DC快速充电的定义和DC快速充电器分类以及应用

什么是DC快速充电

DC快速充电器（也称为EV快速充电器）负责提供和控制转移到电动汽车电池组的电能量。向电动汽车（EV）的过渡需要可持续的充电基础设施。因此，快速有效的电池充电系统对于电池供电车辆的开发至关重要。

随着世界从化石燃料燃烧的内燃机转移到一种高效，更环保的电动运输方式时，高力电池的开发正在世界各地发生。高功率密度电池通常用于储能系统及其应用中。例如：电动汽车（EV）和公用电源电网的电压稳定。

对快速，高效的充电系统的需求，可以在不到2到3个小时内为这些电池充电的需求呈指数增长。DC快速充电器是在我们的道路和城市中变得越来越普遍的一种新的新兴技术。

DC快速充电器

DC更快的充电器

DC快速充电器是高功率电动汽车充电站，与更常规的1级或2级电池充电器相比，充电体验更快。

这些直接电流3级快速充电器通常在公共充电站发现，驾驶员可能需要快速提升才能继续前进。

虽然大多数家庭充电系统都使用交替电流（AC）为车辆的电池充电，但直流充电器使用直流电流。在交付电力方面的关键区别使直流快速充电器可以绕过汽车的车载充电系统，并直接将电源馈入电池，从而使充电时间明显更快。

因此，对于电气工程师而言，重要的是要了解直流电荷站的工作方式以及为什么它们对于将电动汽车（EV）保持在道路上至关重要。

DC快速充电器充电的速度

使用DC充电方法会影响EV的充电速度的许多因素。EV快速充电通常定义为一种在4小时内将二级存储电池充电回到其全容量的方法。但是要了解DC快速充电器的工作速度，必须掌握AC和DC功率之间的差异。

大多数电网和家庭插座都提供交流电源，然后将电动汽车的车载充电器转换为直流电源，以存放在电池中。不幸的是，由于典型的家庭充电站需要几个小时才能充分充电EV，因此这种电源转换过程可能会很慢。

但是，通过直流电充电，充电器本身可以处理从AC到直流电源的转换，因为电池只接受直流电源。这意味着可以将直流电流直接馈入车辆的电池，从而绕过较慢的机载电源转换器。充电器直接连接到电动汽车的电池管理系统（BMS），从而使更高的电压和电流更快，高效地流入电池组。

那么AC和DC充电系统之间的主要区别是该电源转换器是在电动车载还是外部电动车载。无论是用于电动汽车还是可再生能源应用，为二级存储电池充电都是简单的问题，即用新能量代替使用（放电）耗尽的能量。

DC快速充电器在电池电动汽车中如此受欢迎的主要原因之一是它们的充电速度。但是有不同的因素会影响电动汽车的充电速度。其中包括电池的电流电流（SOC），温度，其持有多少能量（即容量）以及充电站的功率输出。因此，根据这些因素和其他因素，使用DC快速充电器使用DC快速充电器的充电时间可以从不到1小时到20小时或更长时间。

电池充电的不同级别是多少？

基本上，有3种不同的电动汽车电池充电级别：1级，2级和3级，带有大约9种不同类型的插头，以覆盖所有级别。每个都特定于特定的电动汽车制造商，以支持不同类型的充电（AC或DC）。然后，重要的是要了解这些不同级别的电池充电工作以及它们如何以不同的充电速度运行。

DC快速充电连接器插头类型

DC快速充电器插头类型

电动汽车1级充电

1级充电是慢的方法，可以使用常见的住宅120伏交流单相插座在家中提供充电，因此不需要特殊安装。1级充电器提供的功率水平小于2千瓦（kW），通过标准的SAE J1772充电连接器，电流12安培。能量转换由电动汽车车载转换器执行。

1级EV充电器的主要问题是，根据电池容量，充电状态和1级充电器的功率输出，可能需要24小时以上的电动汽车电池组充电。这种缓慢的充电率可为每小时每小时的电荷范围约3-7英里（5-11公里）的1级EV充电器。

电动汽车2充电

2级充电可通过208或240伏住宅AC单相插座或使用专用的家用充电站进行充电，或400伏3相连接。2级充电器使用与1级充电器使用相同的J1772连接器，但多可提供80安培，提供19.2kW（240V）的电力。请注意，1级和2级充电器供应交流电源。

充电时间比1级要快得多，大约需要4-8小时才能完全充电典型的EV，具体取决于负载水平和初始电池充电状态。充电站和电动汽车之间不存在通信，无法使用充电插头中的其他引脚来定义的工作能力。

这使得2级充电方法非常适合在工作或购物时过夜充电或白天充电。平均而言，2级充电站可以提供约15-30英里（24-50公里）的每小时充电范围，但对于更高的功率充电器可能会更多。

高功率3级快速充电器

3级EV充电是目前快的电池充电方法。它旨在在快速充电速度下提供更多的功率。3级充电站通常使用3相AC输入来提供直接电流（DC）的功率输出，该电源直接输入电池组，从而绕过车辆的车载AC-DC转换器，以更快地充电。

由于3级充电器将AC输入转换为直流输出，通常在充电器本身的400至800VDC之间，通常在50kW至350kW之间，因此它可以在约20-40分钟内将EV从20％的容量中快速收取，取决于20-40分钟。在DC快速充电器和车辆的电池容量上。充电电压完全取决于电动汽车电池组的配置，这是由于3级充电器与其直接连接。

目前，有三种类型的直流快速充电插头，具体取决于车辆：组合充电系统（CCS），Chademo（Chademo（电荷移动）和Tesla连接器。但是，除了高功率DC之外，这些充电插头还提供了车辆和充电站之间必要的控制信号和通信。

3级DC快速充电器在30分钟内提供约100-200英里以上（160-320公里）的范围，使其非常适合商用卡车，货车和高速公路服务车辆，这些车辆在不断使用时短时间停车。极端快速充电器（XFC）的功率输出能力超过350千瓦。

请注意，如果没有适配器，这些电动汽车插头无法直接互换，因为每个EV制造商都遵循一个基于出售车辆的区域或市场的标准。例如，如果没有适配器，带有专有特斯拉插头的特斯拉无法直接在Chademo车站充电。同样，使用CCS连接器的车辆不能使用Chademo充电器，除非充电站支持标准或适配器。

EV快速充电功率评级

EV快速充电器的电力等级可能会大不相同，具体取决于车辆，充电器类型及其预期用途。目前，DC快速充电器可以在有限应用中提供超过350kW的能源，并具有典型的功率等级，如下所示：

低功率DC快速充电器（24-50kW）：

这些是在城市地区或较小的充电站中经常发现的2级类型充电器。它们非常适合快速充值或为较小的电池容量充电较小的车辆。此较低动力DC快速充电器的电压输出可能会根据充电器的功率等级和所充电的车辆而有所不同，但通常约为200至400伏，可以在30-60分钟的充电中增加约100-150英里的范围。

中动力直流快速充电器（50-150kW）：

2级充电器通常在许多公共充电站发现。它们非常适合大多数电动汽车，在速度和成本之间提供平衡。同样，此DC快速充电器的电压输出通常约为200至600伏，可在30-40分钟内为大多数车辆从20％到80％的电压，具体取决于电池尺寸。

高功率DC快速充电器（150-350kW）：

这些主要是为现代电动汽车设计的3级快速充电器，可以在400至800伏之间接受更高的充电率。他们使用Chademo（电荷移动）插头，该插头支持双向充电，允许电动汽车向实用电网（车辆到网格技术）提供电源。高功率充电器能够在20到30分钟或更短的时间内提供200-300英里的范围，具体取决于长途旅行的车辆。

极端DC快速充电器（350千瓦）：

一代的3级DC快速充电器能够以高达1000VDC的电压发射超快速充电。这些高功率充电站是为可以处理更高功率水平并能够在仅15-20分钟充电的车辆上添加数百英里范围的车辆而设计的。

目前，只有少数电动汽车可以充分利用此功率水平，但随着电池技术和管理的改善，将变得更加普遍。

然后DC快速充电器通常从24kW到350千瓦，大多数公共快速充电器都落在50-150kW范围内，而快的充电器，例如350千瓦类别的类别中的充电器，更，并且限于某些商业广告卡车和范夫的。

DC快速充电摘要

由于电池是一种可靠且环保的储能设备。因此，对它们充电的快速有效方法对于当今现代电池供电的电动汽车至关重要。随着电动汽车采用的加速，DC快速充电器具有AC/DC和DC/DC电源转换器内置的角色将继续扩展。

电子，电池技术和基础设施的进步有助于提高电池充电速度，一些电台提供高达350kW的电力，能够在只需几分钟的电荷内增加数百英里的范围。充电时间的这种急剧减少使DC快速充电器非常适合长途旅行，高速公路停靠站或无需在家过夜充电选项的电动汽车所有者。

通过在短时间内提供车辆电池组的快速充电，DC快速充电器可显着提高拥有电动汽车的便利性和实用性。通过提供快速，高功率的充电解决方案，他们解决了人们对EV的许多担忧。例如：范围焦虑症（害怕在到达充电站之前电池电量耗尽），以及在考虑长途旅行时快速完成旅程的能力。

通过使电动汽车和DC充电器更实用，可行和方便，可以轻松克服这些焦虑。

但是，尽管DC快速充电器具有许多优势，但它们的广泛实现存在一些挑战，例如：安装和维护昂贵，如果使用过于频率，则会导致随着时间的推移加快电池降解，从而使DC快速充电对电池寿命不利。另外，并不是每个人都可以使用家庭收费，尤其是那些居住在公寓或城市地区的人，而没有专用的停车位。

尽管所有DC快速充电器都执行相同的功能以快速给电动汽车充电，但插头和插座因区域和标准而异。随着越来越多的电动汽车上路，对充电站的需求将增加，因此必须知道您的车辆使用哪种标准并在旅行时找到兼容的充电站，或者有适配器可用。

因此，随着充电基础设施不断扩展和改进，高功率的DC快速充电器将继续在向可持续电动汽车运输的转变中发挥关键作用。