动力电池充电设施及能源管理技术

（1）充电桩

充电桩是常见的动力电池充电基础设施之一，其功能类似于加油站里的加油机，可以固定在地面或墙壁上，安装于公共建筑（公共楼宇、商场、公共停车场等）和居民小区停车场或充电站内，根据不同的电压等级为各种型号的电动汽车充电。充电桩的输入端与交流电网直接连接，输出端装有充电插头用于电动汽车充电。充电桩一般提供常规充电和快速充电两种充电方式，人们可以使用特定的充电卡在充电桩提供的人机交互操作界面上刷卡使用，选择相应的充电方式、充电时间、费用数据打印等操作，充电桩显示屏能显示充电量、费用、充电时间等数据。

充电桩按不同的方式可分为不同的种类，具体如下所述。

1）按安装方式

按安装方式可分为落地式充电桩、挂壁式充电桩。落地式充电桩适合安装在不靠近墙体的停车位；挂壁式充电桩适合安装在靠近墙体的停车位。

2）按安装地点

按安装地点可分为公共充电桩、专用充电桩和自用充电桩。公共充电桩是建设在公共停车场（库）结合停车泊位，为社会车辆提供公共充电服务的充电桩。专用充电桩是建设在单位（企业）自有停车场（库），为单位（企业）内部人员使用的充电桩。自用充电桩是建设在个人自有车位（库），为私人用户提供充电的充电桩。充电桩一般结合停车场（库）的停车位建设。

3）按充电方式

按充电方式可分为直流充电桩、交流充电桩和交直流一体充电桩。图2.17所示为落地式直流充电桩，图2.18所示为落地式交流充电桩。

图2.17　落地式直流充电桩

（2）充电机

充电机采用高频电源技术，运用先进的智能动态调整充电技术，以微处理器（CPU芯片）作为处理控制中心，并将繁杂的硬件模拟电路烧录于微处理器中，以软件程序的方式来控制UPS的运行。充电机采用恒流、恒压、小恒流智能3个阶段充电方式，具有充电效率高，操作简单，质量轻，体积小等特点；并具有反接、过载、短路、过热等多重保护功能及延时启动，软启动、断电记忆自启动功能等；还具有科学的充电电量控制技术。全自动充电机能在蓄电池充足后自动关机，不过充、不欠充，从而延长蓄电池使用寿命。所以，全自动充电机适用于镍铬、镍氢、铅酸、锂离子电池等电池类型。图2.19所示为CZC7型自动充电机。

图2.18　落地式交流充电桩

图2.19　CZC7型自动充电机(www.xing528.com)

充电机从用途上可以分为叉车充电机、电动车充电机、智能充电机、浮充充电机和可调充电机。

充电机使用注意事项：

①电池极性不能接反，否则会损坏智能充电机和电池。智能充电机应安装在通风良好、干燥、无严重粉尘、无腐蚀性气体、无强电磁场干扰的专用场所。机壳应可靠接地（箱体后下部有接地螺栓）。

②智能充电机适用于室内外，非车载使用，机内严禁进水。

③智能充电机输入电源为两相380 V±5%，50 Hz。

④输出线应视距离远近，选用适合的电缆，线路总压降不大于5%。

⑤智能充电机适用于环境温度为-10~50℃，海拔高度小于1 000 m，机器使用时距周边影响其通风散热的墙体等障碍物的距离应大于0.6 m，要定期检查风机是否运转正常。

⑥充电时候先插上蓄电池插头后再接通电源，充电完成后先切断电源后拔开蓄电池插头。

（3）充电站

电动汽车充电站是一种高效率的充电器，可以快速地给电动车充电。它可以像汽车加油站一样，设置在沿街商店、街道社区、报刊亭旁、存车棚等处。充电站可首先对电池激活，然后进行维护式快速充电，具有定时、充满报警、电脑快充、密码控制、自识别电压、多重保护、四路输出等功能，配套万能输出接口，可对所有电动车进行快速充电。图2.20所示为国家电网电动汽车充电站。

图2.20　国家电网电动汽车充电站

1）充电站基本结构

充电站基本结构包括初级一次侧充电机、储能蓄电池、次级二次侧快速充电机、再生蓄电池检修机、计费控制系统、线缆配电系、机房。其中机房采用密封和恒温设计，机房内设有值班办公间。

2）充电站工作原理

平时电网电力通过初级一次侧充电机向再生蓄电池进行储能充电，由于储能充电时没有时间要求，因而可用小电流慢速充电，充电电流可根据蓄电池电量自动安排充电时间，最大限度地使用夜间低谷电力。当需要为电动汽车充电时，根据电动汽车的允许最大充电电流和电压，通过次级二次侧快速充电机向电动汽车进行快速充电，由于充电过程是从储能蓄电池向电动汽车“倒电”，而不是直接取自电网，因而对电网没有任何干扰（如果直接从电网高功率取电，会严重干扰电网，不仅影响其他用户，而且还会威胁电网设备）。充电费用按实际充电量计算，非常方便。