充電樁
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充電樁（英語：charge point）也稱充電站（charging station）或電動車輛供電設備（electric vehicle supply equipment，縮寫EVSE），是專門為插入式電動車輛（包含純電動車和插電混動車）的車載電池補充電能（充電）的電源供應裝置，也是電動車大眾普及過程中最關鍵的一項基礎設施。充電樁的實用功能類似於加油站或加氣站為傳統汽車油箱填充燃油或液化石油氣時所使用的加油機，區別是充電樁只要在電網能覆蓋到的位置即可建造，器材本身的占地面積也很小且不需要額外的輔助建築和設施，任何現有的停車場、停車位、車庫甚至私家車道邊上只要連通電線就都可配備充電樁；而加油站和加氣站因為依賴油罐車定期進入補充油庫和儲氣罐，需要專門選擇適於大型車輛出入並停泊的地點（比如主要幹道的路口或輔路沿途）並預先規劃布置地下管路系統，建築面積通常很大。
按照充電樁提供的輸出電流分類，充電樁可以分為交流充電樁和直流充電樁。通常情況下，快速充電樁都是直流充電樁（但直流充電樁並非都是快速充電樁），而慢速充電樁則是高功率交流配接器，其中許多乾脆是直接適配家用電源的可攜式充電器。對一般的純電動乘用車而言，慢速充電樁充滿電的時間一般需要3～8個小時，而快速充電樁只需要數十分鐘[1]。相比私家的乘用車輛，公交車和計程車等營運車輛對電池續航的需求更高，所以通常公交站場、計程車停車場等地會有設置較多且功率更高的充電樁[2]。
歷史
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作為電動汽車的配套設施，充電樁因電動汽車的出現而誕生，並隨著電動汽車的普及而逐漸普及。
基本構成和功能
[編輯]充電樁由樁體、電氣模塊、計量模塊等部分組成。樁體包括外殼和人機互動界面。電氣模塊包括充電插座、電纜轉接端子排、安全防護裝置等。
安全防護功能：充電樁應具備過載保護、漏電保護、防雷擊、應急急停等安全保護功能。
人機互動功能：用於輸入充電參數，顯示各狀態下的相關信息。如充電樁使用者可通過充電樁上的鍵盤輸入充電電量或充電金額，預約充電時間（在夜間用電低谷時啟動充電）。
充電過程中，充電樁上可顯示充電電壓、充電電流、充電電量等狀態信息。用戶可查詢充電卡帳戶、資金餘額等信息。
提供公共充電服務的充電樁一般還具有刷卡、身份識別、計量計費、票據列印、本地裝置調試、遠程通信控制等功能。
充電接口
[編輯]一般來說電動汽車的充電電流相比普通家用電器大，為確保電動汽車充電過程安全，充電樁通常採用專用充電接口[4]，而根據充電樁輸出類型的不同，充電接口同樣分為交流充電接口和直流充電接口兩種，相對而言，交流充電樁成本低，結構簡單，對蓄電池更友好，適合大範圍面積進行普及推廣，而直流充電樁輸出電流較大，適應於快速充電需求。
交流充電樁
[編輯]交流充電樁是為電動汽車車載充電機（即固定安裝在電動汽車上的充電機）提供交流電源的供電裝置。交流充電樁只提供電力輸出，沒有充電功能，後續的整流和DC/DC變換都是由車載充電機完成，充電樁只起到一個電源控制器的作用。在中國，功率以3.5kW和7kW的居多。 交流充電接口和協議在 IEC 62196-2 國際標準中所規範。
SAE J1772
[編輯]SAE J1772又稱「5 Pin」，是由國際汽車工程師學會（SAE）發布的一種充電接口標準，其5芯的交流充電接口，在IEC 62196-2中被定義為 Type 1 接口，因實施時間較早，被美國及日本廣泛使用。 J1772標準定義了兩個充電電壓，1級為120V 16A/1.92 kW，2級為240V 32A/7.68 kW，在J1772標準下，交流充電接口包含5個觸頭。
| 觸頭編號/標識 | 額定電壓和額定電流 | 功能定義 |
|---|---|---|
| 1-L1 | 250V, 16A/32A | 交流電源（相1） |
| 2-N/L2 | 250V, 16A/32A | 中線或交流電源（相2） |
| 3-PE | - | 保護接地 |
| 4-CP | 30V, 2A | 控制確認 |
| 5-CS | 30V, 2A | 控制切換 |
IEC 62196 Type 2
[編輯]德國插接件製造商Mennekes公司在"CEEplus"系列（上世紀九十年代就已應用）的基礎上發展設計了該充電接口，在IEC 62196-2中被定義為 Type 2 接口，典型的Type 2連接器具有7個觸頭，可以使用單相或三相交流電為電動汽車充電[5]，2013年1月，歐盟執委會選擇IEC 62196 Type 2連接器作為歐盟的官方充電接口[6]。它已被歐洲以外的全球大部份國家/地區（包括紐西蘭）推薦採用的連接器[7]。
| 觸頭編號/標識 | 額定電壓和額定電流 | 功能定義 |
|---|---|---|
| 1-L1 | 480V, 63A/70A | 交流電源（相1，單相時最高70A） |
| 2-L2 | 480V, 63A | 交流電源（相2，單相時不使用） |
| 3-L3 | 480V, 63A | 交流電源（相3，單相時不使用） |
| 4-N | 480V, 63A/70A | 中線（單相時最高70A） |
| 5-PE | - | 保護接地 |
| 6-CP | 30V, 2A | 控制確認 |
| 7-PP/CS | 30V, 2A | 連接確認或控制切換 |
中國國標
[編輯]根據中華人民共和國國家標準GB/T 20234.2的規定，交流充電接口包含7個觸頭。[8]
| 觸頭編號/標識 | 額定電壓和額定電流 | 功能定義 |
|---|---|---|
| 1-L | 250V/440V, 16A/32A | 交流電源 |
| 2-NC1 | - | 備用 |
| 3-NC2 | - | 備用 |
| 4-N | 250V/440V, 16A/32A | 中線 |
| 5-PE | - | 保護接地 |
| 6-CC | 30V, 2A | 充電連接確認 |
| 7-CP | 30V, 2A | 控制確認 |
直流充電樁
[編輯]
直流充電樁通過輸出可調直流電，直接為電動汽車的車載電池充電，輸出的電壓和電流調整範圍大，可以實現快速充電的需求，但對電池損耗相對比交流充電樁大。 直流充電接口和協議在 IEC 62196-3 國際標準中所規範。
組合充電系統
[編輯]為了解決交流充電接口和直流充電接口各自的弊端，2011 年 10 月 12 日在巴登舉行的德國工程師協會第 15 屆國際 VDI 大會上公布了「組合充電系統」(CCS) 提案，隨後出現了組合充電接口，常見的有基於SAE J1772改良的 CCS1 (Combo 1) 接口，和基於IEC 62196 Type 2改良的 CCS2 (Combo 2) 接口，這兩種接口都是在原有交流充電接口的基礎上額外增加2個直流充電觸頭而形成。
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CCS2 (Combo 2) 在Type 2的基礎上增加了直流充電端子
CHAdeMO
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CHAdeMO是CHArge de Move的縮寫，是在東京電力公司倡導下，日產、三菱、斯巴魯於2010年3月聯合發起成立的組織，推廣CHAdeMO的直流充電系統，豐田和本田隨後加入該協會，CHAdeMO從日語翻譯過來意思為「充電時間短如茶歇」，這種直流快充插座可以提供高達100Kw的充電容量。 CHAdeMO充電接口採用10芯結構，相比於其他標準的充電接口來說較為複雜。
中國國標
[編輯]根據中華人民共和國國家標準GB/T 20234.3的規定，直流充電接口包含9個觸頭。[9]
| 觸頭編號/標識 | 額定電壓和額定電流 | 功能定義 |
|---|---|---|
| 1-DC+ | 750V 125A/250A | 直流電源正極 |
| 2-DC- | 750V 125A/250A | 直流電源負極 |
| 3-PE | - | 保護接地 |
| 4-S+ | 30V, 2A | 充電通信 CAN_H，連接充電樁與電動汽車的通信線 |
| 5-S- | 30V, 2A | 充電通信 CAN_L，連接充電樁與電動汽車的通信線 |
| 6-CC1 | 30V, 2A | 充電連接確認 |
| 7-CC2 | 30V, 2A | 充電連接確認 |
| 8-A+ | 30V, 20A | 輔助供電正極 |
| 9-A- | 30V, 20A | 輔助供電負極 |
TPC
[編輯]特斯拉專有連接器（Tesla Proprietary Connector）是一套特斯拉汽車自己的充電標準，號稱能在30分鐘內充滿可跑300公里以上的電量。因此其充電插座最高容量可達120kw, 最高電流可達80A。 在北美銷售的特斯拉汽車採用專有的充電接口，而在歐盟等其他地區(英國、澳洲、紐西蘭、泰國、新加坡和香港等國家或地區[10])銷售的特斯拉汽車則大多採用兼容歐洲Type 2標準的充電接口
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特斯拉所使用的兩種充電槍，左側為Type 2兼容接口，右側為專有接口 -
在北美地區銷售的特斯拉汽車使用專有的充電接口 -
在歐盟等其他地區銷售的特斯拉汽車採用兼容Type 2標準的接口
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分類
[編輯]按安裝方式分
[編輯]可分為落地式充電樁、掛壁式充電樁。落地式充電樁適合安裝在不靠近牆體的停車位。掛壁式充電樁適合安裝在靠近牆體的停車位。
按安裝地點分
[編輯]按照安裝地點，可分為公共充電樁和專用充電樁。 公共充電樁是建設在公共停車場（庫）結合停車泊位，為社會車輛提供公共充電服務的充電樁。 專用充電樁是建設單位（企業）自有停車場（庫），為單位（企業）內部人員使用的充電樁。 自用充電樁是建設在個人自有車位（庫），為私人用戶提供充電的充電樁。 充電樁一般結合停車場（庫）的停車位建設。安裝在戶外的充電樁防護等級不應低於IP54。安裝在戶內的充電樁防護等級不應低於IP32。
按充電接口數分
[編輯]可分為一樁一充和一樁多充。
充電樁的建設安裝
[編輯]中國
[編輯]2012年，上海市發布了《電動汽車充電基礎設施建設技術規範》（DG/TJ08-2093-2012），規定在規劃的地鐵換乘站（P+R）、新建居民小區、新建超市/大賣場等商業中心、新建商務樓宇、各級政府大樓、學校等公用事業單位停車場，配置充電樁的停車位比例不低於停車位的10％。已建成停車場配置充電樁的停車位比例視實際情況確定。2012年底，中華人民共和國全國共安裝了17000個左右充電樁，大部分由國家電網公司投資建設，主要建設在北京、上海、杭州、深圳、合肥等「十城千輛示範工程」城市和「私人購車試點」城市。
截至2024年7月底，中國全國充電樁達到1060.4萬台，其中公共充電樁320.9萬台、私人充電樁739.4萬台，直流樁的數量占比超過了55%[11]，已建成世界上數量最多、服務範圍最廣、品種類型最全的充電基礎設施體系[12]。
美國
[編輯]歐洲
[編輯]相關政策
[編輯]2014年7月30日，中華人民共和國國家發改委發布電動汽車用電價格政策，規定居民家庭住宅、住宅小區等充電設施用電，執行居民電價。發改委新政的推行將終結「一車一價」的充電收費亂象，進一步降低電動汽車的使用成本。[13]
相關條目
[編輯]參考文獻
[編輯]- ^ 汪曉茜; 錢鋒; 黃越; 溫珊珊. 电动汽车充电设施空间规划和土建设计 = Space planning and construction design of electric vehicles charging infrastructure Di 1 ban. 東南大學出版社. [2019-10-06]. ISBN 9787564169169. （原始內容存檔於2020-04-17）.
- ^ Bear. 探访全球最大充电站！637根桩日充电16万度，坐标深圳. 智東西. [2019-10-06]. （原始內容存檔於2019-10-06）.
- ^ Reardon, William A. The energy and resource conservation aspects of electric vehicle utilization for the City of Seattle. Richland, WA: Battelle Pacific Northwest Laboratories. 1973: 28–29.
- ^ 天驕·新能源汽車. 一文告诉你：电动汽车充电为什么要有新国标？. 第一電動網. [2019-10-06]. （原始內容存檔於2019-10-06）.
- ^ International Electrotechnical Commission. IEC 62196-2 Electric Vehicle Charge Connector Assembly Editon 2.0. International Electrotechnical Commission. : 10 [2019-10-06]. （原始內容存檔於2019-10-06）.
- ^ Type 2 charging plug proposed as the common standard for Europe. MENNEKES. 2013-01-30 [2019-10-06]. （原始內容存檔於2022-02-19）.
- ^ Charging point connectors and socket outlets. NZ Transport Agency. [2019-02-15]. （原始內容存檔於2022-07-11）.
- ^ 中國國家標準化委員會. 电动汽车传导充电用连接装置 第 2 部分：交流充电接口 (PDF). [2019-10-06]. （原始內容存檔 (PDF)於2018-12-26）.
- ^ 中國國家標準化委員會. 电动汽车传导充电用连接装置 第 3 部分：直流充电接口 (PDF). [2019-10-05]. （原始內容存檔 (PDF)於2020-04-14）.
- ^ Tesla in Malaysia: What Consumers Can Expect from the Arrival of Cutting-Edge Electric Vehicles. EvGuru. 2023-03-02 [2023-03-09]. （原始內容存檔於2023-05-31）. Authors list列表中的
|first1=缺少|last1=(幫助) - ^ 全国充电桩数量已达1060.4万台 其中大功率充电桩增幅明显. 央視新聞. 2024-08-19 [2024-12-22].
- ^ 专家解读：2024年7月全国充电桩市场分析. 搜狐網. 2024-08-19 [2024-12-22].
- ^ 北京住宅小區充電樁將享居民電價 （頁面存檔備份，存於網際網路檔案館），中國經濟網，2014年7月31日
