EV充電站有許多不同類型，并為車輛提供不同的充電速度（或水平）。 大多數(shù)充電器可分為以下兩種類型：
1.交流充電器，通過公用電力向車輛的車載充電器提供交流（AC）電源
2.直流充電器，繞過車載充電器，為車載電池系統(tǒng)提供直流（DC）電源。
一些充電器可以提供在同一單元內(nèi)執(zhí)行交流或直流充電的方法。交流和直流充電器還基于它們提供的不同功率水平以及充電站和車輛之間發(fā)生的通信類型進(jìn)一步分類為子類型。雖然電動汽車充電站在結(jié)構(gòu)上可能有所不同，但它們必須滿足三個基本目標(biāo)，才能成為保持電動汽車在道路上行駛的可行解決方案。它們必須是為了安全、高效和可靠而設(shè)計的。
本指南概述了市場上不同類型的電動汽車充電站，展示了常見的結(jié)構(gòu)以及如何將安全性，效率和可靠性整合到最佳設(shè)計中。
交流充電站
交流充電站的作用是安全地從公用電源（電網(wǎng)）向車輛內(nèi)部的車載充電器提供電力。 車載充電器可將交流電源轉(zhuǎn)換為直流電源，為車輛電池充電。 由于車輛中的空間和重量限制，車載充電器和交流充電站通常限于較低的功率量（22kW或更低），這意味著緩慢的充電時間(幾個小時)。
額定用于交流保護(hù)的熔斷器用于限制在系統(tǒng)發(fā)生故障或故障時可能流過的短路或過載電流量。如果由于絕緣層的磨損或電導(dǎo)體的腐蝕或氧化導(dǎo)致布線和印刷電路板帶有超過預(yù)期的電流，熔斷器也可以保護(hù)設(shè)備本身免受火災(zāi)危險。為了方便和易于維護(hù)，一些熔斷器和熔斷器座具有指示功能，以告知您熔斷器是否打開已經(jīng)以及哪一個已經(jīng)打開。
接地故障是用戶或設(shè)備損壞的另一種電擊風(fēng)險。 接觸潮濕，接線錯誤和接線絕緣性能下降只是導(dǎo)致接地故障的部分原因。如果用戶可以觸摸的部分電動充電系統(tǒng)的泄漏電流沒有限制安全水平，則存在電擊風(fēng)險。此外，流到地/地面的過量泄漏電流可能會導(dǎo)致電弧產(chǎn)生足夠的能量來破壞設(shè)備并可能損壞設(shè)備附近的任何物體。 接地故障繼電器是用于檢測這些類型故障的器件，表明需要采取適當(dāng)?shù)男袆?，這往往涉及斷開電源。
除安全性外，電動汽車充電站在室外環(huán)境中的設(shè)備性能和可靠性是其長期生存的關(guān)鍵。交流電網(wǎng)上的電氣瞬變，如雷擊引起的浪涌，或由于電網(wǎng)上其它負(fù)載引起的電壓波動，對電動汽車充電站的敏感電子器件來說往往是個問題。過電壓保護(hù)器件，如金屬氧化物壓敏電阻(MOVS)和瞬態(tài)電壓抑制器(TVS)二極管，在吸收電網(wǎng)瞬態(tài)能量和保護(hù)下游敏感系統(tǒng)方面起著重要作用。靜電放電(ESD)事件對于交流充電站的一些“智能”功能也是有問題的，例如帶有觸摸屏的用戶顯示器、通信端口以及用于無線支付和通信系統(tǒng)的天線。TVS二極管和聚合物ESD抑制器通常是降低ESD事件相關(guān)風(fēng)險的首選解決方案。
直流充電站
直流充電站的作用是將電源從電網(wǎng)(交流電源)轉(zhuǎn)換成直流電源，可以直接輸入到車輛的電池系統(tǒng)中，以便對電池進(jìn)行充電。由于交流電源向直流電源的轉(zhuǎn)換是在充電站進(jìn)行的，因此與交流充電站相比，這些裝置可以向車輛提供更高水平的功率（50kW至350kW以及更高）。 這意味著更快的充電時間（30分鐘或更短）。
由于直流充電站連接到交流電網(wǎng)，額定用于交流保護(hù)的熔斷器也有助于連接到電網(wǎng)。 這些交流熔斷器往往較大，因?yàn)榇蠖鄶?shù)直流充電器安裝在三相市電電源上（與交流充電器的單相供電連接相反）。 此外，接地/接地故障保護(hù)是整合到直流充電站設(shè)計中的重要特征，不僅適用于交流電網(wǎng)側(cè)，還適用于直流輸出側(cè)。 大多數(shù)直流充電器設(shè)計為與交流電網(wǎng)電氣隔離，因此直流側(cè)必須保持與其它一切隔離，包括接地。 用于直流電壓系統(tǒng)的接地故障繼電器有助于檢測是否發(fā)生了電氣故障，其中隔離的直流側(cè)具有到地/地面的泄漏路徑。這些系統(tǒng)通常用于最大限度地降低對用戶造成電擊危險的風(fēng)險。
在直流充電站的設(shè)計中，除了安全性外，功率轉(zhuǎn)換效率也是一個很大的挑戰(zhàn)。設(shè)計的有效性通常是由充電器能提供給車輛的功率與它從交流電網(wǎng)獲得的功率大小來衡量的。
直流充電站往往采用幾個階段的交流/直流和直流/直流轉(zhuǎn)換，以獲得最佳的性能水平，同時最小化整個系統(tǒng)的尺寸和成本。功率轉(zhuǎn)換過程中的效率從功率半導(dǎo)體開始。功率半導(dǎo)體用于開關(guān)電源并改變功率流的方向，以產(chǎn)生可轉(zhuǎn)換為不同電壓或電流水平的交流電級。
功率半導(dǎo)體中的這種切換動作導(dǎo)致加熱，該加熱最終消耗到周圍環(huán)境并且會減少可用于輸送到車輛的功率。二極管，絕緣柵雙極晶體管（IGBT）和金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管（MOSFET）的新增強(qiáng)功能使這些器件變得更加高效。此外，碳化硅等寬帶隙技術(shù)的商業(yè)化已經(jīng)幫助新一代半導(dǎo)體將其開關(guān)損耗降至目前市場中的最低水平。隨著這些功率半導(dǎo)體器件的不斷發(fā)展，用于開關(guān)這些器件的驅(qū)動電路類型也在不斷發(fā)展。較新的IGBT和MOSFET柵極驅(qū)動器正在突破界限，在低壓驅(qū)動電路和高壓功率半導(dǎo)體之間提供更快的開關(guān)和更高的隔離度。
Littelfuse的應(yīng)用專業(yè)知識有助于為電動汽車充電站設(shè)計一些最有效的下一代電源轉(zhuǎn)換器。
