充電樁
充電樁其功能類似于加油站里面的加油機(jī)，可以固定在地面或墻壁，安裝于公共建筑（公共樓宇、商場、公共停車場等）和居民小區(qū)停車場或充電站內(nèi)，可以根據(jù)不同的電壓等級為各種型號(hào)的電動(dòng)汽車充電。充電樁的輸入端與交流電網(wǎng)直接連接，輸出端都裝有充電插頭用于為電動(dòng)汽車充電。充電樁一般提供常規(guī)充電和快速充電兩種充電方式，人們可以使用特定的充電卡在充電樁提供的人機(jī)交互操作界面上刷卡使用，進(jìn)行相應(yīng)的充電方式、充電時(shí)間、費(fèi)用數(shù)據(jù)打印等操作，充電樁顯示屏能顯示充電量、費(fèi)用、充電時(shí)間等數(shù)據(jù)。
功能
充電樁（栓）能實(shí)現(xiàn)計(jì)時(shí)、計(jì)電度、計(jì)金額充電，可以作為市民購電終端。同時(shí)為提高公共充電樁（栓）的效率和實(shí)用性，今后將陸續(xù)增加一樁（栓）多充和為電動(dòng)自行車充電的功能。[1]
發(fā)展歷程
充電樁充電樁
截至目前 ， 我國電動(dòng)汽車充電站大多局限于電動(dòng)公交汽車或內(nèi)部集團(tuán)用車 ， 還沒有建成真正面向不同用戶的充電站服務(wù)網(wǎng)絡(luò) 。 已經(jīng)建成或在建的比較有代表性的充電站有如下內(nèi)容 。2006 年 ， 比亞迪在深圳總部建成深圳首個(gè)電動(dòng)汽車充電站 。
2008 年 ， 北京市奧運(yùn)會(huì)期間建設(shè)了國內(nèi)第一個(gè)集中式充電站 ， 可滿足 50 輛純電動(dòng)大巴車的動(dòng)力電池充電需求 。
2009 年 10 月 ， 上海市電力公司投資建成上海漕溪電動(dòng)汽車充電站 ， 是國內(nèi)第一座具有商業(yè)運(yùn)營功能的電動(dòng)汽車充電站 。2009 年底 ， 北京首科集團(tuán)在健翔橋建設(shè)完成了國內(nèi)第一個(gè)包含完整智能微網(wǎng)的北京純 電動(dòng)乘用車示范充電站 。
2009 年 12 月 31 日 ， 南方電網(wǎng)投產(chǎn)的首批電動(dòng)汽車充電站 （ 樁 ） 在深圳建成投運(yùn) ， 建設(shè)規(guī)模為 2個(gè)充電站 、134 個(gè)充電樁（栓） 。
2010 年 3 月 31 日 ， 國家電網(wǎng)公司唐山南湖充電站建成投運(yùn) ， 是我國首座國家電網(wǎng)典型設(shè)計(jì)充電站 ， 可同時(shí)為 10 臺(tái)電動(dòng)汽車按快充和慢充兩種方式進(jìn)行充電作業(yè) 。
種類
按安裝方式分
可分為落地式充電樁、掛壁式充電樁。落地式充電樁適合安裝在不靠近墻體的停車位。掛壁式充電樁適合安裝在靠近墻體的停車位。
按安裝地點(diǎn)分
按照安裝地點(diǎn)，可分為公共充電樁和專用充電樁。 公共充電樁是建設(shè)在公共停車場（庫）結(jié)合停車泊位，為社會(huì)車輛提供公共充電服務(wù)的充電樁。 專用充電樁是建設(shè)單位（企業(yè)）自有停車場（庫），為單位（企業(yè)）內(nèi)部人員使用的充電樁。 自用充電樁是建設(shè)在個(gè)人自有車位（庫），為私人用戶提供充電的充電樁。 充電樁一般結(jié)合停車場（庫）的停車位建設(shè)。安裝在戶外的充電樁防護(hù)等級不應(yīng)低于IP54。安裝在戶內(nèi)的充電樁防護(hù)等級不應(yīng)低于IP32。
按充電接口數(shù)分
可分為一樁一充和一樁多充。
按充電方式分
充電樁（栓）可分為直流充電樁（栓），交流充電樁（栓）和交直流一體充電樁（栓）。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)
電[2] 動(dòng)汽車充電樁作為電動(dòng)汽車的能量補(bǔ)給裝置，其充電性能關(guān)系到電池組的使用壽命、充電時(shí)間。這也是消費(fèi)者在購買電動(dòng)汽車之前最為關(guān)心的一個(gè)方面之一。實(shí)現(xiàn)對動(dòng)力電池快速、高效、安全、合理的電量補(bǔ)給是電動(dòng)汽車充電器設(shè)計(jì)的基本原則，另外，還要考慮充電器對各種動(dòng)力電池的適用性。
快速充電器的控制系統(tǒng)組成：
快速充電器的控制系統(tǒng)
采用了智能化的變脈沖充電方式，即采用充電電流脈沖，包括充電脈沖T1間歇脈沖T2以及放電脈沖T3。
地面充電站中充電器的方案
地面充電站中充電器的方案，該充電器由一個(gè)能將輸人的交流電轉(zhuǎn)換為直流電的整流器和一個(gè)能調(diào)節(jié)直流電功率的地面充電站中充電器的方案功率轉(zhuǎn)換器組成，通過把帶電線的插頭插入電動(dòng)汽車上配套的插座中，直流電能就輸入蓄電池對其充電。充電器設(shè)置了一個(gè)鎖止杠桿以利于插入和取出插頭，同時(shí)杠桿還能提供一個(gè)確定已經(jīng)鎖緊的信號(hào)以確保安全。根據(jù)充電器和車上電池管理系統(tǒng)相互之間的通訊，功率轉(zhuǎn)換器能在線調(diào)節(jié)直流充電功率，而且充電器能顯示充電電壓、充電電流、充電量和充電費(fèi)用。這只是充電樁的基本原理，許多細(xì)節(jié)問題都應(yīng)在實(shí)際應(yīng)用中不斷改進(jìn)，已得到最便捷的使用方案。
建設(shè)要求
作為電網(wǎng)配用電側(cè)的電動(dòng)汽車充電樁（栓），其結(jié)構(gòu)的特殊性決定了自動(dòng)化通信系統(tǒng)的特點(diǎn)是被測點(diǎn)多且分散、覆蓋面廣、通信距離短。并且隨著城市的發(fā)展，網(wǎng)絡(luò)拓?fù)湟缶哂徐`活性和擴(kuò)展性的結(jié)構(gòu)，因此，電動(dòng)汽車充電樁（栓）通信方式的選擇應(yīng)考慮如下問題：
（1） 通信的可靠性——通信系統(tǒng)要長期經(jīng)受惡劣環(huán)境和較強(qiáng)的電磁干擾或噪音干擾的考驗(yàn)，并保持通信的暢通。
（2） 建設(shè)費(fèi)用——在滿足可靠性的前提下，綜合考慮建設(shè)費(fèi)用及長期使用和維護(hù)的費(fèi)用。
（3） 雙向通信——不僅能實(shí)現(xiàn)信息量的上傳，還要實(shí)現(xiàn)控制量的下達(dá)。
（4） 多業(yè)務(wù)的數(shù)據(jù)傳輸速率——隨著以后終端業(yè)務(wù)量的不斷增長，主站到子站、子站到終端之間通信對實(shí)現(xiàn)多業(yè)務(wù)的數(shù)據(jù)傳輸速率要求越來越高。
（5） 通信的靈活性和可擴(kuò)展性——由于充電樁（栓）具有控制點(diǎn)面多、面廣和分散的特點(diǎn)，要求采用標(biāo)準(zhǔn)的通信協(xié)議，隨著“ALL IP”網(wǎng)絡(luò)技術(shù)趨勢的發(fā)展以及電力運(yùn)營業(yè)務(wù)的不斷增長，需要考慮基于IP的業(yè)務(wù)承載，同時(shí)要求便于安裝施工、調(diào)試、運(yùn)行、維護(hù)。
技術(shù)要求
交流式
交流充電樁（栓）技術(shù)要求
1、環(huán)境條件要求
① 工作環(huán)境溫度：-20℃～+50℃；
② 相對濕度：5%～95%；
③海拔高度：≤1000m；
④ 安裝地點(diǎn)：戶外；
⑤ 抗震能力：地面水平加速度 0.3g；
地面垂直加速度 0.15g；
設(shè)備應(yīng)能承受同時(shí)作用持續(xù)三個(gè)正弦波，并且安全系數(shù)應(yīng)大于1.67；
2、結(jié)構(gòu)要求
① 交流充電樁（栓）殼體應(yīng)堅(jiān)固；
② 結(jié)構(gòu)上須防止手輕易觸及露電部分；
③交流充電樁（栓）應(yīng)選用厚度1.0以上鋼組合結(jié)構(gòu)，表面采用浸塑處理，并充分考慮散熱的要求。充電樁（栓）應(yīng)有良好的防電磁干擾的屏蔽功能；
④ 充電樁（栓）應(yīng)有足夠的支撐強(qiáng)度，應(yīng)提供必要設(shè)施，以保證能夠正確起吊、運(yùn)輸、存放和安裝設(shè)備，且應(yīng)提供地腳螺栓孔；
⑤ 樁（栓）體底部應(yīng)固定安裝在高于地面不小于200mm的基座上?；娣e不應(yīng)大于500mm×500mm；
⑥ 樁（栓）體外殼應(yīng)采用抗沖擊力強(qiáng)、防盜性能好、抗老化的材質(zhì)；
⑦ 非絕緣材料外殼應(yīng)可靠接地；
3、電源要求
① 輸入電壓：單相220V；
② 輸出功率：單相220V/5KW；
③ 頻率：50Hz±2Hz；
④ 允許電壓波動(dòng)范圍為：單相220V±15%；
4、電氣要求
① 插頭與插座正確連接確認(rèn)成功后，帶負(fù)載可分合電路方可閉合，實(shí)現(xiàn)對插座的供電；
② 漏電保護(hù)裝置應(yīng)安裝在供電電纜進(jìn)線側(cè)；
③ 低壓配電設(shè)備及線路的保護(hù)應(yīng)滿足《低壓配電設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB/50053）中的相關(guān)規(guī)定；
④ 對IT系統(tǒng)配電線路，當(dāng)?shù)谝淮谓拥毓收蠒r(shí)，應(yīng)由絕緣監(jiān)察裝置發(fā)出音響或燈光信號(hào)，當(dāng)發(fā)生第二次異相接地故障時(shí)應(yīng)由過電流保護(hù)電器或漏電電流動(dòng)作保護(hù)器切斷故障電路；
⑤ 照明配電系統(tǒng)中，照明和插座回路不宜由同一回路供電。插座回路的電源側(cè)應(yīng)設(shè)置剩余 電流動(dòng)作保護(hù)裝置，其額定動(dòng)作電流為30mA；
6、安全防護(hù)功能
① 交流充電樁（栓）應(yīng)具備急停開關(guān)，可通過手動(dòng)或遠(yuǎn)方通信的方式緊急停止充電；
② 交流充電樁（栓）應(yīng)具備輸出側(cè)的漏電保護(hù)功能；
③ 交流充電樁（栓）應(yīng)具備輸出側(cè)過流和短路保護(hù)功能；
④ 交流充電樁（栓）應(yīng)具有阻燃功能；
7、IP防護(hù)等級
交流充電樁（栓）應(yīng)遵守IP54（在室外），并配置必要的防雨、防曬裝置；
8、三防（防潮濕，防霉變，防鹽霧） 保護(hù)
充電機(jī)內(nèi)印刷線路板、 接插件等電路應(yīng)進(jìn)行防潮濕、防霉變、防鹽霧處理，其中防鹽霧腐蝕能力滿足 GB/T 4797.6-1995《電工電子產(chǎn)品自然環(huán)境條件 塵、沙、鹽霧》中表9的要求，使充電機(jī)能在室外潮濕、含鹽霧的環(huán)境下正常運(yùn)行；
9、防銹（防氧化）保護(hù)
充電樁（栓）鐵質(zhì)外殼和暴露在外的鐵質(zhì)支架、零件應(yīng)采取雙層防銹措施，非鐵質(zhì)的金屬外殼也應(yīng)具有防氧化保護(hù)膜或進(jìn)行防氧化處理；
10、防風(fēng)保護(hù)
安裝在平臺(tái)上的充電機(jī)以及暴露在外的部件應(yīng)能承受 GB/T 4797.5-9《電工電子產(chǎn)品自然環(huán)境條件降水和風(fēng)》中表 9 規(guī)定的不同地區(qū)、不同高度處相對風(fēng)速的侵襲；
11、防盜保護(hù)
電樁（栓）外殼門應(yīng)裝防盜鎖，固定交流充電樁（栓）的螺栓必須在打開外殼門后方能安裝或拆卸；
12、溫升要求
交流充電樁（栓）在額定負(fù)載長期連續(xù)運(yùn)行，內(nèi)部各發(fā)熱元器件及各部位溫升應(yīng)不超過Q/GDW 397\2009中表2規(guī)定；
13、平均故障間隔時(shí)間（MTBF）
MTBF應(yīng)不小于8760h；
14、安裝垂直傾斜度不超過5%；
15、設(shè)備安裝地點(diǎn)不得有爆炸危險(xiǎn)介質(zhì)，周圍介質(zhì)不含有腐蝕金屬和破壞絕緣的有害氣體及導(dǎo)電介質(zhì)
直流式
a) 充電樁（栓）電源輸入電壓：三相四線380VAC±15%，頻率50Hz±5%；
b) 充電樁（栓）應(yīng)滿足充電對象
c) 充電樁（栓）輸出為直流電，輸出電壓滿足充電對象的電池制式要求；
d) 最大輸出電流滿足充電對象的電池制式1C的充電要求，并向下兼容；
e) 充電方式分為常規(guī)和快速2種方式，常規(guī)為5小時(shí)充電方式，快速為1小時(shí)充電方式（針對不同電池類型選擇）；
f) 實(shí)現(xiàn)智能IC管理；
g) 每個(gè)充電樁（栓）自帶操作器，以供用戶進(jìn)行充電方式選擇和操作指導(dǎo)，并顯示電動(dòng)車電池狀態(tài)和用戶IC卡資費(fèi)信息，實(shí)現(xiàn)無人管理；
h) 充電樁（栓）接口應(yīng)符合GB/TXXXXXXXX電動(dòng)汽車傳導(dǎo)式充電接口(暫行)中直流充電接口的相關(guān)規(guī)定；
i) 充電樁（栓）通訊接口采用CAN通訊接口，通信協(xié)議按照GB/TXXXXXXXX電動(dòng)汽車電池管理系統(tǒng)與非車載充電機(jī)之間的通信協(xié)議(暫行)的規(guī)定執(zhí)行（充電對象為鋰電池電動(dòng)車）；
j) 充電樁（栓）對充電過程中的非正常狀態(tài)應(yīng)具備相應(yīng)的報(bào)警和保護(hù)功能；
k) 充電樁（栓）對電池的狀態(tài)要監(jiān)控，根據(jù)電池的溫度，電壓對充電曲線，充電電流，充電壓自動(dòng)調(diào)整；
l) 充電樁（栓）采用強(qiáng)制風(fēng)冷；
m) 充電樁（栓）防護(hù)等級符合《GB 4208-1993 外殼防護(hù)等級(IP代碼)》IP54要求；
一體式
概述
快速充電樁（栓）設(shè)備采用交直流一體的結(jié)構(gòu)。既可實(shí)現(xiàn)直流充電，也可以交流充電。白天充電業(yè)務(wù)多的時(shí)候，使用直流方式進(jìn)行快速充電，當(dāng)夜間充電站用戶少時(shí)可用交流充電進(jìn)行慢充操作。
外形特點(diǎn)
1、人體工學(xué)設(shè)計(jì)，充分考慮中國人特點(diǎn)，安裝后整機(jī)高度、屏幕高度、鍵盤高度、充電接頭安放槽高度，適宜操作；
2、上出線口的形式，節(jié)省操作者一半的體力；
3、考慮人的使用習(xí)慣和耐用性，采用觸摸和鍵盤互為備份的操控，觸摸屏和鍵盤采用防雨、防塵的設(shè)計(jì)；
4、具備緊急停機(jī)的急停開關(guān)；具備充電接頭安放槽，安放槽可防水；5米長的軟電纜。
功能特點(diǎn)
1、提供人機(jī)交互操作；提供直流、交流充電接口；
2、具備語音提示功能；具備刷卡功能；
3、具備打印憑條的功能；
4、和BMS實(shí)時(shí)通信，獲取動(dòng)力電池類型、單體電壓、剩余容量、溫度、告警等信息；
5、向充電機(jī)發(fā)生控制指令、開關(guān)信號(hào)，控制充電機(jī)啟動(dòng)與停止，獲取充電機(jī)狀態(tài)信息；
6、具備充電接口的連接狀態(tài)判斷、聯(lián)鎖、控制導(dǎo)引等完善的安全保護(hù)控制邏輯；
7、具備CAN2.0B、RS485通訊接口，可以和集中監(jiān)控通信，上送充電狀態(tài)信息；
8、具備漏電、短路、過壓、欠壓、過流等保護(hù)功能，確保充電樁（栓）安全可靠運(yùn)行；防護(hù)等級IP54。