随着世界正在加速发动电动汽车革命，适应速度仍然很慢。电动汽车（EV）尽管是一种绿色，平稳和便宜的运输方式，但似乎还不实用。原因是两个词，成本和生态系统。目前，电动汽车的价格与汽油车基本持平，因此对于购买者而言，电动汽车的价格不那么重要，随着电池技术的发展和政府计划的推出，电动汽车的成本有望在未来下降。
第二部分是，没有合适的生态系统供购买者毫无麻烦地使用电动汽车。对于“ Ecosystem”，我指的是当电池电量用尽时为电动汽车充电的充电站。想象一下，当您在城镇中没有加油站并且唯一可以加油的地方是家里时，使用汽油车，此外，您至少需要6到8个小时才能为典型的EV充电。特斯拉（Tesla），EVgo，充电点等许多公司已经通过在全国范围内建立充电站来承认这一问题。对于像荷兰这样承诺要在2035年之前放弃汽油发动机的国家，可以肯定的是，未来的道路将被电动汽车取代内燃机取代，并且我们周围将出现许多电动汽车充电站。
但是，电动汽车充电站如何工作？一个充电站可以为所有类型的电动汽车充电吗？电动汽车充电器有哪些类型？EV充电器遵循哪些协议？在本文中，我们将讨论所有这些问题的答案，并了解什么构成电动汽车充电站以及其背后的子系统。在继续学习之前，您应该阅读有关电动汽车中使用的电池以及电动汽车内部电池管理系统的工作方式。
电动汽车供应设备（EVSE）
构成电动汽车充电站的设备统称为电动汽车供应设备（EVSE）。该术语更为流行，它仅指充电站。有人也将其称为ECS，它代表充电站。
EVSE的设计和制造是通过使用电网进行供电来为电池组充电；这些电池组可能存在于电动汽车（EV）或插电式电动汽车（PEV）中。这些EVSE的电源，连接器和协议将根据其设计而有所不同，我们将在本文中进行讨论。
车载充电器和充电站
在我们进入充电站之前，重要的是要了解电动汽车内部的内容以及充电器将连接到哪个部分。如今，大多数电动汽车都带有车载充电器（OBC），制造商还随车提供了充电器。客户将这些充电器与车载充电器一起使用后，就可以从其家中的电源插座为电动汽车充电。但是这些充电器非常基础，并且没有任何高级功能，因此通常需要大约8个小时才能为典型的EV充电。
电动汽车充电站（EVSE）的类型
充电站大致可分为交流充电站和直流充电站两种。
一个交流充电站顾名思义提供AC电源形式的网格向EV，然后使用板载充电器对车辆进行充电转换成DC。这些充电器也称为1级和2级充电器，用于住宅和商业场所。AC充电站的优势在于，车载充电器将根据EV的要求调节电压和电流，因此，充电站与EV通讯不是强制性的。缺点它的低输出功率会增加充电时间。下图显示了典型的交流充电系统。如我们所见，来自电网的交流电通过EVSE直接提供给OBC，然后OBC将其转换为直流电并通过BMS为电池充电。先导线用于检测连接到EV的充电器的类型，并设置OBC所需的输入电流。我们稍后将讨论更多。
甲DC充电站获得交流电源形式的网格，并将其转换为直流电压，并用它的电池组直接通过绕过车载充电器（OBS）进行充电。这些充电器通常输出高达600V的高电压和高达400A的电流，这使得EV可以在不到30分钟的时间内完成充电，而AC充电器则需要8-16小时。这些也称为3级充电器，通常称为DC快速充电器（DCFC）或超级充电器。这种充电器的优点是充电时间快，而缺点是工程复杂需要与EV通信以对其进行高效和安全充电的地方。下面显示了一个典型的DC充电系统，您可以看到EVSE绕过OBS直接向电池组提供DC。EVSE安排在堆栈中以提供高电流，由于电源开关的限制，单个堆栈将无法提供高电流。
通常，Level 1充电器是供住宅使用的，这些是制造商与EV一起提供的充电器，可用于通过标准的家用电源插座为EV充电。因此，它们使用单相交流电源工作，可输出12A至16A之间的任何电流，并且需要约17个小时才能为24kWH的EV充电。一个1级的充电器在充电站没有太大的作用。
该2级充电器被设置为用于电平1充电器的更新它可以被安装在房子，特殊请求中提供的房子具有分相电源，或者可以在公共/商用的充电站使用为好。这些充电器因其高输入电压而可提供高达80A的输出电流，并可在8小时内为EV充电。在3级充电器或超级充电器都是为了单独公共充电站。它们需要从电网输入多相交流电，消耗功率超过240 kW，几乎是我们家庭中典型空调设备的10倍。因此，这些充电器需要得到电网的特别许可才能运行。
在级别2和级别3的充电器被认为是比第1级充电器更高效的，因为AC / DC和DC / DC转换发生在EVSE本身。由于2级和3级充电器的巨大尺寸和复杂性，它们无法内置在EV内，因为这会增加重量并降低EV的效率。
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充电站类型 |
充电器级别 |
交流电源电压和电流 |
充电器电源 |
该为24kWH电池组充电了 |
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交流充电站 |
1级-住宅 |
单相– 120 / 230V和〜12至16A |
〜1.44 kW至〜1.92kW |
〜17小时 |
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交流充电站 |
2级-商业 |
分相– 208 / 240V和〜15至80A |
〜3.1 kW至〜19.2 kW |
〜8小时 |
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直流充电站 |
3级–增压器 |
单相– 300 / 600V和〜400A |
〜120 kW至〜240 kW |
〜30分钟 |
EV充电连接器的类型
就像欧洲人以220V 50Hz工作，美国人以110V 60Hz工作一样，电动汽车也根据其制造国的不同而具有不同类型的充电连接器。这导致ESVE制造商之间的困惑，因为它们无法轻松地普及到所有EV。交流充电器和直流充电器的连接器主要分类如下。
电动汽车交流充电插座：
在这三种最常见的AC充电插座中，JSAE1772插座在北美很流行。如您所见，插头/连接器具有多个连接，三个宽引脚分别用于相，中性和接地，而两个小引脚用于充电器和EV（先导接口）之间的通信，我们稍后将对此进行详细讨论。Mennekes或VDE-AR-E在欧洲用于三相AC充电系统，因此可以输出高达44kW的高功率。Le-Grand也是类似的插座，带有安全挡板，可防止杂物进入充电插座。根据技术标准，建议将来所有交流充电器都只能使用HSAE 1772和VDE-AR-E插座。
电动汽车的直流充电插座：
在直流充电器端，我们有CHAdeMO充电器插座，这是最流行的插座类型。它是由日本引入的，不久又被法国和韩国改编。如今，大多数电动汽车（如日产Leaf，起亚等）都具有这些类型的插座。该插座有两个用于DC电源轨的宽引脚和用于CAN协议的通信引脚。众所周知，Level 3 DC充电器不使用车载充电器，因此必须自行为EV电池组提供所需的电压和电流。这是通过与电池组的BMS通过控制区域网络（CAN）协议建立通信链接（先导链接）来完成的。然后，BMS指示充电器开始充电过程，对其进行监视，然后请求充电器停止充电。
所述特斯拉车有他们自己的类型充电器称为超级充电器，因此具有他们自己的类型的连接器的如上所示。但是他们确实出售适配器，可以将其端口转换为用CHAdeMO或CSS充电器充电。CDD充电器是另一个流行的充电器插座，将交流和直流两种类型的充电器结合在一起。如您在图像中看到的，充电器分为两部分，以同时支持DC和AC。它可以支持CAN和电力线通信（PLC），并广泛用于欧洲汽车，如奥迪，宝马，福特，通用，保时捷等。它可以支持高达400kW的直流输出和43kW的交流输出。
EVSE AC充电站-1级和2级充电器
1级和2级充电站仅需向电动汽车中的车载充电器提供交流电源，然后由其负责充电过程。这可能乍一看。但是他们有责任通过通过引弧线与EV电池组进行通讯，从而按照EV电池组的要求从电网提供适量的电力。TI培训文档中代表的典型交流充电站中存在的子系统如下所示。
的等级1的充电器具有16A的最大输出电流，因为家用电源插座的限制，而级别2的充电器可以提供高达80A时在供给三相操作。1级和2级交流充电器通常都使用SAEJ1772标准插头连接器。
如您所见，交流电源线（L1和L2）通过继电器连接到J1772连接器。该继电器将闭合以开始充电过程，并在充电完成时断开。先导信号通信用于检测电池状态，并且主机处理系统决定应向车载充电器提供多少功率。我们会讨论