电动汽车充电机分类总结

电动汽车充电机根据充电机不同的安装位置、输入电源的不同、连接方式的不同以及其功能的不同有多种分类方式，见表4-1。

表4-1 电动汽车充电机的类型

整车充电方式可以分为交流慢充和直流快充。交流慢充又称普通充电，是指采用小功率交流电流对动力电池进行慢速充电，消耗时间较长。直流快充指的是使用大功率直流对动力电池进行快速充电。

交流慢充的优点：

①充电装置和安装成本较低。

②充电设施易布置，用户选择充电地点/时间灵活度高。

交流慢充的主要缺点是充电时间过长，无法满足快速补充动力电池能量的要求。

交流慢充的特点更适合对充电速度要求不高的充电情景。而直流快充可以满足需要进行快速充电的使用场景。直流快充的主要优点是充电时间短，便于车辆快速投入运营，也是应急充电的主要方法。直流快充使用大功率直流电流（一般采用1C～5C）实现12min～1h时间内对动力电池的快速充电。

直流快充的缺点：

①经济性低，充电效率低，充电装置的成本和工作成本高。

②安全保护复杂，充电电流大，对充电的技术和方法以及充电装置及其安全性要求高。

③充电过程对电池的使用寿命有不利影响。

下面根据充电机的安装位置不同对车载及非车载充电机进行介绍。

1.车载充电机

安装于电动汽车上的车载充电机，经过电缆、插头与交流插座相连接。车载充电机一般充电功率较小，采用单相供电，其充电时间较长，一般为5～8h。车载充电机的优点是需要充电时，只需要有供电插座，就可以充电。其缺点是受车上安装空间和重量限制，可提供的功率小，只能提供小电流慢速充电，充电时间长，便利性不高。(www.xing528.com)

2.非车载充电机

通常非车载充电机需要固定安装地点，系统输入为三相或单相交流输入电源，充电机的直流输出端在充电时连接到车载充电接口。非车载充电机相对于车载充电机的优点是可以提供大功率电流输出，且不需要额外占用车载空间和重量。

非车载充电机与车载电池管理系统各自有独立的控制单元，在充电的过程中，两个系统需要进行通信来完成信息交互与能量管理。通信方式可以分为有线通信和无线通信两种。根据电池管理系统提供的电池的类型、电压、温度和荷电状态等信息，由非车载充电机控制单元选择一种最优充电方式为动力电池充电，以避免动力电池出现过充电、过热，影响动力电池的各项性能。

根据充电的连接方式不同，充电机又可分为传导式或无线式充电机两类。其中，传导式充电机通过电力电缆连接供电侧设备与车载功率单元。传导式充电机比无线充电机的结构简单，但在充电过程中需要机械结构连接，通常需要使用者手动完成，难以实现充电过程全自动化。电动汽车的无线式充电机采用电磁谐振传递原理，通过电磁场耦合连接供电设备与车载功率单元，充电过程中不需要进行机械结构连接，能量依靠电磁场谐振传递。缺点在于这种充电方式结构设计较复杂且受电部分安装在电动汽车上，车辆安装空间存在的一定局限性导致功率也有局限，但是充电人员不存在接触高压部件的可能，安全性高。

（1）传导式充电

传导式充电又名接触式充电，工作原理是通过插头与插座的金属接触来导电，具有技术成熟、工艺简单和成本低等优点。这种方式的缺点是导体裸露导致的安全隐患，多次插拔后引起磨损容易导致接触松动，传输电能效率降低。

（2）无线式充电

无线式充电又称为非接触式充电，充电装置和汽车接收装置类似于可分离的高频变压器，通过感应耦合。运用感应耦合方式充电的方式，可以在一定程度上避免接触式充电的缺陷。

电动汽车动力电池的无线充电技术都是通过电磁场来传递能量，包括电磁感应方式和磁耦合谐振方式。电磁感应与磁耦合谐振方式都是通过电磁场来进行能量传递。

1）电磁感应方式

电磁感应方式是通过送电绕组和接收绕组之间的电磁感应传递能量。当交变电流通过送电绕组时，由此在发送（一次）和接收（二次）绕组之间产生了交替变化的磁场，从而在二次绕组中感应出交变电压。

感应式充电利用交交变频器将电网工频交流电能（50～60Hz）转换为80～300Hz的交流电，作为分离变压器原边的输入，在分离变压器的副边，也就是车载侧能量接收装置，感应出交流电压，经过整流滤波，输出直流电流为动力电池充电。

2）磁耦合谐振方式

磁耦合谐振方式主要由电源、谐振补偿电路、高频逆变器、耦合器和整流器组成，工作原理类似于电磁感应方式。与感应式充电的主要区别是工作频率通常采用1kHz～1MHz，并在高频逆变器后级增加电感与电容器组成的LC共振电路。通过调整原、副边电路的参数，使得原、副边单元的电路工作在共振频率，又称为“谐振”，这种状态也称为“磁谐振”。通过提高工作频率和加入谐振补偿电路，提高了系统的功率传输能力。