充电的时候,很难去有效保证你的墙上充电插座是靠谱的,拖线板更是如此了,长达十几个小时的持续十几安培的电流充电,很难保证墙面充电插座和拖线板不会老化出问题,尤其是一些老小区,可能墙内的电缆都是4方的,这也是很多飞线充电出现自燃的主要问题,尤其夏天高温的时候;
模式2
而模式2和模式的1的区别是模式2在电缆上多了一个控制盒(IP-PCD),能够起到一定的保护作用,模式2基本上是鉴于模式1和3之间;模式1和模式2 基本上给一些小型的电动车辆,比如电动摩托车(在国内不多见),或者给PHEV等车型充电,当然这种充电方式时间比较长,基本上也都要十几个小时才能充满,适合过夜充电。
模式3
模式3就比较好理解了,模式3其实就是我们经常说的 “交流充电,慢充” ,一般是有专门的充电桩的,这个桩包含一些人机界面,还有收费模块啥的,慢充的充电电压和电流略大于飞线充电,功率一般在3KW~10KW之间,通过慢充一般的电动车需要至少8个小时才可充满,但是这种方式功率还是不大,但是相对比较安全;
模式4
最后一种就是模式4,模式4是我们常说的直流快充,模式1.2.3和模式4的区别是充电模块从车内到车外,这样可以增加更多的充电模块,而且充电电压是可以根据车辆的需要来调整的,充电电压最高可以达到1,000 V,电流最高可以达到400A。所以其充电是速度也非常的快,其目标是在20分钟左右充满80%的电;这个地方要多说一句,在CCS(欧洲人和美国人搞的一个联合充电)没有出来之前,只有日本人的CHAdeMO是正在意义上的充电模式4,就是快充,所有你看北美也好,欧洲也好,很多快充战 CHAdeMO 都是标配; 关于CHAdeMO的延申我们下文还会说到,CHAdeMO的夸张之路下文我也会聊聊,也有助于我们想想我们的布局;
除了这四种模式外,目前充电的方式也比较多,五花八门,还有什么无线感应充电,商用车的送电弓充电等,还有换电啥的,但是都是比较小众市场,我们不做过多阐述;
充电连接器物理尺寸和通信
确定了充电的模式,那么下一步就是把电充到汽车里,这个时候就需要定义这个传输电的媒介了,就是充电连接器,因为模式不同,功率电流大小不同,不同的国家,不同的电网等,这个充电连接器也是五花八门,但是有2点内容是最重要的: