电动汽车充电技术综述

王丽瑶

（湖南农业大学工学院，湖南 长沙 410128）

当今社会，人们的生活都离不开汽车。从国家的经济建设和社会进步来讲，汽车产业是推进他们向前发展的重要因素。随着全球经济的不断发展，人民生活水平的不断提高，汽车已经成为社会生产，日常生活中不可或缺的一部分，而对汽车的需求也将日益增长。但随着人均汽车保有量的不断增长，随之而来出现了一些问题。一方面燃油汽车的尾气排放量不断增加，造成严重的空气污染和温室效应，给人们生活的环境带来了较大的压力。另一方面，随着汽车数量的不断增长，对能源的需求也在不断地增加。为了解决环境污染和能源减少的问题，世界各国提倡发展新能源和绿色低碳出行方式来解决问题。电动汽车作为近几年来兴起的绿色交通工具之一，使得能源缺乏和环境污染的问题都得到一定程度的减轻。

现随着电动汽车行业的不断发展，电动汽车数量不断的增加，其充电问题是影响发展的重要因素。充电桩的建设会直接影响到电动汽车的使用，由于电动汽车是由电能给汽车提供动力，由于电池的续航问题，如不及时充电，则电动汽车的行驶距离过短，如果不能解决电动汽车的充电问题，则会限制电动汽车进一步的发展。

电动汽车现有充电方式有交流充电、直流充电、快速更换电池等，由于电动汽车所用的蓄电池一般比较笨重，快速更换电池不是十分便捷，所以外接式充电方式是现有电动汽车充电的主要方式。现阶段电动汽车充电桩主要有交流充电、直流充电和交直流一体充电。由于交直流一体充电较少，下面主要介绍交流充电桩和直流充电桩的优缺点。

1 交流充电

交流充电又称为交流慢充。交流充电桩的输入端与电网相连接，输入的是三相交流电，充电桩内部不经过整流变换，输出也是交流电，在整个充电过程中起到了控制电源导通和断开的作用[1]。而电动机本身配备的有车载充电机，对输入的交流电进行交直转换，输出的直流电对BMS直接充电，该充电方式充电速度较慢，充电的电流和功率都较小，一般适用于小型的电动汽车，充满电一般需要6~8个小时。当电动汽车不急需充电的话一般都采用交流充电桩，交流充电桩一般放置在用户车库、停车场等地。虽然交流充电桩充电时间较长，但是建设费用比较少，所占用的面积也比较小，安全性比较高且容易安装，因此电动汽车一般多采用交流充电桩。

2 直流充电

直流充电桩又称为直流快充，充电桩的输入与电网相连接，输出端与车载电池相连接。充电桩输入的是三相交流电，然后通过电源模块进行交直转换后输出直流电，从而对电动汽车进行充电[2]。直流充电桩的输出电流和输出功率较大，充电所需要的时间较短，所以一般用在快充、大功率的场合以及满足用户需要短时充电的要求。但是由于输出的电流较大，发热量也较大，所以直流充电桩的桩体体积较大，占地面积比较广，一般适用于需要快速充电的场合，解决临时充电的问题[3]。例如公交车等大型交通工具的充电。由于直流充电桩的输出电流和输出功率较大，与电网连接时会对电网产生较大的冲击，所以在建设直流充电桩时需要加入一些对电网的保护措施。

交、直流充电桩虽然可以满足电动汽车快充、慢充的需求，但是随着电动汽车的不断发展会给电网带来一些问题。主要体现在以下几个方面：

（1）由于现有充电桩都由电网提供电能，电动汽车数量的增多增加了电网的负荷，由于电网的负荷本来就多，在夏季用电高峰期时有些地方居民的用电已经很紧张，此时再加上电动汽车，那么电网将不能够承载这些负荷，从而影响到配电网。

（2）由于电动汽车所用的充电机是非线性负载，在使用的过程中会产生谐波和无功功率，与电网相连时，使电网的电压、电流波形发生畸变，也会降低电网负载端的电压，从而影响电网的电能质量和电网上其他的用电负载。

（3）由于电动汽车由电网供电，而目前电能中有很大一部分是通过煤炭燃烧产生电能，煤炭的燃烧会产生有害物体，从而污染大气环境，所以这种情况下，电动汽车的发展并不能从根本上解决环境污染和能源匮乏的问题。

由于电动汽车充电技术存在着上述问题，则出现了和新能源技术相结合的电动汽车充电方式，采用新能源发电技术，既可以解决电网负荷大的问题，又可以从根本上解决环境污染和能源匮乏的问题。以下对和新能源相结合的充电方式做了简单的介绍。

（1）和太阳能充电方式相结合。此种方式的充电桩是由太阳能电池、蓄电池、DC-DC变换电路构成。太阳能电池将太阳能转换为电能存储到蓄电池中，然后通过DC-DC变换电路转换成合适的电压，然后通过充电桩给电动汽车充电[4]。

（2）风光互补性充电桩。充电桩主要是由风力发电机、太阳能电板和蓄电池构成的。整个充电桩的电能不由电网提供，而是由风力发电和太阳能发电产生，产生的电能储存到蓄电池，当需要给电动汽车充电的时候，再由蓄电池给电动汽车提供电能。此种充电方式既不增加电网的用电负荷，又可以减小对环境的污染。

上述的充电方式中充电桩并不和电网相连，产生的电能都存储在蓄电池中，此种情况下就对蓄电池的容量有一定的要求，电池的容量要能够存储太阳能、风能产生的电能。并且该充电桩的使用还需要考虑天气情况，在无风和阴天的情况下会影响到电动汽车的使用。针对这些问题，与新能源相结合的充电桩还可以和电网相连，当风力较大或者天气较好时，产生的电能较多，一部分电能储存在蓄电池中，另外一部分通过转换电路转换为交流电反馈给电网，当天气不好时，电网还可以给充电桩提供能量。这种方式的充电桩既可以保证天气不好时电动汽车的使用，又可以将多余的电能反馈给电网，缓解了电网的压力。

随着电动汽车的继续发展，相应的充电技术也会随之发展，本文对现有的充电技术做了一定的总结和归纳，希望对相关人员加深电动汽车充电技术的了解有一定的帮助。