专栏名称: 充电桩资源
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充电桩与充电堆的区别(上)

充电桩资源  · 公众号  · 新能源汽车  · 2024-08-24 08:30

主要观点总结

文章介绍了电动汽车充电设施的两种形式:充电桩和充电堆。虽然它们常被误解为同一概念,但实际上在设计、功能及应用场景上存在差异。文章详细阐述了充电桩和充电堆的定义、组成结构、工作原理、应用场景。充电桩是较小的充电单元,通常安装在公共场所,而充电堆是为大规模充电需求设计的,如大型停车场或高速公路服务区。两者在电动汽车充电设施中各有优劣,选择设备时需根据具体场景进行考虑。

关键观点总结

关键观点1: 充电桩与充电堆的定义及差异

充电桩是较小的充电单元,通常安装在公共场所;充电堆是为大规模充电需求设计的,如大型停车场或高速公路服务区。两者在设计、功能及应用场景上存在差异。

关键观点2: 充电桩的组成结构和工作原理

充电桩的主体结构包括桩体、充电模块、显示屏、连接线缆等部分。工作原理是将三相电网输入的交流电转化为直流电,经过直直变换输出需要的直流电压,为电动汽车蓄电池充电。

关键观点3: 充电堆的组成结构和工作原理

充电堆主要由充电模块、监控模块、能量调度模块和通信模块组成。工作原理是各模块之间相互配合,完成智能充电任务。充电模块是新能源汽车直流充电设备的核心部件,将电网中的交流电转换为可供电池充电的直流电。

关键观点4: 充电桩和充电堆的应用场景

充电桩通常安装在公共场所,如加油站、商场或居民小区内。充电堆则适用于高速路、港口、机场等重要人群密集流动快的区域,以及商业地带、居住小区等,可用于快速充电、智能充电等。


正文


随着电动汽车普及,构建高效充电网络至关重要。充电堆和充电桩作为电动汽车充电设施的两种不同形式,各自承载着不同的技术使命与应用场景,尽管它们常被误解为同一概念,但实际上它们在 设计、功能及应用前景 上存在着显著差异。


▲各种类型的充电桩

▲华为充电堆


01

充电桩与充电堆的介绍


1、充电桩:

充电桩指的是带有充电枪及人机交互界面的充电设备,简单来说就是能充电的电气设备,充电桩是较小的充电单元,通常安装在公共场所如加油站、商场或居民小区内,它们直接与交流电网连接,并提供固定功率的充电服务。


充电桩可分为直流(又称:快充)充电桩和交流(又称:慢充)充电桩。直流充电桩采用三相四线制供电,直接为动力电池充电;交流充电桩只提供电力输出,需连接车载充电机(OBC)方可实现充电。充电桩一般配备智能识别、计费管理、远程监控和安全保护等。


2、充电堆:

充电堆是一种大型电源集群,专门设计用于满足大规模充电需求,如大型停车场或企业,充电堆能够将交流电转换为直流电,并配置有多个充电模块可以同时为多辆电动车提供服务,它的设计旨在高效利用电源模块并合理分配充电功率,能够满足不同车型的充电需求,提高充电转换效率及设备利用率功能。


02

组成结构


1、充电桩的组成结构

充电桩的主体结构包括桩体、充电模块、显示屏、连接线缆、账务管理模块、安全保护装置等部分,这些部分的结构设计和质量直接影响充电桩的使用寿命和安全性。


2、充电堆的组成结构

充电堆主要由能量单元、充电控制器、监控系统、能量调度系统、通信系统、散热系统等部分组成。


03

工作原理


1、充电桩的工作原理

纯电动汽车充电的一般结构框图如下图所示。工作原理是:由三相电网输入交流电,经桥式不可控整流电路变成直流电,经LCR电路滤波后送到高频DC-DC功率变换器,功率变换器经过直直变换输出需要的直流电压,经输出滤波后为电动汽车蓄电池充电。充电可选择 定电量、定时间、定金额、自动(充满为止) 四种模式。


▲充电桩结构图


综上,充电桩的工作原理可以总结为利用电源、转化器和输出装置结合在一起,从而将电压由低变高,将高压转换成能提供电力供应的状态,最后实现给电动汽车充电。


2、充电堆的工作原理

充电堆主要由充电模块、监控模块、能量调度模块和通信模块组成,各模块之间相互配合,共同完成智能充电任务。监控模块实时监测电池模块的电压、电流和温度等参数,根据这些参数调整充电模块的输出,确保车端的电池模块的需求进行安全充电。通信模块与云端服务器连接,实现远程监控和管理,提高充电堆的智能化、数字化。


▲充电堆结构图


充电模块是新能源汽车直流充电设备的核心部件,主要作用是将电网中的交流电转换为可供电池充电的直流电,它也是充电桩产业中最有价值量的一环,成本占比约整个充电桩成本的50%。


关于充电模块,华为曾提到过“ 功率池化 ”的概念,也叫智能柔性充电堆,就是充电堆将充电站 全部充电模块集中在一起,形成功率池,通过功率切换单元,能够 根据不同电动车对电流、电压的需求,按需分配, 提高充电效率,不再产生功率“浪费”的现象。

▲“功率池化”示意图


04

应用场景


1、充电桩的应用场景

通常安装在公共场所如加油站、商场或居民小区内


2、充电堆的应用场景

(1)高速路、港口、机场等重要人群密集流动快的区域

充电堆可以为电动汽车提供快速充电服务,解决电动汽车续航里程焦虑问题,充5分钟跑200公里。


(2)商业地带

充电堆在网约车、城市周边公共充电可以充分发挥智能充电的作用,可快、可慢、根据实际需求自行选择。


(3)其他应用场景

充电堆还可以应用于商业地带、居住小区等,可以用小功率堆实现轮充、有序充电等,还可以结合储能实现光储充一体。







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