新能源時(shí)代（4） 電動(dòng)汽車充電模式解析篇

　　【太平洋汽車網(wǎng) 新能源頻道】電動(dòng)汽車充電是電動(dòng)汽車使用過程中必不可少的環(huán)節(jié)，充電快慢影響著電動(dòng)車使用者出行的規(guī)律。根據(jù)電動(dòng)車動(dòng)力電池組的技術(shù)特性和使用性質(zhì)，可存在著不同充電模式。同樣是充電，究竟這些不同的充電模式除了充電時(shí)間外的差異，還有沒有別的區(qū)別呢？下面讓我們來一起探究一番。

體驗(yàn)讀圖模式

● 常規(guī)（慢）充電模式(在家里充電) 

　　常規(guī)充電即是采用隨車配備的便攜式充電設(shè)備進(jìn)行充電，可使用家用電源或?qū)Ｓ玫某潆姌峨娫?。充電電流較小一般在16-32A左右，電流可直流或者兩相交流電和三相交流電，因此視乎電池組容量大小充電時(shí)間為5至8小時(shí)。

　　電動(dòng)車多數(shù)采用16A的插頭的電源線，配合著合適的插座和車載充電機(jī)，即可在家中為電動(dòng)車充電。值得注意的是，一般家用插座為10A，16A插頭并不通用。需要用電熱水器或空調(diào)的插座。電源線上的插頭有標(biāo)明該插頭是10A還是16A。當(dāng)然也可以采用廠家配備的充電設(shè)備。

　　盡管常規(guī)充電模式缺點(diǎn)非常明顯，充電時(shí)間較長(zhǎng)，但其對(duì)充電的要求并不高，充電器和安裝成本較低；可充分利用電力低谷時(shí)段進(jìn)行充電，降低充電成本；更為重要的優(yōu)點(diǎn)是可對(duì)電池深度充電，提升電池充放電效率，延長(zhǎng)電池壽命。

　　常規(guī)充電模式適用非常廣泛，可設(shè)立在家里、公共停車場(chǎng)與公共充電站等可長(zhǎng)時(shí)間停放地方。因充電時(shí)間較長(zhǎng)，可大大滿足白天運(yùn)作，晚上休息的車輛。

　　更深入了解，常規(guī)充電模式主要采用定流充電和定壓充電兩種方式進(jìn)行充電。定流充電是指充電全過程中，保持充電電流基本恒定的充電方法。在充電過程中，因?yàn)槌潆婋娏鲿?huì)隨著電池組的電動(dòng)勢(shì)逐漸升高而下降，所以需要隨時(shí)根據(jù)充電程度調(diào)整電壓和分級(jí)調(diào)整定流電流。主要應(yīng)用于初充電、補(bǔ)充充電和去硫化充電。

　　定壓充電時(shí)是指充電過程中，電源電壓始終保持不變的充電方法。采用定壓充電時(shí)，電池組必須并聯(lián)在充電電源之間。隨著電池組電動(dòng)勢(shì)的增加，充電電流會(huì)逐漸減小，若充電電壓調(diào)節(jié)恰當(dāng)，充電電流變?yōu)?自動(dòng)停止，即為充電終了。定壓充電缺點(diǎn)是，必須適當(dāng)?shù)剡x擇充電電壓，若電壓過高，容易過充電，電池活性物質(zhì)脫落，電池整體發(fā)熱，容易自燃；并且定壓充電不能保證徹底充滿電。

　　定流充電適應(yīng)性強(qiáng)，可以任意選擇和調(diào)整充電電流，因此可對(duì)各種不同情況的電池組深度充電，對(duì)電池組損害非常小，可延長(zhǎng)電池組整體壽命?？墒沁@種方法最大弊端是充電時(shí)間過長(zhǎng)，且需要經(jīng)常調(diào)節(jié)充電電壓來調(diào)節(jié)電流。定壓充電可減少充電時(shí)，不必要的麻煩。現(xiàn)在的常規(guī)充電模式基本都采用定流和定壓充電混合工作，充電前期采用定流充電，可保證電池深度充電；后期則采用定壓充電，可自動(dòng)減少電流大小結(jié)束充電，避免過充電。用戶無需選擇何種充電方式。

如果您想了解更多汽車技術(shù)相關(guān)的知識(shí)，請(qǐng)到技術(shù)頻道！

● 快速（超級(jí)）充電模式（特斯拉超級(jí)充電站）

　　顧名思義為能快速充滿電的充電方法，通過非車載充電機(jī)采用大電流給電池直接充電，使電池在短時(shí)間內(nèi)可充至80%左右的電量，因此也稱為應(yīng)急充電?？焖俪潆娔Ｊ降拇頌樘厮估?jí)充電站?？焖俪潆娔Ｊ降碾娏骱碗妷阂话阍?50～400A和200～750V，充電功率大于50kW。此種方式多為直流供電方式，地面的充電機(jī)功率大，輸出電流和電壓變化范圍寬。

　　雖然快速充電的充電速度非常高，其充電時(shí)間接近內(nèi)燃機(jī)注入燃油的時(shí)間?？墒浅潆娫O(shè)備安裝要求和成本非常高。并且快速充電的電流電壓較高，短時(shí)間內(nèi)對(duì)電池的沖擊較大，容易令電池的活性物質(zhì)脫落和電池發(fā)熱，因此對(duì)電池保護(hù)散熱方面要求有所更高的要求，并不是每款車型都可快速充電。無論電池再完美，長(zhǎng)期快速充電終究影響電池的使用壽命。

　　至于為什么快速充電會(huì)給電池帶來傷害，是因?yàn)槠涑潆姺椒ㄊ遣捎妹}沖快速充電。脈沖快速充電是指充電過程中不斷用反復(fù)放電充電的循環(huán)充電。首先給電池組用0.8-1倍額定容量的大電流進(jìn)行定流充電，使蓄電池在短時(shí)間內(nèi)充至額定容量的50%-60%。接著由電路控制先停止充電25～40ms，接著在放電或反充電，使電池組反向通過一個(gè)較大的脈沖電流，然后在停止充電。之后的充電都按照正脈沖充電-前停充-負(fù)脈沖瞬間放電-后停充-再正脈沖充電的循環(huán)，直至充滿。

　　脈沖快速充電的最大優(yōu)點(diǎn)為充電時(shí)間大為縮短；且可增加適當(dāng)電池容量，提高啟動(dòng)性能。可是脈沖充電電流較大，對(duì)極板的活性物質(zhì)的沖刷力強(qiáng)，活性物質(zhì)易脫落，因此對(duì)電池組壽命有一定影響?，F(xiàn)階段大多數(shù)快速充電都采取脈沖充電方法。

　　快速充電模式實(shí)質(zhì)上為應(yīng)急充電模式，其目的是短時(shí)間內(nèi)給電動(dòng)汽車充電。高功率高電壓的工作條件，從而使得快速充電模式僅存在在大型充電站或公路旁作為應(yīng)急使用?？傮w使用層面來說，并不建議常使用快速充電模式進(jìn)行充電?，F(xiàn)階段大多數(shù)電動(dòng)車僅可使用常規(guī)的充電模式，快速充電模式僅部分車型支持，如特斯拉、比亞迪戴姆勒騰勢(shì)、北汽新能源E150/200、啟辰晨風(fēng)和榮威E50。

如果您想了解更多汽車技術(shù)相關(guān)的知識(shí)，請(qǐng)到技術(shù)頻道！

● 機(jī)械充電模式（杭州國家電網(wǎng)充電站）

　　除了常規(guī)的直接給車輛充電外，還可以采用更換動(dòng)力電池的方式給電池充電。即在動(dòng)力電池電量耗盡時(shí)，用充滿電的電池組更換電量過低的電池組。將電池組從車上更換下來的方式有：純手動(dòng)形式、半自動(dòng)形式和機(jī)械人更換三種模式。

　　更換電池集成了常規(guī)充電模式和快速充電模式的優(yōu)點(diǎn)，也就是說可以用低谷電給電池組進(jìn)行深度充電，同時(shí)又能在很短時(shí)間內(nèi)為車輛完成“充電”添加能源過程。通過使用機(jī)械設(shè)備更換，整個(gè)電池更換過程花費(fèi)的時(shí)間與現(xiàn)有燃油車加油時(shí)間大致相當(dāng)。

　　更換電池的充電模式最大的限制是各大廠商需要統(tǒng)一電池規(guī)格，大小等標(biāo)準(zhǔn)，并且無法保證每塊電池組的性能一致，從而制約其發(fā)展。還有一個(gè)更為重要的原因是，該市場(chǎng)被國家電網(wǎng)所壟斷，沒有競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手，導(dǎo)致?lián)Q電池充電模式得不到應(yīng)有的發(fā)展。國家電網(wǎng)提供的電池組規(guī)格為80V、60Ah，電池組性能并不是那么出色。更換電池充電模式在杭州出租車試運(yùn)行，大多數(shù)出租車每天都需要更換三或四次電池組才可滿足日常運(yùn)營里程需求。因此，更換電池的充電模式并沒有大規(guī)模使用，僅適用出租車、公交車等規(guī)律的商業(yè)運(yùn)營車輛。

● 無線充電模式（未來充電模式）

　　無線充電模式即無需通過電纜來傳遞能量，采用電磁感應(yīng)、電場(chǎng)耦合、磁共振和無線電波等方式進(jìn)行能量的傳遞。采用無線充電模式，首先需要在車上安裝車載感應(yīng)充電機(jī)。車輛的受電部分與供電部分沒有機(jī)械鏈接，但需要受電體與供電體對(duì)接較為準(zhǔn)確。

　　現(xiàn)在無奈受制于技術(shù)成熟度和基礎(chǔ)設(shè)備的限制，無線充電技術(shù)暫時(shí)沒有大批量產(chǎn)應(yīng)用。業(yè)內(nèi)主流的無線充電技術(shù)主要采用電磁感應(yīng)和磁共振方式傳遞電能，但磁共振方式充電效率更加高，而且電磁輻射強(qiáng)度更低，比手機(jī)通話時(shí)強(qiáng)度要小，更重要一點(diǎn)送電線圈與受電線圈無需非常對(duì)齊，這一點(diǎn)是電磁感應(yīng)所不及的。

　　無線充電模式未來應(yīng)用的前景無法估量，肯定的是不再是現(xiàn)階段“偽”無線充電那樣需要停在固定位置進(jìn)行充電。未來將能邊走邊充電，電能可能來自于路面鋪裝的供電系統(tǒng)，或者來自于汽車上接受的電磁波能量。

● 總結(jié)

　　現(xiàn)階段每一種充電模式都有明顯短板，并不能很好滿足人們出行的需求。常規(guī)充電模式時(shí)間太長(zhǎng)、快速充電模式損害電池壽命、機(jī)械充電模式卻被某機(jī)構(gòu)壟斷。未來一段時(shí)間內(nèi)，基本都以常規(guī)充電模式為主導(dǎo)地位，這種不傷害電池的充電模式更得到廠商的青睞，而且成本更低；現(xiàn)階段可使用快速充電模式的車型甚少，如特斯拉、EV200、騰勢(shì)、晨風(fēng)和榮威E50。即便如此，無論何種充電模式，最終的目的是讓車輛可以更高效去行駛更遠(yuǎn)路程。若能解決充電模式的問題，電動(dòng)車的發(fā)展便更上一個(gè)臺(tái)階。

如果您想了解更多汽車技術(shù)相關(guān)的知識(shí)，請(qǐng)到技術(shù)頻道！