什么是電動(dòng)汽車供電設(shè)備(EVSE)
2023-12-07 10:12:32什么是電動(dòng)汽車供電設(shè)備(EVSE)?
電動(dòng)車輛供電設(shè)備在1級(jí)和2級(jí)額定電壓下為電動(dòng)汽車電池充電。
電動(dòng)汽車(EV)車主依靠電動(dòng)汽車供電設(shè)備(EVSE)為電池高效充電。EVSE通常被稱為充電站,它在電動(dòng)汽車、電網(wǎng)和其他能源之間提供可靠和安全的連接。本常見問題解答探討了EVSE外殼中的各種組件,描述了住宅和商業(yè)安裝之間的差異,并預(yù)覽了新興的EVSE趨勢。
EVSE外殼內(nèi)部概覽
電動(dòng)車輛供電設(shè)備外殼(圖1)保護(hù)敏感電子設(shè)備免受環(huán)境危害,如雨、雪和極端溫度。這些外殼還可確保駕駛員和乘客在充電周期中的安全。
圖1 電動(dòng)車輛供電設(shè)備外殼(左)保護(hù)充電站內(nèi)的充電電子設(shè)備(圖片:EV Engineering)。
設(shè)計(jì)范圍從緊湊的壁掛式裝置和柱式充電站(短而粗的圓柱形裝置,通常站立在腰部高度)到基座安裝裝置、桿式安裝裝置以及類似于加油站泵的獨(dú)立結(jié)構(gòu)。先進(jìn)的 EVSE 支持實(shí)時(shí)監(jiān)控、可調(diào)功率輸出和移動(dòng)應(yīng)用程序。
EVSE外殼內(nèi)的關(guān)鍵部件包括:
主繼電器:作為主開關(guān),主繼電器安全有效地將電力流引導(dǎo)至電動(dòng)汽車。
控制模塊:該組件通過分析主繼電器的關(guān)鍵指標(biāo)來調(diào)節(jié)和優(yōu)化功率輸送??刂颇K還保護(hù)電動(dòng)汽車和電動(dòng)車輛供電設(shè)備免受潛在的電氣尖峰和異常情況的影響。
電源:通常為12 VDC裝置,該部件為電動(dòng)車輛供電設(shè)備控制模塊和內(nèi)部電子設(shè)備提供能量。
插頭連接器:根據(jù)地理位置和制造商特定標(biāo)準(zhǔn)的不同,插頭連接器在車輛和充電站之間建立物理連接。
了解住宅電動(dòng)車輛供電設(shè)備的充電能力
住宅EVSE主要支持1級(jí)和2級(jí)交流充電。一級(jí)變電站的工作電壓為120-VAC,電流約為10A,功率為1kW。此外,這些變電站通常使用美國國家電氣制造商協(xié)會(huì)(NEMA)連接器,該連接器是家用電源插座的標(biāo)準(zhǔn)化連接器。由于充電速度更快,二級(jí)電站越來越受歡迎,其運(yùn)行電壓為240伏交流電(通常超過32安),供電功率超過7千瓦。
許多房主選擇1級(jí)充電,它與現(xiàn)有線路無縫集成。盡管需要專用電路,但2級(jí)充電器是使用更大電池為電動(dòng)汽車快速充電的首選。雖然家用電動(dòng)汽車供電設(shè)備連接器標(biāo)準(zhǔn)各不相同,但美國最流行的電動(dòng)汽車連接器包括J1772(1型)和特斯拉的專有設(shè)計(jì)。見圖2。
住宅EVSE通常包含Wi-Fi等功能,用于通過智能手機(jī)應(yīng)用程序進(jìn)行遠(yuǎn)程監(jiān)控。有些甚至提供可調(diào)節(jié)的電源設(shè)置,幫助房主根據(jù)能耗輕松修改充電速度。為了安全起見,接地故障斷路器(GFCI)和耐用外殼等功能很常見,可確保電動(dòng)車輛供電設(shè)備在所有條件下可靠運(yùn)行。
住宅硬接線EVSE因其集成和拋光的外觀而備受青睞。盡管插件具有成本效益和便攜性,但由于其可拆卸的設(shè)計(jì),更容易被盜。雖然硬接線系統(tǒng)提供了更永久的設(shè)置,但房主的選擇通常是基于特定因素,如安裝位置、預(yù)算和使用頻率。
探索公共和商業(yè)電動(dòng)車輛供電設(shè)備
公共和商業(yè)電動(dòng)車輛供電設(shè)備的設(shè)計(jì)從光滑的壁掛式單元到廣泛的多端口綜合體。這些站點(diǎn)主要提供AC(2級(jí))和3級(jí)DC快速充電器(DCFC)配置,支持電網(wǎng)同步、高效負(fù)載分配和個(gè)性化計(jì)費(fèi)。
公共和商業(yè)電動(dòng)汽車供電站提供多個(gè)連接器,以適應(yīng)各種電動(dòng)汽車。例如,J1772 1型連接器在北美和日本很常見,而2型連接器在歐洲很受歡迎。源自日本的CHAdeMO快速充電系統(tǒng)也在全球范圍內(nèi)獲得了廣泛關(guān)注。在北美,J1772組合(1型CCS)很常見,而2型組合(2型CCS)在歐洲占主導(dǎo)地位。如前所述,特斯拉的專有連接器在北美被廣泛采用,J1772到特斯拉的適配器也廣泛可用。
展望未來:新興EVSE趨勢
電動(dòng)汽車供電設(shè)備行業(yè)不斷完善技術(shù)和標(biāo)準(zhǔn),如開放充電點(diǎn)協(xié)議(OCPP)和開放充電點(diǎn)接口(OCPI),以滿足當(dāng)前和未來電動(dòng)汽車不斷發(fā)展的要求。OCPP為EVSE提供了統(tǒng)一的通信框架,以確保不同電動(dòng)汽車的無縫互操作性。同時(shí),OCPI促進(jìn)了與充電網(wǎng)絡(luò)的高效數(shù)據(jù)交換,并在不同的提供商和地區(qū)提供一致的服務(wù)。
其他不斷發(fā)展的電動(dòng)車輛供電設(shè)備標(biāo)準(zhǔn)和技術(shù)包括:
車聯(lián)網(wǎng)(V2G):通過將多余的電力重新分配回電網(wǎng),幫助電動(dòng)汽車車主抵消高峰時(shí)段的能源需求。
無線充電:利用電磁場提供無線充電體驗(yàn)
AI增強(qiáng)智能充電:集成人工智能(AI)和機(jī)器學(xué)習(xí)(ML),智能分配能源。
太陽能電池板:在太陽能發(fā)電高峰期補(bǔ)充電網(wǎng),減少對(duì)傳統(tǒng)電源的依賴。
集成支付系統(tǒng):通過提供無縫支付選項(xiàng)并與各種汽車制造商的應(yīng)用程序集成,實(shí)現(xiàn)全球電動(dòng)汽車充電的現(xiàn)代化。
總結(jié)
電動(dòng)汽車供電設(shè)備是電動(dòng)汽車、電網(wǎng)和其他能源之間的重要接口。它們包括軟件和通信協(xié)議,并包含促進(jìn)高效電力傳輸?shù)年P(guān)鍵組件,包括主繼電器、控制模塊和連接器。EVSE設(shè)計(jì)用于容納不同的電動(dòng)汽車,其配置可用于住宅、公共和商業(yè)環(huán)境。
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