電気自動車と燃料車の主な違いは、動力源が異なることです。従来の燃料車は燃料を補給しますが、電気自動車は充電する必要があります。この記事では、電気自動車の充電設備と充電の基礎知識を紹介します。

1. EV充電器の導入

充電機器の外観と性能は大きく異なります。ポータブル、家庭用、急速充電、公共/操作などの名前をよく耳にします。また、充電器のインターフェイスには、AC 充電インターフェイス、DC 充電インターフェイスなどもあります。充電実務者にとっては、レベル 1/2/3、モード 1/2/3/4 など、より紛らわしい用語もたくさんあります。要約すると、専門用語が多すぎて、人々を驚かせます。この記事では、充電の概念をわかりやすく概説します。

充電器は、燃料車の給油設備と同様に、電気自動車の電気エネルギーを補うためのツールであるEV電源設備（Electric Vehicle Supply Equipment – EVSE）の通称です。

ガソリンスタンドでしかできない給油とは異なり、電気自動車は自宅や屋外の充電ステーションで充電できます。もちろん、充電器が必要です。どのような電気自動車にはどのような充電設備が必要で、複雑な充電設備の違いは何ですか?

まず、さまざまな角度から充電器を分類します。

1.1。充電器の分類
1.1.1.基本分類

基本的に、EV 充電器は、AC (スマート延長コード) と DC の「真の」充電器の 2 つのカテゴリに分類できます。

図1にEV充電の原理を示します。左のグレーの部分がAC充電の電流の流れ、右の緑の部分がDC充電の経路です。交流 (AC) パイルが車載充電器 (OnBoard Charger: OBC) に電力を供給し、車載充電器が AC-DC 整流変換を実行して電源バッテリを充電することがわかります。一方、直流 (DC) パイルはオンボード充電器 (OBC) をバイパスします。バッテリーを直接充電します。

理由は簡単です。 EV の電源バッテリーは、直流 (DC) 電流と電圧しか受け取ることができませんが、電力網/家庭用ソケットは、自動車のバッテリーを直接充電できない交流電流を供給します。 ACからDCに変換する必要があり、変換されたDC電力はバッテリーを充電できます。すべての交流 (AC) 充電パイルは、非常にスマートな電源ラインかもしれませんが、充電機器 (OBC) の電源ラインにすぎません。一方、直流（DC）パイルはパワーモジュールを統合し、AC-DC変換はパイルで実行され、出力直流はバッテリーの充電です。

1.1.2.標準分類

残念ながら、2012 年以前の携帯電話の充電インターフェースが複雑で多様であったのと同様に、今日の時点で、電気自動車の充電インターフェースの統一された世界標準はありません。

世界中のインターフェイス タイプについては、図 2 を参照してください。さまざまな規格の充電ケーブルや車載充電インターフェースを汎用的に使用することはできません。

一般的に言えば、現在の基準は、自動車産業を持つ国と重要な市場国であるヨーロッパ/アメリカ/日本/中国によって策定されています。 AC 充電インターフェースには 3 つの規格があります。米国/日本ではタイプ 1、ヨーロッパではタイプ 2、中国では GB/T です。 DC 充電インターフェースには、米国 (北米) の CCS 1、日本の CHAdeMO、欧州の CCS 2、中国の GB/T の 4 つの規格があります。残りの世界は、基本的に米国/ヨーロッパの基準に従います。

1.1.3.力の分類

充電器の電力範囲は 1kW から 500kW です。一般に、一般的な充電器の電力レベルには、3kW のポータブル デバイス (AC) が含まれます。 7/11kW の壁掛け型ウォールボックス (AC)、22/43kW の動作可能な AC コラム デバイス、および 20 ～ 350 または 500kW の直流 (DC) デバイス。

充電器の（最大）電力は、バッテリーに供給できる最大電力です。アルゴリズムは電圧 (V) x 電流 (A) で、三相は 3 倍されます。1.7/3.7kW は、最大電流が 16A の単相電源 (110-120V または 230-240V) 充電器を指します。 、7kW/11kW/22kWは、それぞれ32Aの単相電源と16/32Aの三相電源を備えた充電器を指します。電圧は比較的分かりやすいです。さまざまな国の家庭用電圧基準、および電流は一般に、既存の電気インフラストラクチャ (ソケット、ケーブル、保険、配電設備など) の基準です。北米、特に米国の市場は非常に特殊です。アメリカの家庭には多くの種類のソケット (NEMA ソケットの形状、電圧、および電流) があるため、アメリカの家庭用 AC 充電器の電力レベルはより豊富であり、ここでは説明しません。

DC デバイスの電力は、主に内部電源モジュール (内部並列接続) に依存します。現在は20/30/40kWのモジュールが主流なので、DC機器の電力は上記モジュールの倍数です。ただし、電気自動車のバッテリーの充電電力に匹敵するとも考えられているため、市場では 60/120/240kW の DC 充電器が非常に一般的です。

1.1.4.電圧・モード分類

米国/ヨーロッパでは、電気自動車の充電装置にさまざまな分類があります。米国では通常、レベル 1/2/3 を使用して分類しています。一方、米国 (ヨーロッパ) 以外では、一般的にモード 1/2/3/4 を使用して区別します。

レベル 1/2/3 は、主に充電器の入力端子の電圧を区別するためのものです。レベル 1 は、米国の家庭用プラグ (単相) 120V から直接給電される充電器を指し、電力は一般的に 1.4kW から 1.9kW です。レベル 2 は、アメリカの家庭用プラグ (単相) を使用する充電器を指します。高電圧 208/230V (ヨーロッパ)/240V AC 充電器は、3kW ～ 19.2kW の比較的高い電力を備えています。レベル 3 は、DC 充電器を指します。

モード 1/2/3/4 の分類は、主に充電器が電気自動車と通信するかどうかによって決まります。

モード 1 は、車を充電するための電線を指します。一方の端は壁のコンセントに接続された一般的なプラグで、もう一方の端は車の充電プラグです。車と充電デバイスの間に通信はありません (実際にはデバイスはなく、充電ケーブルとプラグのみです)。現在、多くの国でモード 1 モードでの電気自動車の充電が禁止されています。

モード 2 は、固定設置されていないポータブル AC 充電器を指します。充電プロセス中に通信があります。

モード 3 は、固定設置 (壁または柱) の AC 充電器を指します。充電プロセス中に通信があります。

モード 4 は、特に固定設置型 DC 充電器を指し、通信も行います。

他にも分類があります。たとえば、AC 充電器は、単相、2 相、3 相の入力電源によって分類されます。対応する充電パイル入力端子は、単相、二相、三相のAC電源にそれぞれ接続する必要があり、出力相の数は入力の相数と同じです。 DC パイルは、通常、三相 AC 入力によって電力を供給されます。

また、私設杭と運用では違いがあります。前者は充電と請求が不要ですが、後者は充電と充電が必要です。そのため、ヒューマン・マシン・インターフェース、決済方法、運行・料金システムとの接続が必要です。

2. 電気自動車充電の特徴

電気自動車の充電電力は一定ではなく、リチウム電池の特性によって充電曲線が変化します。簡単に言えば、最終段階で定電流充電、定電圧充電、フローティング充電に分けることができます。

したがって、電気自動車を完全に充電するプロセスは、単純な除算計算 (バッテリー容量 kWh/充電器電力 kW) で得られる充電時間よりも長くなります。

図 5 は、標準的な EV バッテリを充電するための曲線です。

3. 電気自動車の充電に関するよくある誤解

3.1.充電時間を短縮するには、より高出力の充電器を選択する必要がありますか?

答えは必ずしもそうではありません。図 1 に示す AC/DC 充電図から、AC 充電の場合、AC 充電器は単なる電源装置であり、実際の充電電力は自動車充電器によって決定されることがわかります (もちろん、充電器の電力充電器は車の充電器のそれよりも低いです.マシン、ボトルネックは充電器です）。現在、主流の車載充電器は 3/7/11/22kW であるため、22kW AC コンバーターを使用して 3kW 電力の OBC のみで電気自動車を充電すると、最終的な充電電力は依然として 3kW です。

3.2. DC充電器でフル充電できますか？

答えは必ずしもそうではありません。車載充電器 OBC の制限はありませんが、DC はバッテリーを直接充電しますが、バッテリーの上限を考慮する必要があり、バッテリーがサポートできる最大電力も制限されます。ハイエンドではないほとんどの電気自動車は、最高のバッテリーサポートを備えています。充電電力は150kWを超えません。 350kWの超急速充電で充電しても、充電電力はバッテリー（BMS）が許容する最大電力を超えることはありません。もちろん、異なる充電段階の充電電力も異なります。

現在、比較的大きな充電電力をサポートするハイエンドの電気自動車はごくわずかです。たとえば、ポルシェ タイカンは最大 225kW の充電電力をサポートし、アウディの E-Tron は最大充電電力 150kW をサポートします。

4. 充電器購入時の注意点

家庭用充電器を設置する条件がある場合、誰もが電気自動車を購入する方法についてより心配しています。

現在、家庭用は交流が主流であり（一般家庭では直流充電器は価格と電力により設置が制限されている）、まず家庭に設置できる充電器の電力の上限を確認する（家庭の配電容量を確認する/電力供給会社/物件/電気技師) )、および家庭が単相 (国内) か三相 (欧州) かを確認し、購入した電気自動車の車載充電器 (OBC) が単相かどうかを確認します。 -フェーズ (国内の電気自動車 OBC は主に単相) または三相, 最後に、対応する単相/三相充電器を購入します.理論的には、単相および三相の充電器は、単相および三相の車載充電器と互換性がありますが、単相 OBC が搭載されている場合は、三相充電器を搭載する必要はありません。全て。

さらに、賢いか愚かかを選択することを検討する必要があります。スマートは、モバイルアプリ/アイデンティティ認証/充電管理によって制御できる充電器であり、フールは、人間とコンピューターの相互作用がなく、カードをスワイプするか、銃を直接挿入することで充電できることです。スマートデバイスは最初の選択肢であり、制御がより便利になり（定期充電、リモート充電など）、充電記録管理など、多くの利便性が提供されます。また、都市電力網（ドイツ）もあります。新しく設置された家庭用充電器はスマートでなければならないことを規定しています。

まとめると、中国や単相家庭用電力の国では、基本的に単相7kWの家庭用充電器が主流です。三相家庭用電力を使用するヨーロッパの国/地域では、三相 11kW が最適です。モバイル アプリで制御できるスマート充電器をお勧めします。

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