大功率充电桩是一种趋势~

充电桩

电动汽车作为一种发展前景广阔的绿色交通工具，今后的普及速度会异常迅猛，具有非常巨大的市场前景。再全球能源危机和环境危机严重的大背景下，政府积极推进新能源汽车的应用和发展，充电桩作为电动汽所必须的重要配套基础充电设施，具有非常重要的社会效益和经济效益。

下面我们就充电桩进行分类：

➤按照充电方式分类：

    交流充电桩和直流充电桩

➤按照安装方式分类：

    壁挂式充电桩、落地式充电桩和手提携式充电桩

➤按照充电接口分类：

    一桩一充和一桩多充

➤按照充电桩构造分类：

    一体式充电桩和分体式充电桩

➤按照安装地点分类：

    公共充电桩、专用充电桩和私人充电桩

接下来我们主要介绍第一种分类，交流和直流充电桩。

交流充电桩(AC charging)

交流充电桩本质是提供可控制的交流电源，输出电压是交流电，需要车载充电机变压整流。其输出功率受限于车载充电机，主流功率以3.3kW和7kW为主，充电速度较慢，通常称之为“慢充”。

直流流充电桩(AC charging)

直流充电桩是自带变压整流充电管理系统，输出电压就是电池可以直接用的高压直流电。直流充电模块可以多个并联，直流充电桩的输出功率比较大，主流功率以30kW和60 kW为主，充电速度较快，通常称之为“快充”

前面我们提到，目前电动汽车遇到的两大焦虑：里程和充电。公共充电桩少、动力电池续航里程低、充电时间长仍然是制约新能源汽车发展的关键因素。因此如何提高车辆续航里程，缩短充电时间成为行业共识。

而提高充电时长的路径，就是所谓的大功率充电桩，很对车企也都开始自主研发大功率充电桩，比如说保时捷的400KW+充电桩，ABB也成为全国首家350KW大功率充电设备量产的企业。而目前国内，大功率充电桩仍处于起步阶段，因为这里的"大功率"不仅仅只要把功率做大这么简单。

目前针对大功率充电桩还没有明确的定义，我们暂且将电动汽车搭载的电量设定为100kWh(按照每百公里20kWh耗电量计算)，且充电倍率＞2C（即半小时充满电）为前提条件，充电10-20分钟(与传统燃油车的加油时间保持一致)，可以行驶＞100km的充电功率定义为大功率充电。

大功率快充有哪些要求呢？

①对电动电池的要求：

充电倍率：临时补电 10~20min 2C 200KW

           完全充满 10~20min 3~6C  300~600KW

比能量：在体积的限制条件下，容量的需求要求较大(大于200KW/KG左右)；

电池热管理方面(BMS)：控制电池温度，保证可靠性，这一点相信大家都有所了解，对于特斯拉最近的几起起火事件，很多可能是出在这个上面。

②对充电桩的要求：

 大功率的措施是提高电压(750V~800V甚至1000V)和电流，对功率器器件提出了更高的要求；

 连接器：电流增大，连接电缆相应会变粗，同时散热措施也同样需要跟进，目前国内单个允许电流在250A左右；

 从电网负荷角度看，瞬时功率与总体负荷之间存在差距，电网增容与智能协调匹配技术还需提升。

以上我们简单地介绍了大功率充电桩，也可以说是大功率快充。国内目前也有所谓的大功率充电桩或者充电堆。很多都是传统的单体15KW或者30KW拼出来的，而单体做到多大目前我也没有了解到太多，只知道有单体功率60KW和100KW，而SiC在这方面的应用机会越来越大，英飞凌的SiC也已抢占了一些市场，也有相应的SiC模块产品。

那么直流充电桩的系统架构是什么呢？

上图是直流充电桩的大致框架，简单地可以概括为整流+PFC+DC/DC以及其他辅助电路。我们接下来会已15KW直流充电桩为例，逐一对主电路拓扑进行介绍，当然，不一定详尽，也欢迎大家一起讨论起来。