看看未来充电桩长什么样

文／张 鸿

到2020年，我国新增集中式换电站超过1.2万座，分布式充电桩超过480万个，以满足全国500万辆电动汽车的充电需求。

随着新能源车的普及，充电站建设成本高昂，所以市面上充电站真是少之又少，电动车充电难。很多石油公司开始布局充电桩产业。其中，BP石油公司计划在欧洲加油站建设电动车充电装置。

除国际石油公司自发性的转型外，我国很多地方也明确规定要在加油站旁建设充电桩。因为我国《电力发展 “十三五”规划》，提出加快充电设施建设，促进电动汽车发展：到2020年，新增集中式换电站超过1.2万座，分布式充电桩超过480万个，基本建成适度超前、车桩相随、智能高效的充电基础设施体系，满足全国超过500万辆电动汽车的充电需求。

充电桩都有哪些类型？充电桩的应用场景都有哪些？

▲供图/视觉中国

充电桩的分类

充电桩分为交流充电桩和直流充电桩。前者俗称“慢充”，后者俗称“快充”。

交流充电桩通过电动汽车内置的“车载充电机”将电网的交流电转换为直流电后对电池充电。车载充电机目前国内市场主要有两种功率大小， 输 入：220VAC/16A，输出：充电机功率不同相应有3.3kW和6.6kW之分。

直流充电桩内置大功率直流充电模块，充电桩本身将电网的交流电转换为直流电，输出电流可以高达100A以上，所以被称为“快充”。直流充电桩可以从功率大小、充电枪的多少、结构形式、安装方式等不同维度进行分类。其中，按结构形式比较主流的分类是将直流充电桩分为两种：一体式直流充电桩和分体式直流充电桩。

直流充电桩基本构成包括：功率单元、控制单元、计量单元、充电接口、供电接口及人机交互界面等。功率单元是指直流充电模块，控制单元是指充电桩控制器。直流充电桩本身作为一种系统集成产品，除了 “直流充电模块”和“充电桩控制器”这两个组件构成了技术核心之外，结构设计也是整桩可靠性设计的关键点之一。 “充电桩控制器”属于嵌入式硬件和软件技术范畴，“直流充电模块”则代表了电力电子技术在AC/DC领域的最高成就。

为了实现充电过程，充电桩在功能上就需要有“直流充电模块”提供直流电源;需要有“充电桩控制器”控制充电模块的“开机、关机、输出电压、输出电流”;需要有“触摸屏”作为人机界面下发指令，通过控制器将“开机、关机、输出电压、输出电流”等指令下发给充电模块。从电气层面理解的最简充电桩只要有充电模块。控制板和触摸屏就可以了; 如果开机、关机和输出电压输出电流等指令在充电模块上做成几个键盘，那么一个充电模块就可以对电池充电了。

直流充电桩发展趋势

直流充电桩的技术发展有五大发展趋势。

超大功率充电堆

纯电动公交充电站集中停放、运营路线充电的特点，决定了其充电解决方案可能朝超大功率充电堆的方向演进。纯电动出租车和物流车甚至也朝这个方向演进。30kW充电模块需求变得急迫，主要推动力就是充电堆的需求正变得急迫。

功率动态分配最先是某公司提出来的，每两个模块后面用一个功率继电器，可以把这两个模块投在左枪也可以投在右枪使用;后来另外一家公司提出新的名词柔性充电，需要大功率充，电流很大的时候，将其他模块投过来使用，小车来的时候可以分开使用。这样做是有一定的道理。柔性在电网中有加大功率这样一层意思在里面，所以提出柔性充电概念也说得过去。不同叫法，实际上是同一意思。

对于180kW及以下的直流充电桩，谈功率动态分配和柔性充电是个伪需求，甚至分体式的意义都不大，但是双枪轮充和均充也许有点实际意义。

充电堆的应用场景是，可以根据当前待充电车辆数量来自动分配给每个车多大功率。这样确保将充电模块的功率用到极致，在车辆不多的时候，每辆车被分配的功率很大，可以更快速地充满。这种应用就需要更多的继电器切换充电模块的功率流向，这会增加一些硬件成本，可靠性难度也增加了一些。当然，也需要对充电控制器的软件进行升级。

社区停车场环行智能充电

所谓环行智能充电，这是个很时髦的概念。具体应用场景是：在一个社区停车场停放了很多电动汽车，中央处理单元主动地巡回检测每台车的电池电量，在夜间自动地轮流将每台车充满。这其实也是一种柔性充电，也需要在社区停车场安装超级充电堆。这种做法的好处是：比交流充电的效率更高，比安装若干个直流充电桩，车主排队等待直流充电的灵活性大，成本也低很多。

家用型壁挂式充电桩

更乐观地看，在解决了电力配送之后，就是将来有能力将中国过量的电力供应输送到每个居民小区的时候，消费者为了追求更快速的充电体验，个人可以自主决定是安装直流充电桩还是交流充电桩，直流充电桩将做得像家电产品一样小巧、漂亮。壁挂式直流充电桩将是一种刚需。这种产品的销售模式就像卖电热器这类商品一样，将充电控制器和触摸屏功能做到一个充电模块大小的外壳里面，但模具会做得很精致。

“光充储”充放电一体化

光伏、充电、储能三者组合在一起的概念已经有了具体的产品，就是PowerWall，将来PowerWall进一步发展，构成新型充电站形态，电能在光伏电池板、电动汽车、电网、储能电池四者之间自由地流动。直流充电桩可以由电网提供电能给电动汽车充电，也可由光伏电池板提供，还可以由储能电池提供。储能电池，电池汽车电池和光伏电池板的电能也可以卖给电网。

共享充电、免费充电

如果以互联网的共享思维来思考未来，任何个人安装的充电桩可以提供给任何其他车主充电，也就是说所有的充电桩是可以随时开放的。通过互联网工具，车主很容易找到闲置的个人充电桩。将来充电站可能在互联网的思维下做成了O2O的Off-Line的重要连接节点，只要有车主来充电，可能就要在充电站等待15分钟。