1.1 汽车充电：能量的来源
新能源汽车市场表现强劲。目前新能源汽车增速加速明显，根据中汽协数据，我国在 2016~2021年新能源汽车销量年复合增速高达 47.34%。其中2021年全国新能源汽车销量为 352.1 万辆，同比增长 157%，连续 7 年全球第一，新能源汽车总体汽车销量占比为 13.4%。同时，未来我国新能源汽车将有望延续高速渗透架势，根据 2019 年 12 月工信部发布《新能源汽车产业发展规划（2021-2035 年）征求意见稿》，明确提出纯电动乘用车为未来的主流，到 2025年新能源汽车销量占比达到 25%左右。 电动化加速落地：催生庞大充电需求。目前国际知名车企都明确提出自身电动化战略规划，例如大众计划 2022 年之前推出 15 款 MEB 新能源车型；2025 年之前推出 15 款 PPE 新能源车型，新能源车销量达 100 万辆，占公司总销售量 20%-25%；2028 年前推出 70 款纯电动车型，电动车产量达 2200 万辆。全球电动化趋势明显，势必催生庞大的充电需求。
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车载充电：新能源汽车能量的来源。电动车与燃油车不同，主要依靠车载动力电池提供能量，电动汽车行驶过程中不断消耗电能，当电量消耗完毕后，电池能量需要补充。其能量补充形式是将电网或者其他储能设备的能量转换为电池的能量，该过程称之为充电。与此同时，OBC（车载充电机）成为充电过程中的关键部件，其主要负责将电网的电压经过充电桩或交流接口，通过连接给予电池充电。 充电分类: 交流慢充：即传统的电池充电方式，又称常规充电。交流充电设备没有功率转换器，直接将交流电输出，接入车内。车载充电机接受到交流电后将其转换为直流电进行充电。因此交流慢充方案通过车量自带的便携式充电器即可接入家用电源或专用充电桩进行充电。数字振镜
交流充电的功率取决于车载充电机的功率。目前主流车型的车载充电机有分为 2Kw,3.3Kw,6.6Kw 等型号。而交流充充电的电流一般在 16-32A 左右，电流可以是直流或者两相交流电和三相交流电。目前，混合动力车型交流慢充需要4-8 小时充满，其交流充电的充电倍率基本在 0.5C 以下。
交流慢充的优点在于其充电成本较低，不依赖充电桩或者共用充电网络就可以完成充电。但是常规充电的缺点也非常明显，最大的问题在于充电时间较长，目前大部分电车的续航里程均超过 400KM，常规充电对应的充电时间均在 8小时左右，对于有长途行车需求的车主来说，路途中充电焦虑远远大于其他因素。其次，常规充电的充电模式为低电流充电，其充电模式为线性充电，不能很好地对锂电池的特性进行利用。
直流快充：交流慢充的电动车充电问题始终是一大痛点，随着新能源汽车对更高效率充电方案的需求越来越大，快充方案应运而生。快充也即快速充电，或者地面充电。直流充电桩内置功率转换模块，能将电网或者储能设备的交流电转换为直流电直接输入车内电池，无需经过车载充电机进行转换。直流充电的功率取决于电池管理系统和充电桩输出功率，两者取较小值作为输入功率。
ext前端框架快速充电模式的代表为特斯拉超级充电站。快速充电模式的电流和电压一般在 150～ 400A 和 200～750V，充电功率大于 50kW。此种方式多为直流供电方式，地面的充电机功率大，输出电流和电压变化范围宽。目前市场上特斯拉的快充功率达到 120Kw，半小时能充满 80%电量，充电倍率接近 2C。北汽 EV200 可以达到 37Kw，充电倍率约 1.3C。
控制系统：BMS 充电设备的转化过程还需要和电动汽车上动力电池的管理系统 BMS(Battery Management System)配合，BMS的最大优势在于充电过程中，会根据电池的实时状态，来改变电池的充电方案，其非线性的充电模式实现了在安全和保障电池寿命两大前提下的快速充电。
BMS 的功能主要包括以下几类：
usb周边电量状态监控：最基本的电量状态监控内容是动力电池荷电状态（SOC）监控，SOC 是指电池剩余电量和电池容量的百分比，是车主评估电动车续航里程的主要参数。BMS 通过调用电池包上多个高精度传感器的数据，对电池参数信息（电压、电流、温度等）进行实时监控，其监控精度可达 1mV。精确的信息监控外加优秀的算法处理，确保了电池剩余电量评估的精准度。在日常行车过程中，车主可以设置 SOC 的目标值，以实现车辆能耗的动态优化。
翻罐笼电池温度监控：锂电池对温度的敏感程度很高，温度无论过高还是过低都会直接影响电芯的性能，极端情况下会对电池的性能造成不可逆的损伤。BMS 能够通过传感器监控，保障了电池运行的安全环境。
在温度较低的冬天，BMS 会调用加热系统对电芯加热使其达到合适的充电温度，避免电池充电效率降低；而在温度较高的夏天或者是电池温度过高时，BMS 会立即通过冷却系统降低电池温度，保障行车安全。
电池能量管理：电芯的制作工艺误差或者实时温度不一致都会导致其电压各不相同。因此充电过程中，可能电池内一部分电芯已经充满，而另一部分电芯电量还没充满。BMS 系统通过实时监控电芯电压差值，调节减小各个单体电芯之间的电压差，保证各电芯充电的均衡性，提高充电效率，减小能量消耗。
