文本描述
第12章 动力电池充电基础设施
12.1 充电机
12.2 充电站
12.1 充电机
充电机是与交流电网连接，为动力电池等可充电的储能系统提供直流电能的设备。一般可由功率单元、控制单元、计量单元、充电接口、供电接口及人机交互界面等部分组成。实现充电、计量等功能，并扩展具有反接、过载、短路、过热等多重保护功能及延时起动、软起动、断电记忆自起动等功能。
充电机技术涉及两个方面：① 充电机的集成和控制技术，主要是通过研究充电过程对电池使用寿命、温度、安全性等方面的影响，选择合理的拓扑结构，采取合适的充电方式，实现充电过程的动态优化及智能化控制，从而实现最优充电；② 充电监控技术，主要是规范充电机和充电站监控系统之间的通信协议，实现对多台充电机状态和充电过程的实时监控，并达到和其他监控系统、运营收费系统通信的功能。
12.1 充电机-充电机的类型
（1）车载充电机
车载充电机安装于电动车辆上，通过插头和电缆与交流插座连接。车载充电机的优点是在蓄电池需要充电的任何时候，只要有可用的供电插座，就可以进行充电。其缺点是受车上安装空间和重量限制，功率小。图12-1为电动轿车安装的3kW车载充电机。
12.1 充电机-充电机的类型
（2）非车载充电机
非车载充电机一般安装于固定的地点，与交流输入电源连接，直流输出端与需要充电的电动汽车充电接口相连接。非车载充电机可以提供大功率电流输出，不受车辆安装空间的限制，可以满足电动车辆大功率快速充电的要求。图12-2所示为电动轿车提供快速充电的50kW充电机。
12.1 充电机-充电机的类型
（3）传导式充电机和感应式充电机
传导式充电机的供电部分与受电部分有着机械式的连接，即输出通过电力电缆直接连接到电动汽车充电接口上，电动汽车上不装备电力电子电路。这种充电器结构相对简单，容易实现，但操作人员不可避免地要接触到强电，所以容易发生危险。感应式充电机利用了电磁能量传递原理，电磁感应耦合方式向电动汽车传输电能，供电部分和受电部分之间没有直接的机械连接，两者的能量传递只是依靠电磁能量的转换，这种结构设计比较复杂，受电部分安装在电动车辆上，受到车辆安装空间的限制，因此功率受到一定的限制，但由于不需要充电人员直接接触高压部件，安全性高。
12.1 充电机-充电机的性能要求
为实现安全、可靠、高效的动力电池组充电，充电机需要达到如下的基本性能要求。
1）安全性。保证电动汽车充电时，操作人员的人身安全和蓄电池组充电安全。
2）易用性。充电机要具有较高的智能性，不需要操作人员对充电过程进行过多的干预。
3）经济性。充电机的成本降低，对降低整个电动汽车使用成本，提高运行效益，促进电动汽车的商业化推广有重要的作用。
4）高效性。保证充电机在充电全功率范围内高效率，在长期的使用中可以节约大量的电能。提高充电机能量转换效率对电动汽车全寿命经济性有重要作用。
5）对电网的低污染性。由于充电机是一种高度非线性设备，在使用中会产生对电网及其他用电设备有害的谐波污染，需要采用相应的滤波措施降低充电过程对电网的污染。
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