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什么是直流快速充電?

線束世界 ? 來源:線束世界 ? 2023-05-10 11:30 ? 次閱讀

當消費者想要購買電動汽車時,為電動汽車充電的時間持續影響他們的購買決定。今天,為電動汽車充電的最快方式是大功率直流(DC)快速充電。直流快速充電與交流充電不同,在設計車輛電氣架構的關鍵部件(如充電插座)時,需要OEM廠商的具體考慮。

較慢的充電選項(交流電1級和交流電2級)使用交流電,這就是通常從電網輸送電力的方式,也是向家庭輸送電力的方式。根據北美的SAE J1772標準,交流充電率可以從12A到80A不等,而其他地方的充電率則根據地區標準,如IEC 62196或GB/T 20234而有所不同。當電動汽車車主在家里為其車輛充電時,他們將電動汽車充電器插入車輛的充電口,然后電動汽車的車載充電器將交流電轉換為直流電,為電池充電。

直流快速充電是商業公共充電站最常用的充電方法。這些充電站將電網的交流電轉換為直流電,因此當車主為電動車充電時,直流電直接流向電池。根據J1772標準,直流快速充電有兩個級別:直流1級的充電速率高達80A,而直流2級(通常稱為3級充電)的速率高達500A。

交流充電和直流快速充電之間的時間差異是巨大的。在12A和120VAC條件下,交流1級充電的功率輸出可達1.4千瓦,而交流2級充電在80A和240V條件下可提供高達19.2千瓦的功率。理論上,即使使用19.2千瓦的交流充電最高功率水平,也需要大約五到六個小時才能將100千瓦時的電池組充滿。相比之下,使用500A和400VDC的直流快速充電,理論上同樣的100千瓦時電池需要大約30分鐘就能達到滿容量。隨著電池技術的進步,800V架構的升級,以及充電基礎設施的改善,充電時間還將進一步減少。

考慮因素

有幾個因素會影響直流快速充電的速度,如以下幾點:

電池組的限制:

每個電動車電池都有一個特定的接受率,以千瓦為單位,反映了它能夠儲存電能的速度。例如,如果一個直流快速充電器的額定功率為150千瓦,但車輛的電池只能接受100千瓦,那么它肯定需要更長的時間來充電。電池的接受率可以根據幾個因素變化,包括電池化學、設計、尺寸和壽命。許多OEM廠商正在尋求將他們的電池組架構從400V升級到800V,以最大限度地提高接受率并縮短充電時間。

溫度:

極端的環境溫度,包括高溫和低溫,會降低充電率,甚至使電池完全不能接受
充電。

充電狀態:

一般來說,當電池處于低充電狀態(SoC)時,電動車電池的接受率是最高的,當電池接近其最大SoC時,接受率會下降。大多數電動車都遵循一個明確的電流曲線,當車輛接近滿電時,充電速度明顯放緩,特別是一旦達到80%,這是為了減少過度充電和損壞電池的風險。

充電基礎設施的限制:

目前市場上大多數直流快速充電站的最大充電速率約為200A至300A。雖然500A的直流快速充電站的數量正在增長,但它們的價格昂貴,安裝復雜。

發熱:

由于其高電流,直流快速充電在整個電動汽車充電系統中產生熱量--從電動汽車充電器到入口,從高壓電纜到電池連接和電池本身--這些熱量必須加以管理。J1772和IEC 62196等標準規定,在充電槍和充電插座的接口處,最大工作溫度限制為90°C,以確保消費者操作設備時的觸摸安全條件。如果溫度接近該限制,充電率將不得不降低,因此管理和監測該接口是充電性能的關鍵。

對于OEM廠商來說,面臨的挑戰是提供一個足夠靈活的充電接口,以適應不同地區的交流充電和直流快速充電選項,能夠檢測和散熱,并采用方便服務的設計。





審核編輯:劉清

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原文標題:什么是直流快速充電?

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