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新能源汽車慢充如何拔槍

汽車 更新时间:2024-07-28 02:29:41

筆者原來一直關注快充,寫過一些文章,例如《新能源車的快充之王與歐姆定律 》。最近發現很多朋友對慢充不是非常清楚,所以也寫了一篇小文梳理一下。

新能源汽車慢充如何拔槍(新能源車慢充詳解)1

快充與慢充的區别

新能源車包括兩類:

  1. PHEV,插電混動車
  2. BEV,純電動車

這兩類新能源車都可以使用慢充。所謂快充和慢充,主要區别在于:

  • 快充——使用直流電源或三相交流電源。功率大于20kW
  • 慢充——使用單相交流電源。功率小于7kW

其中,三相交流電源充電功率計算公式為:

三相交流電源的線電壓為380V,如果按照國标規定最大32A工作電流計算,充電功率可達21kW,有人可能将這種充電方式歸為慢充,但筆者傾向于将其歸類到快充,這個功率還是不小的。一個對照是,比亞迪新推出的DM-i系列車型直流快充功率才18kW。

慢充分類

慢充使用單相交流電源,标準電壓為220V。看起來很簡單,其實也有點小複雜,如果不正确使用慢充的充電器,還是有安全隐患的。

常見的交流慢速充電器可以分為兩大類:

  1. 便攜式:連接方式B,模式2。可以簡單理解這是使用牆插(牆壁插座)的連接方式。
  2. 固定式:連接方式C,模式3。這是常見的使用充電樁的連接方式。

新能源汽車慢充如何拔槍(新能源車慢充詳解)2

新能源汽車慢充如何拔槍(新能源車慢充詳解)3

這兩種方式最大的區别在于,便攜式充電器的充電電纜使用普通插頭從電源取電,而固定式充電器的充電電纜是已經連接在充電樁上的。大多數新能源車(包括插電混動車)随車都會贈送一個帶插頭的便攜式充電器;如果車主在車位安裝了交流慢充樁,那就是典型的固定式充電器。便攜式充電器可以放在車上,走到哪充到哪;而使用固定式充電器,車輛隻能回到車位充電。

新能源汽車慢充如何拔槍(新能源車慢充詳解)4

便攜式充電器使用場景

便攜式充電器

也有兩種:

  • 10A規格,約1.5kW,使用10A标準三腳插頭(其中一個腳為地線)。
  • 16A規格,約2.5kW,使用16A标準三腳插頭 。

10A與16A的差别大家容易理解,一般家裡普通插座都是10A的,而空調插座是16A的。16A插頭比較粗大一些,不使用暴力是插不入10A插座的。反過來,10A插頭也很難插入16A空調插座。

新能源汽車慢充如何拔槍(新能源車慢充詳解)5

那麼1.5kW及2.5kW這兩個功率是如何得來的呢?有人會質疑,如果使用10A插頭,充電功率計算值為:

1.5kW與2.2kW差距還是蠻大的。這其中的原因有兩點:

  • 第一是國标中規定10A插頭的最大工作電流為8A(留了20%安全裕量),220V*8A=1.76kW。
  • 第二是交流電源(220V單相)需要經過整流、升壓及濾波等環節變成直流電源(例如400V)才能充到電池裡。這些轉換環節再加上線路會有能量損耗,如果損耗按照15%計算,則有效充電功率為1.76kW*85%=1.5kW。(注:如果充電器的效率做得高一些,功率也會大一點,例如達到1.6kW。)

新能源汽車慢充如何拔槍(新能源車慢充詳解)6

國标對模式2工作電流的限制規定

同理,使用16A插頭的便攜式充電器最大工作電流是13A,減掉損耗後,真正給電池充電的功率約為2.5kW,而不是220V*16A=3.5kW。(注:充電器損耗如果較小功率會大一些,但不超過2.7kW)。

國标中之所以限定了便攜式充電器的工作電流,主要是因為這種插頭連插座的方式不是十分可靠,常常有人敷衍行事将這個插頭插得松松垮垮,或者誰走路時不小心被電纜絆了一下也會把插頭踢松,再有就是這種連接方式往往還經過插線闆之類的延長連接。這些情況下,如果不留出安全裕量,長時間通電會讓不可靠的插頭接觸點發熱量增大甚至着火。很多新能源車主使用所謂高樓“飛線”充電,就是這種便攜式充電方式,其實風險隐患很大,可以想象一下,一陣風吹來,吹動懸垂的電纜,把插頭帶松了一些,那麼插頭接觸點的電阻就會增大,時間長了就可能着火。在網上搜飛線充電着火的新聞,有很多。

其實為了減少風險隐患,在國标中,是禁止使用插線闆之類的延長線的。

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我個人認為,便攜式充電器不應該長期使用。因為便攜式充電器一般充電時間都很長,也許會長達8個小時以上,這麼長時間通大電流(即使有安全裕量),插頭插座的老化幾乎是不可避免的。如果把便攜式充電作為主力充電方式,最好定期檢查一下插頭和插座。

固定式充電樁

固定式充電樁一般也有兩種規格:

  • 6.6kW規格,工作電流32A。也常被稱為7kW規格。
  • 3.3kW規格,工作電流16A。

因為這種固定式充電樁的電纜連接比較可靠,所以工作電流可以達到标稱的線路最大值。例如32A充電樁,交流端功率為220V*32A=7.04kW,減去轉換損耗後(這個工作電流下效率會高一些,達到95%),直流電池充電功率約為6.6kW。

在某些場景中,例如小區地下車庫,從配電變壓器到車位的距離很遠,假設有150米,此時在充電樁上的交流電壓是達不到220V的,也許隻有208V,那麼充電功率會進一步降低,比如隻有6kW。若想降低長距離電纜上的壓降,就要使用更粗的線,對應32A電流正常要使用6平方的線,距離較遠的情況下可以使用10平方電纜。

在新能源車上,慢充的充電功率不僅僅由充電樁決定,也與車載充電機功率有很大關聯。這個車載充電機(OBC,On Board Charger)就是将交流220V轉換為直流電源送給電池包充電的裝置。

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車載充電機OBC

如果這個車載充電機的功率隻有3.3kW,那麼就算是你連接到一個6.6kW的充電樁,到電池的充電功率也隻有3.3kW。如下圖這個銘牌中所示。車載充電機是整個線路的瓶頸。

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比亞迪秦PLUS DM-i的OBC銘牌

這個車載充電機如果是雙向的,既可以把交流變直流,也可以把直流變交流,那麼車輛就具備對外放電功能,比亞迪稱其為移動電站。這種外放220V電源的功能已經不是比亞迪的獨家秘技了,吉利、北汽甚至豐田的新能源車現在都有這種功能了。外放電源一般不超過16A(空調插座最大電流),所以外放電源的功率也不會超過3.3kW。

移動充電寶救援

一個有趣的話題經常被比亞迪車主提起,就是比亞迪的車給其他車輛補電,進行道路救援。

新能源汽車慢充如何拔槍(新能源車慢充詳解)10

例如上圖這種場景,唐DM外放220V電源,遠端的特斯拉通過便攜式充電器從外放電源插座上取電。這種場景的充電功率我判斷為1.5kW,因為那個外放插排一般是10A的。可以看出,這種補電方式效率很低,因為功率太低。

真正比較好的方式是車對車補電(VTOV,Veihcle to Veihcle),兩端的車輛都使用充電槍可靠連接,交流VTOV電流可以達到32A,功率6.6kW,效率比上面圖中那種方式高出四倍!如果是直流VTOV,功率可以再增大幾倍,隻不過這種VTOV需要特殊的電纜且車輛支持,此話題本文不再展開,留待下回分解。

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