在電動汽車日益普及的當下，構建高效充電網(wǎng)絡的重要性不言而喻。充電堆與充電樁作為電動汽車充電設施的兩種不同形式，常常被人們誤解為同一概念，然而實際上，它們在設計、功能以及應用前景等方面均存在著顯著差異，各自承載著不同的技術使命與特定的應用場景。
充電樁是一種帶有充電槍以及人機交互界面的充電設備，通俗來講，就是能夠為電動汽車進行充電的電氣設備。它是較小的充電單元，通常安裝在公共場所，如加油站、商場或者居民小區(qū)等地。充電樁直接與交流電網(wǎng)相連接，能夠提供固定功率的充電服務。充電樁主要分為直流充電樁（又稱快充充電樁）和交流充電樁（又稱慢充充電樁）。直流充電樁采用三相四線制供電方式，能夠直接為動力電池充電；而交流充電樁僅提供電力輸出，需要連接車載充電機（OBC）才可以實現(xiàn)充電功能。一般來說，充電樁配備了智能識別、計費管理、遠程監(jiān)控以及安全保護等多種功能。
充電堆是一種大型的電源集群，其專門針對滿足大規(guī)模充電需求而設計，常見于大型停車場或者企業(yè)等場所。充電堆能夠將交流電轉換為直流電，并且配置有多個充電模塊，可同時為多輛電動車提供充電服務。它的設計目標在于高效利用電源模塊，合理分配充電功率，從而能夠滿足不同車型的充電需求，極大地提高了充電轉換效率以及設備的利用率充電樁的主體結構由樁體、充電模塊、顯示屏、連接線纜、賬務管理模塊以及安全保護裝置等多個部分構成。這些部分的結構設計水平以及質量狀況，直接關乎充電樁的使用壽命長短與安全性高低。充電堆主要由能量單元、充電控制器、監(jiān)控系統(tǒng)、能量調度系統(tǒng)、通信系統(tǒng)以及散熱系統(tǒng)等部分組成。純電動汽車充電的一般結構框圖如下所示。其工作原理為：三相電網(wǎng)輸入交流電，通過橋式不可控整流電路將交流電轉換為直流電，再經 LCR 電路進行濾波處理后，傳輸至高頻 DC-DC 功率變換器。功率變換器經過直直變換，輸出符合需求的直流電壓，經輸出濾波后，為電動汽車蓄電池進行充電。在充電過程中，可選擇定電量、定時間、定金額、自動（充滿為止）這四種模式綜上，充電樁的工作原理可以總結為利用電源、轉化器和輸出裝置結合在一起，從而將電壓由低變高，將高壓轉換成能提供電力供應的狀態(tài)，最后實現(xiàn)給電動汽車充電。
充電堆主要由充電模塊、監(jiān)控模塊、能量調度模塊以及通信模塊組成。各個模塊之間緊密配合，共同完成智能充電任務。監(jiān)控模塊能夠實時監(jiān)測電池模塊的電壓、電流以及溫度等參數(shù)，并根據(jù)這些參數(shù)對充電模塊的輸出進行調整，以確保按照車端電池模塊的需求進行安全充電。通信模塊與云端服務器相連接，從而實現(xiàn)遠程監(jiān)控和管理，極大地提高了充電堆的智能化與數(shù)字化水平。
▲充電堆結構圖
充電模塊乃是新能源汽車直流充電設備的核心組成部分，其主要作用在于將電網(wǎng)中的交流電轉化為可供電池充電的直流電。在充電樁產業(yè)中，充電模塊是最具價值量的環(huán)節(jié)，其成本占比約達整個充電樁成本的 50%。關于充電模塊，曾有人提及 “功率池化” 這一概念，亦稱為智能柔性充電堆。具體而言，就是將充電站的全部充電模塊集中在一起，從而形成功率池。借助功率切換單元，能夠依據(jù)不同電動車對于電流、電壓的需求進行按需分配，以此提高充電效率，不再出現(xiàn)功率 “浪費” 的情況。充電樁通常安裝在公共場所，比如加油站、商場或者居民小區(qū)等區(qū)域。（1）高速路、港口、機場等重要且人群密集、流動速度快的區(qū)域。在這些區(qū)域，充電堆能夠為電動汽車提供快速充電服務，有效解決電動汽車續(xù)航里程焦慮問題。例如，僅需充電 5 分鐘，車輛便能行駛 200 公里。在網(wǎng)約車運營區(qū)域以及城市周邊公共充電場所，充電堆能夠充分發(fā)揮智能充電的作用。充電速度可快可慢，能夠根據(jù)實際需求自行選擇。充電堆還可以應用于商業(yè)地帶、居住小區(qū)等場所。可以利用小功率堆實現(xiàn)輪充、有序充電等功能，還可以結合儲能系統(tǒng)，實現(xiàn)光儲充一體化。充電樁與充電堆兩者都是電動汽車的充電設施，應用場景不可避免的會出現(xiàn)重復部分，但總的方向是充電樁適合個人用戶或小規(guī)模場所，充電堆適合大型停車場、高速公路服務區(qū)等大規(guī)模充電需求的區(qū)域。
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