电动汽车充电桩工作原理(实用课件)
充电桩原理
电动汽车快速充电技术原理介绍(2010-05-08 14:42:46)电动汽车充电桩作为电动汽车的能量补给装置，其充电性能关系到电池组的使用寿命、充电时间。
这也是消费者在购买电动汽车之前最为关心的一个方面之一。
实现对动力电池快速、高效、安全、合理的电量补给是电动汽车充电器设计的基本原则，另外，还要考虑充电器对各种动力电池的适用性。
图1所示为快速充电器的控制系统组成，该系统区别于传统充电器所采用的连续电流充电和脉冲电流充电方式，采用了智能化的变脉冲充电方式，即采用如图2所示的充电电流脉冲，包括充电脉冲T1间歇脉冲T2以及放电脉冲T3。
图3为典型的地面充电站中充电器的方案，该充电器由一个能将输人的交流电转换为直流电的整流器和一个能调节直流电功率的功率转换器组成，通过把带电线的插头插入电动汽车上配套的插座中，直流电能就输入蓄电池对其充电。
充电器设置了一个锁止杠杆以利于插入和取出插头，同时杠杆还能提供一个确定已经锁紧的信号以确保安全。
根据充电器和车上电池管理系统相互之间的通讯，功率转换器能在线调节直流充电功率，而且充电器能显示充电电压、充电电流、充电量和充电费用。
这只是充电桩的基本原理，许多细节问题都应在实际应用中不断改进，已得到最便捷的使用方案。
原理结构交流充电桩的电气原理如图3-15所示，分为落地式和壁挂式两种外形结构，如图3-16所示和3-17所示。
■功能特点1）人机交互界面采用大屏幕LCD彩色触摸屏，充电可选择定电量、定时间、定金额、自动（充满为止）四种模式；显示当前充电模式、时间（已充电时间、剩余充电时间）、电量（已充电电量、待充电电量）及当前计费信息。
2）读卡器用于身份识别、记录电量消费信息。
打印机用于消费票据打印。
3）完备的安全防护措施：⏹紧急停止充电按钮；⏹输出过流保护功能；⏹输出漏电保护功能；⏹自动判断充电连接器、充电电缆是否正确连接。
当交流充电桩与电动汽车正确连接后，充电桩才能允许启动充电过程；当交流充电桩检测到与电动汽车连接不正常时，立即停止充电；⏹具有阻燃功能。
电动汽车充电桩工作原理
电动汽车充电桩工作原理电动汽车充电桩（Electric Vehicle Charging Pile，简称EV充电桩），是指用于为电动汽车（Electric Vehicle，简称EV）提供电能充电设备的一种装置。
它是电动汽车使用电能的关键设备之一，通过将外部电能输入到电动汽车的电池中，实现对电动汽车的充电。
1. 供电接入：电动汽车充电桩需要与电网进行连接，一般是通过对电动汽车充电的用户提供的外部电源进行连接。
充电桩需要接入交流电源（Alternating Current，简称AC）或直流电源（Direct Current，简称DC），具体取决于充电桩的类型和性能。
2.电能转换：充电桩需要将交流电源或直流电源转换为电动汽车的电池可以接收的电能。
如果充电桩接入的是交流电源，那么充电桩内部需要进行交流到直流的转换；如果充电桩接入的是直流电源，那么充电桩内部则不需要进行电能转换。
3.电力调节：充电桩根据电动汽车的需求，对输入的电能进行电流和电压的调节，以满足电动汽车的不同充电需求。
这一步骤通常由充电桩内部的电力控制系统进行控制，以保证电能输入的安全和稳定。
4.充电控制：充电桩根据电动汽车的状态，控制充电的开始、停止和充电速率等。
通常情况下，充电桩会先进行车辆和充电桩之间的通信，通过识别电动汽车的标识信息和确定充电要求，然后启动充电。
充电过程中，充电桩需要实时监测电动汽车的充电状态，并根据需求调整充电速度。
5.安全保护：充电桩内部通常配备有一系列的安全保护装置，以确保充电过程的安全性和可靠性。
这些保护装置通常包括过压保护、过流保护、温度保护等，在充电过程中会起到及时停止充电、防止过热、防止电池损坏等作用。
除了以上基本的工作原理，电动汽车充电桩还有一些特殊的功能和性能。
例如快速充电功能，可以通过提供更高的电流和电压，提高充电速度；智能充电管理功能，可以通过与电网的通信，实现充电桩的远程监控和管理等。
总之，电动汽车充电桩的工作原理是将外部电能转化为电动汽车可以接收的电能，并通过充电控制和安全保护等功能，实现对电动汽车的充电。
充电桩的应用原理图解
充电桩的应用原理图解1. 充电桩的基本概述充电桩是指为电动车、插电式混合动力车和其他新能源车辆充电的设备。
它通过将交流电转换为直流电，为车辆的电池充电，实现驱动能源的补给。
下面将介绍充电桩的应用原理。
2. 充电桩的组成部分充电桩主要由以下几个组成部分组成：•电源接入部分：将家庭或商业用电网络与充电桩连接，提供电能源。
•充电控制部分：负责实现充电桩的控制逻辑和充电过程的管理。
•直流输出部分：将交流电能转换为直流电能，供电动车辆充电使用。
•通信模块：与车辆或与车辆管理平台进行通信，实现远程控制和数据传输。
3. 充电桩的工作流程充电桩的工作流程主要包括以下几个步骤：1.用户插电：用户将电动车或插电式混合动力车辆的充电插头插入充电桩的插座。
2.电源接入：充电桩将连接到家庭或商业用电网络，接收电能源。
3.充电控制：充电桩的控制逻辑根据用户需求、车辆信息和电池状态等进行控制，控制充电过程的开关和保护功能。
4.直流输出：充电桩将交流电能转换为直流电能，通过充电插头输出给车辆，供其电池充电。
5.通信与数据传输：充电桩可与车辆进行通信，获取车辆的相关信息，并将充电桩的使用数据传输给车辆管理平台。
6.充电完成：当车辆的电池充满或达到设定的充电时间后，充电桩会自动停止充电，并通知用户或车辆管理平台。
4. 充电桩的安全保护措施为了确保充电过程的安全性，充电桩采取了多种安全保护措施：•过流保护：当电流超过设定值时，充电桩会自动断开电流，避免过载损坏电池。
•过压保护：当充电桩输入电压超过设定值时，会自动断开电流，防止电池过度充电。
•过温保护：充电过程中，如果发现电池温度过高，充电桩会自动停止充电以避免过热。
•短路保护：当充电插头与车辆插座连接不良或存在短路时，充电桩会自动断开电流，保护车辆和充电桩不受损害。
•漏电保护：充电桩会对充电桩本身和车辆之间的电流进行监测，一旦发现漏电情况，会自动切断电流。
5. 充电桩的发展前景随着电动车市场的快速发展，充电桩作为电动车充电基础设施的重要组成部分，其发展前景广阔。
充电桩结构原理及性能介绍课件
一 充电桩介绍
（一）. 北汽新能源充电桩介绍
北汽新能源为旗下车型提供四种充电解决方案：公共充电桩、北汽充电桩、插座充电、家用充电桩。 按照充电方式分为常规充电（俗 称慢充）及快速充电（俗称快充） 两种方式。
1.充电桩实物图
（1）快速充电桩
直流充电桩（快速充电）
一 充电桩介绍
充电桩的交流工作电压220V±15%，额定输入功率3.5kW~7kW，充满电需要8小时左右， 造价低廉，安装普遍。
慢充电路原理图
二 充电桩工作原理
（三）. 充电接口及其位置
快充接口位置（直流充电）： 前车标下，为快速充电站设计；单次充电一般需1 小时左右。
慢充接口位置（交流充电）： 以前燃油车的油箱盖加油口处
（一）. 北汽新能源充电桩介绍
1.充电桩实物图
（2）慢速充电桩
即为交流充电桩
北汽新能源家用充电桩基本情况
充电模 式
充电电 压
充电功 率
充电速 度
充电费 用
结算方 式
能否限 制别人
使用
完全充 满需68小时
民用电 价
刷卡结 算
否
家用充电桩（慢充）
一 充电桩介绍
（一）. 北汽新能源充电桩介绍
交流充电模式是以三相或单相交流电源，通过 车载充电机的整流变换，将交流电变换为高压 直流电给动力电池进行供电。
交流充电模式的特征是：充电机为车载系统。
对于功率≤5kW的交流充电机，输入为额定电 压220V±10%、50±1Hz的单相交流电。
对于功率≥5kW的交流充电机，输入为额定电 压380V±10%、50±1Hz的三相交流电。
二 充电桩工作原理
（四）. 快充和慢充的对比
电动汽车充电桩工作原理ppt课件
四、工作流程
交流充电桩的刷卡交易工作流程如图6所示。
图6刷卡交易工作流程
五、通信管理
整体系统由四部分组成：电动汽车充电桩 、集中器、电池管理系统系统(BMS)、充电 管理服务平台。
电动汽车充电桩 电动汽车充电桩的控制电路主要由嵌入式
ARM处理器完成，用户可自助刷卡进行用 户鉴权、余额查询、计费查询等功能，也 可提供语音输出接口，实现语音交互。用 户可根据液晶显示屏指示选择4种充电模式 ：包括按时计费充电、按电量充电、自动 充满、按里程充电等。
X-DR型非车载充电机
交流充电 桩主要提 供车辆慢 充的功能 ，输出为 交流电， 连接车载 充电器。 具体原理 图、实物 图如下：
3.3 监控系统
充电监控系统由一台或多台工作站或服务 器组成，可以包括监控工作站、数据服务 器等，这些计算机通过网络联结。监控工 作站提供充电监控人机交互界面，实现充 电机的监控和数据收集、查询等工作；数 据服务器存储整个充电系统的原始数据和 统计分析数据等，提供数据服务及其他应 用服务。
二、电气系统
交流充电桩电气系统设计:主回路由输入保 护断路器、交流智能电能表、交流控制接 触器和充电接口连接器组成；二次回路由 控制继电器、急停按钮、运行状态指示灯 、充电桩智能控制器和人机交互设备（显 示、输入与刷卡）组成。
• 主回路输入断路器具备过载、短路和漏电 保护功能；交流接触器控制电源的通断； 连接器提供与电动汽车连接的充电接口，
7.6充电机接口和通信要求
充电机接口：充电机与电动汽车之间的连 接应包括以下几部分：高压充电线路、充 电控制导引线、充电控制电源线、充电监 控通信连接线、接地保护线。同时，充电 机应预留与充电站监控系统连接的通信接 口。
充电机通信要求：推荐采用CAN总线以及 CAN2.0协议作为充电机的通信总线形式和 通信协议。 通信内容包括：动力蓄电池单体、模块 和总成的相关技术参数，充电过程中电池 的状态参数，充电机工作状态参数，车辆
电动汽车充电桩的原理
电动汽车充电桩的原理
电动汽车充电桩的工作原理可以分为三个主要步骤：供电、充电和停止充电。
首先，充电桩需要通过电源供电，以提供电能给电动汽车充电。
通常，充电桩会连接到电网，通过特定的电源线路将电能传输到充电桩中。
一旦充电桩接收到电源供电，它会将交流电能转换为直流电能，以适应电动汽车的电池充电需求。
这个转换过程通常通过充电桩内部的充电控制器完成。
充电控制器可以调整电压和电流，以确保电池充电的安全和高效。
在电能转换完成后，充电桩会将直流电能传输到电动汽车的电池中。
这一步骤需要一个连接器将充电桩和电动汽车的充电接口连接起来。
现代的电动汽车充电接口通常具有快速充电和慢速充电两种模式，用户可以根据需求选择合适的充电模式。
一旦连接完成，充电桩会根据电动汽车的充电需求，调整充电电流和电压。
在充电过程中，充电桩会实时监测电动汽车的电池状态，并根据充电需求进行调整。
当电动汽车的电池充满或达到用户设定的充电终止条件时，充电桩会停止充电，并给予提示。
除了基本的供电、充电和停止充电功能外，电动汽车充电桩还具有一些其他的特点和功能。
例如，充电桩通常会具备远程监控和管理功能，可以通过互联网实时监测充电桩的工作状态和电量消耗情况。
此外，充电桩还可以支持不同的支付方式，方便用户进行支付和计费。
总的来说，电动汽车充电桩通过将电能转换为电动汽车可以接受的形式，为电动汽车提供充电服务。
它的工作原理包括供电、充电和停止充电三个主要步骤，通过充电控制器和充电接口实现充电过程的调节和连接。
充电桩的应用原理图解说明
充电桩的应用原理图解说明1. 充电桩的基本概念充电桩，也称为电动汽车充电桩或充电设备，是一种为电动汽车提供电力充电的设备。
它通过将电能转化为电动汽车所需的电能，实现对电动汽车进行充电。
2. 充电桩的组成部分充电桩由以下几个主要组成部分构成：•电源系统：负责提供电能，并将其转化为充电桩所需的电能。
•控制系统：负责管理充电过程，监控电动汽车和充电桩之间的通信，并确保安全和高效的充电。
•充电接口：用于连接电动汽车的充电插头和充电桩的接口，实现电能的传输。
•充电桩架构：包括充电桩的支撑结构和防护外壳等。
3. 充电桩的工作原理充电桩的工作原理可以分为以下几个步骤：步骤一：插头插入电动汽车的驾驶员将充电插头插入充电桩的充电接口。
步骤二：识别和授权充电桩的控制系统会对插入的充电插头进行识别，并与电动汽车的信息进行匹配。
如果识别和授权成功，充电桩会启动充电过程。
步骤三：能量转化和传输一旦授权通过，充电桩的电源系统将电能转化为适合电动汽车的电能，并通过充电接口将电能传输给电动汽车的电池系统。
步骤四：充电管理充电管理是充电桩的控制系统负责的重要任务。
它会监控充电过程中的电流、电压和温度等参数，并根据需要进行调整，确保充电过程的安全和高效。
步骤五：充电完成充电桩的控制系统会根据设定的充电时间或电量限制，自动停止充电过程。
此时，充电插头可以从充电桩的充电接口中拔出，充电完成。
4. 充电桩的应用场景充电桩广泛应用于以下几个方面：•城市公共充电设施：充电桩安装在公共停车场等地，为居民和访客提供便利的电动汽车充电服务。
•商业充电设施：充电桩安装在商业场所（如购物中心、酒店等）停车场，为顾客提供电动汽车充电服务，并增加商业价值。
•居民住宅小区：充电桩安装在住宅小区停车场，方便居民进行电动汽车充电，满足日常充电需求。
•高速公路服务区：充电桩安装在高速公路服务区，为长途驾驶的电动汽车提供充电服务，增加长途出行的便利性和可行性。
•公共交通站点：充电桩安装在公共交通站点，如公交车站、地铁站等，为电动公交车等公共交通工具提供充电设施。
充电桩工作原理
充电桩工作原理电气系统交流充电桩电气系统设计如图5所示，主回路由输入保护断路器、交流智能电能表、交流控制接触器和充电接口连接器组成；二次回路由控制继电器、急停按钮、运行状态指示灯、充电桩智能控制器和人机交互设备（显示、输入与刷卡）组成。
主回路输入断路器具备过载、短路和漏电保护功能；交流接触器控制电源的通断；连接器提供与电动汽车连接的充电接口，具备锁紧装置和防误操作功能。
二次回路提供“启停”控制与“急停”操作；信号灯提供“待机”、“充电”与“充满”状态指示；交流智能电能表进行交流充电计量；人机交互设备则提供刷卡、充电方式设置与启停控制操作。
工作流程交流充电桩的刷卡交易工作流程如图6所示。
通信管理整体系统由四部分组成：电动汽车充电桩、集中器、电池管理系统系统(BMS)、充电管理服务平台。
电动汽车充电桩的控制电路主要由嵌入式ARM处理器完成，用户可自助刷卡进行用户鉴权、余额查询、计费查询等功能，也可提供语音输出接口，实现语音交互。
用户可根据液晶显示屏指示选择4种充电模式：包括按时计费充电、按电量充电、自动充满、按里程充电等。
电动汽车充电机控制器与集中器利用CAN总线进行数据交互，集中器与服务器平台利用有线互联网或无线GPRS网络进行数据交互，为了安全起见，电量计费和金额数据实现安全加密。
电池管理系统系统(BMS)的主要功能是监控电池的工作状态(电池的电压、电流和温度)、预测动力电池的电池容量(SOC)和相应的剩余行驶里程，进行电池管理以避免出现过放电、过充、过热和单体电池之间电压严重不平衡现象，最大限度地利用电池存储能力和循环寿命。
充电服务管理平台主要有三个功能：充电管理、充电运营、综合查询。
充电管理对系统涉及到的基础数据进行集中式管理，如电动汽车信息、电池信息、用户卡信息、充电桩信息;充电运营主要对用户充电进行计费管理;综合查询指对管理及运营的数据进行综合分析查询。
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电池之间电压严重不平衡现象，最大限度地利用 电池存储能力和循环寿命。
电动汽车充电桩工作原理 （实用课件）
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➢充电服务管理平台
充电服务管理平台主要有三个功能：充电管理、 充电运营、综合查询。充电管理对系统涉及到的 基础数据进行集中式管理，如电动汽车信息、电 池信息、用户卡信息、充电桩信息;充电运营主要 对用户充电进行计费管理;综合查询指对管理及运 营的数据进行综合分析查询。
电动汽车充电桩工作原理 （实用课件）
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二、电气系统
交流充电桩电气系统设计:主回路由输入保护断 路器、交流智能电能表、交流控制接触器和充电 接口连接器组成；二次回路由控制继电器、急停 按钮、运行状态指示灯、充电桩智能控制器和人 机交互设备（显示、输入与刷卡）组成。
主回路输入断路器具备过载、短路和漏电保护功
电动汽车充电桩工作原理 （实用课件）
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X-DR型非车载充电机
电动汽车充电桩工作原理 （实用课件）
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交流充电桩
主要提供车 辆慢充的功 能，输出为 交流电，连 接车载充电 器。具体原 理图、实物 图如下：
电动汽车充电桩工作原理 （实用课件）
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3.3 监控系统
充电监控系统由一台或多台工作站或服务器组成 ，可以包括监控工作站、数据服务器等，这些计 算机通过网络联结。监控工作站提供充电监控人 机交互界面，实现充电机的监控和数据收集、查 询等工作；数据服务器存储整个充电系统的原始 数据和统计分析数据等，提供数据服务及其他应 用服务。
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电动汽车充电桩工作原理 （实用课件）
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四、工作流程
交流充电桩的刷卡交易工作流程如图6所示。
电动汽车充电桩工作原理 （实用课件）
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电动汽车充电桩工作原理 （实用课件）
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图电6动刷汽卡车充交电易桩工工作原作理流程
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➢集中器 电动汽车充电机控制器与集中器利用CAN总线
进行数据交互，集中器与服务器平台利用有线互 联网或无线GPRS网络进行数据交互，为了安全 起见，电量计费和金额数据实现安全加密。
➢BMS
电池管理系统(BMS)的主要功能是监控电池的工 作状态(电池的电压、电流和温度)、预测动力电池 的电池容量(SOC)和相应的剩余行驶里程，进行
供电系统主要为充电设备提供电源，主要由一
次设备（包括开关、变压器及线路等）和二次设 备（包括检测、保护、控制装置等）组成，专门 配备有源滤波装置消除谐波，稳定电网。
3.2 充电设备
充电设备是整个充电站电气系统的核心部分，
一般分直流充电装置和交流充电装置（桩），直
流充电装置，即非车载充电机，实现电池快充功
电动汽车充电桩工作原理
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电动汽车充电桩工作原理（实用课件）
一、概述
发展电动汽车是国家新能源战略的重要方向，电 动汽车充电站的技术发展、布局、建设又是发展 电动汽车必不可少的重要环节。电动汽车充电站 电气系统解决方案不但能提供电动汽车电池充电 、换电，还能扩展为分布式储能电站，开放、互 动、智能的充放电管理，将使具有储能电站功能 的充电站成为智能电网的重要组成能部分。
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七、电动汽车充电机的分类
直流充电机：指采用直流充电模式为电动汽车动 力蓄电池总成进行充电的充电机。直流充电模式 是以充电机输出的可控直流电源直接对动力蓄电 池总成进行充电的模式。
交流充电机：指采用交流充电模式为电动汽车动 力蓄电池总成进行充电的充电机。交流充电模式 是以三相或单相交流电源向电动汽车提供充电电 源的模式。交流充电模式的特征是：充电机为车 载系统。
（实用课件）
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电动汽车充电桩工作原理 （实用课件）
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五、通信管理
电动汽车充电桩工作原理 （实用课件）
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整体系统由四部分组成：电动汽车充电桩、集中
器、电池管理系统系统(BMS)、充电管理服务平 台。
➢电动汽车充电桩 电动汽车充电桩的控制电路主要由嵌入式ARM
处理器完成，用户可自助刷卡进行用户鉴权、余 额查询、计费查询等功能，也可提供语音输出接 口，实现语音交互。用户可根据液晶显示屏指示 选择4种充电模式：包括按时计费充电、按电量充 电、自动充满、按里程充电等。
电动汽车充电桩工作原理 （实用课件）
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充电机适应电池类型：充电机至少能为以下三种
类型动力蓄电池中的一种充电：锂离子蓄电池、 铅酸蓄电池、镍氢蓄电池。
电动汽车充电桩工作原理 （实用课件）
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六、控制引导系统
连接方式见图 B2、图B3、 图B4。
图中各部件的 功能与特性见 表B1。
电动汽车充电桩工作原理 （实用课件）
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电动汽车充电桩工作原理 （实用课件）
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电动汽车充电桩工作原理 （实用课件）
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电动汽车充电桩工作原理 （实用课件）
Hale Waihona Puke 26电动汽车充电桩工作原理 （实用课件）
能；交流接触器控制电源的通断；连接器提供与
电动汽车连接的充电接口，具备锁紧装置和防误 操作功能。
电动汽车充电桩工作原理 （实用课件）
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二次回路提供“启停”控制与“急停”操作；信 号灯提供“待机”、“充电”与“充满”状态指 示；交流智能电能表进行交流充电计量；人机交 互设备则提供刷卡、充电方式设置与启停控制操 作。
能，可按功率输出分成大型、中型、小型，公司
产品型号为X-DR。交流充电装置（桩）提供电池
慢充功能，公司产品型号X-AR。
电动汽车充电桩工作原理 （实用课件）
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X-DR型非车载充电机采用V2G技术，通过进口高 频IGBT整流逆变模块，不仅能对动力电池进行安
全、快速地充电，而且依靠控制器与后台系统的
通讯，能将动力电池的能量回馈到电网，完成电 网与电池之间的双向能量交换。X-DR型非车载充 电机采用高速CAN总线，保证通讯连接的快速、 可靠。具体原理图、实物图如下：
电动汽车充电桩工作原理 （实用课件）
4
电动汽车充电桩工作原理 （实用课件）
5
充电接口连接器插座界面
电动汽车充电桩工作原理 （实用课件）
6
三、X-EVR充电站电气系统组成 部分
X-EVR充电站 电气系统包括 供电系统、充 电设备、监控 系统三大部分 。
电动汽车充电桩工作原理 （实用课件）
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3.1 供电系统