电动汽车能源系统简介
1、电动汽车充电系统
1．1 电动汽车充电方式
（1）常规充电
该充电方式采用恒压、恒流的传统充电方式对电动车进行充电。
以相当低的充电电流为蓄电池充电，电流大小约为15A，若以120Ah的蓄电池为例，充电时间要持续8个多小时。
相应的充电器的工作和安装成本相对比较低。
电动汽车家用充电设施（车载充电机）和小型充电站多采用这种充电方式。
由于在家中充电通常是晚上或者是在电低谷期，有利于电能的有效利用，因此电力部门一般会给予电动汽车用户一些优惠，例如电低谷期充电打折。
电动汽车驾驶员只需将车停靠在充电站指定的位置上，接上电线即可开始充电。
计费方式是投币或刷卡，充电功率一般在5～10KW，采用三相四线制380V供电或单相220V 供电。
其典型的充电时间是：补电1～2h，充满5～8h（SOC达到95%以上）。
常规充电模式
（2）快速充电方式（迅速充电或应急充电）
该充电方式以150～400A的高充电电流在短时间内为蓄电池充电，与前者相比安装成本相对较高，在短时间内给电动汽车充满电，充电时间应该与燃油车的加油时间接近。
大型充电站（机）多采用这种充电方式。
快速充电模式
大型充电站（机）—快速充电方式主要针对长距离旅行或需要进行快速补充电能的情况进行充电，充电机功率很大，一般都大于30KW，采用三相四线制380V 供电。
其典型的充电时间是：10～30min。
这种充电方式对电池寿命有一定的影响，特别是普通蓄电池不能进行快速充电，因为在短时间内接受大量的电量会导致蓄电池过热。
（3）无线充电方式
电动汽车无线充电方式原理就像在车里使用的移动电话，将电能转换成一种符合现行技术标准要求的特殊的激光或微波束，在汽车顶上安装一个专用天线接收即可。
有了无线充电技术，公路上行驶的电动汽车或双能源汽车可通过安装在电线杆或其它高层建筑上的发射器快速补充电能。
电费将从汽车上安装的预付卡中扣除。
无线充电方式
（4）更换电池充电方式
采用更换电池组的方式，即在蓄电池电量耗尽时，用充满电的电池组更换已经耗尽的电池组。
蓄电池归服务站或电池厂商所有，电动汽车用户只需租用电池。
由于电池更换过程包括机械更换和蓄电池充电，因此有时也称它为机械“加油”
或机械充电。
不过，这种方法还存在不少问题有待解决。
首先，这种电池更换系统的初始成本很高，其中包括昂贵的机械装置和大量的蓄电池。
其次，由于存放大量未充电和已充电的蓄电池需要很多空间，因此修建一个蓄电池更换站所需空间远大于修建一个正常充电站或快速充电站所需的空间。
还有，在蓄电池自动更换系统得到应用之前，需要对蓄电池的物理尺寸和电气参数制定统一的标准。
更换电池充电方式
1.2 电动汽车充电连接装置
GB/T 20234的规定了电动汽车传导充电用连接装置的定义、要求、试验方法和检验规则。
适用于电动汽车传导式充电用的充电连接装置，其中：1）交流额定电压不超过690 V,频率50 Hz，额定电流不超过250 A;
2）一直流额定电压不超过1 000 V，额定电流不超过400 A 。
充电连接装置：电动汽车充电时，连接电动汽车和电动汽车供电设备的组件，除电缆外，还可能包括供电接口、车辆接口、缆上控制盒和帽盖等部件。
控制盒：安装在充电连接装置上靠近供电插头一侧，且至少具有连接确认、漏电保护等控制功能的装置。
电动汽车传导充电用连接装置
充电模式1：将电动汽车连接到交流电网时，在电源侧使用了符合GB 2099. 1要求的插头插座，在电源侧使用了相线、中性线和接地保护的导体，并且在电源侧使用了剩余电流动作断路器。
使用与电动汽车相连永久电缆。
充电模式2:将电动汽车连接到交流电网时，在电源侧使用了符合GB 2099. 1要求的插头插座，在电源侧使用了相线、中性线和接地保护的导体，并且在充电连接电缆上安装了缆上控制盒。
充电电缆为活动电缆。
充电模式3：将电动汽车连接到交流电网时，使用了专用供电设备，将电动汽车与交流电网直接连接，并且在专用供电设备上安装了控制导引装置。
图5.3(c) 电动汽车充电模式3及其电路原理
充电模式4：将电动汽车连接到交流电网时，使用了非车载充电机，将电动汽车与交流电网间接连接。
图5.4(b) 图5.3(c) 电动汽车充电模式4及其电路原理
图5.5 电动汽车充电连接接头
5.1.3 电动汽车充电设备
充电设施是电动汽车能源供给的基础，是电动汽车进入商业化运营的保障，直接关系到电动汽车的产业化推广应用。
动力电池的能量补给形式除了直接充电外，还可以采用机械式更换与充电相结合的方式。
电动汽车的充电设备的类型很多，一般分为非车载充电机、车载充电机、交流充电桩、直流充电装和交直流充电桩等。
非车载充电机是指安装在电动汽车车体外，将电网的交流电能变换为直流电能，采用传导方式为电动汽车动力蓄电池充电的专用装置。
图5.6(a) 非车载充电机
车载充电机是指固定安装在电动汽车上运行，将交流电能转换为直流电能，采用传导方式为电动汽车蓄电池充电的专用装置。
图5.7(c) 车载充电机
车载充电机由交流输入接口、功率单元、控制单元、直流输出等接口等部分组成，充电过程中由车载充电机提供电池管理系统、充电接触器、仪表盘、冷却系统等抵压用电电源。
交流充电桩是指固定在电动汽车外、与交流电网连接，采用传导方式为具有车载充电装置的电动汽车提供交流电源的专用供电装置。
交流充电桩值提供电力输出，没有充电功能，需连接车载充电机为电动汽车充电。
如下图所示为电动汽
车交流充电桩。
图5.8(d) 电动汽车交流充电桩
直流充电桩是指固定在汽车外、与交流电网连接，可以为非车载电动汽车动力电池提供小功率直流电源的供电装置。
直流充电桩的输入电压采用三相四线AC380V±15%，频率为50Hz，输出为可调直流电，直接为电动汽车的动力电池充电。
如下图所示为电动汽车直流充电桩。
图5.9(e) 电动汽车直流充电桩
交直流充电桩时采用交直流一体的结构，既可实现直流充电，也可以交流充电。
白天充电业务多的时候，使用直流方式进行快速充电，当夜晚充电站用户少时可用交流充电进行慢充操作。
如下图所示为电动汽车交直流桩。
图5.10(f) 交直流充电桩
车载充电机和交流充电桩时电动汽车最主要，应用最广泛的充电设备。