互动充电实验室

电动汽车充电模拟器

在一个工作区中按国家/地区测试交流和直流充电标准、千瓦-电压-安培关系、电缆电流和电网值。

9标准

20国家

交流/直流2 型 / CCS

2500最大千瓦

空调之家

2 型 / J1772

电压230V / 400V 当前16A – 32A 最大功率22 kW

直流快速

CCS2·400V拱形。

电压200V – 500V 当前125A – 500A 最大功率250 kW

直流超

CCS2·800V拱门

电压500V – 1000V 当前50A – 500A 最大功率350 kW

MCS 1500kW

兆瓦充电

电压1000V – 1500V 当前100A – 1500A 最大功率1500 kW

MCS 2500kW

卡车/车队

电压1500V 当前1666A 最大功率2500 kW

模拟控制

电站功率（千瓦） 22

电池容量（千瓦时） 75

起始电量 (%) 20

目标电荷（%） 80

⚡ 核心公式

P = V × I

功率（W）=电压（V）×电流（A）

22 000 W = 400V × 55A

3F AC: P = √3 × V × I × cosφ

• 低 V → 高 I → 粗电缆

• 高 V → 低 I → 细电缆

• 800V 与 400V 相比，热损失减少 50%

电压 (V)

400

—

电流 (A)

—

功率 (kW)

—

站

22千瓦

电池

电池状态

20%

15.0 千瓦时

预计。充电时间

--:--

范围/分钟

-- 公里/分钟

电池温度 25℃

效率 95%

架构比较

参数	交流2型	直流400V	直流800V	MCS 1.5MW	MCS 2.5MW
电压	230–400V	200–500V	500–1000V	1000–1500V	1500V
最大电流	32A（63A）	500A	500A	1500A	1666A
最大功率	22–43kW	250千瓦	350千瓦	1500千瓦	2500千瓦
0→80%（75kWh）	〜4小时	约20分钟	约 15 分钟	约 3 分钟	约 2 分钟
电缆	标准	厚	中等	液冷	主动散热
目标车辆	汽车	汽车	汽车	卡车/巴士	卡车/车队

恒定功率下的电压-电流关系 (P = V × I)

400V 拱形。

350kW →875A 必填

800V 拱门

350kW →437A （热量减少 50%）

1500V MCS

1500kW →1000A （液冷）

kW – 伏特 – 安培（按充电标准）

对于每个标准的功率级别，使用 P = V × I 计算得出的实际值。电流值直接决定电缆厚度和冷却要求。

交流 1 型 (J1772) 美国/日本

电源	电压	当前	相	笔记
1.4 kW	120V	12A	1F	住宅 NEMA 5-15
1.9 kW	120V	16A	1F	住宅 NEMA 5-20
3.7 kW	240V	16A	1F	NEMA 6-20（2 级）
7.2 kW	240V	30A	1F	NEMA 14-30
11.5 kW	240V	48A	1F	最高等级 2

AC 类型 2（曼内克斯）欧洲/土耳其

电源	电压	当前	相	笔记
3.7 kW	230V	16A	1F	家庭充电（单相）
7.4 kW	230V	32A	1F	加固家园
11 kW	400V	16A	3F	三相（公共）
22 kW	400V	32A	3F	三相最大
43 kW	400V	63A	3F	交流快充（罕见）

GB/T（中国交流）中国

电源	电压	当前	相	笔记
3.5 kW	220V	16A	1F	标准家庭充电
7 kW	220V	32A	1F	快速家庭充电

CCS1（组合 1）美国/北美

电源	电压	当前	相	笔记
50 kW	400V	125A	DC	标准直流快速
100 kW	400V	250A	DC	中速
150 kW	500V	300A	DC	快
350 kW	800V	437A	DC	超快（800V）
500 kW	1000V	500A	DC	CCS1 最大

CCS2（组合 2）欧洲/土耳其

电源	电压	当前	相	笔记
50 kW	400V	125A	DC	标准直流
100 kW	400V	250A	DC
150 kW	400V	375A	DC	400V车辆限制
250 kW	800V	312A	DC	800V 车辆（Ioniq、Taycan）
350 kW	800V	437A	DC	CCS2 最大 (2024)

查德莫日本/全球

电源	电压	当前	相	笔记
50 kW	500V	100A	DC	第一代
100 kW	500V	200A	DC	第2代
200 kW	500V	400A	DC
400 kW	1000V	400A	DC	查德莫3.0

NACS / 特斯拉增压器美国/全球

电源	电压	当前	相	笔记
72 kW	400V	180A	DC	V2增压器
150 kW	400V	375A	DC	V2专用
250 kW	800V	312A	DC	V3增压器
500 kW	1000V	500A	DC	V4 增压器 (2024+)

MCS：兆瓦充电全球（重型）

DC MCS

电源	电压	当前	相	笔记
700 kW	1000V	700A	DC	MCS 入门级
1000 kW	1000V	1000A	DC	1 MW — 卡车充电
1500 kW	1000V	1500A	DC	需要液冷电缆
1500 kW	1500V	1000A	DC	高压型号
2000 kW	1500V	1333A	DC	2025+ 目标
2500 kW	1500V	1666A	DC	MCS 最终目标 (ISO 15118-20)

GB/T（中国直流）中国

电源	电压	当前	相	笔记
60 kW	750V	80A	DC
120 kW	750V	160A	DC
237 kW	750V	250A	DC	双输出
480 kW	1000V	480A	DC	GB/T 新一代（2023+）

快速计算 — 功率和电压 → 电流

功率（千瓦）

电压

结果：当前

375 A

直流充电如何工作？与AC有什么区别？

🔵 交流充电 — 车内转换

🔌

网格

230V/50Hz 交流电

↓

🏠

EVSE站

通过交流电流，不进行转换

↓

⚠️

车辆 OBC（车载充电器）

AC → DC 转换器 · 3.7–22 kW 限制 · 产生热量！

↓

🔋

电池

接收直流电（400V / 800V）

瓶颈： OBC容量限制了充电速度。即使在 22 kW 的充电站上，配备 11 kW OBC 的车辆也只能接收 11 kW 的功率。

⚡ 直流充电 — OBC 旁路，直接充电

🔌

网格

400V / 三相交流

↓

🏭

电站电源模块 (PFC)

交流 → 直流 · 50kW–2500kW · 与 BMS 通讯

↓

✅

OBC 旁路

车载转换器被绕过

↓

🔋

电池

直接接收DC·BMS实时控制电流

优点： 通过绕过 OBC，可以传输更高的功率。 Limit：BMS可接受的车辆电池电压和最大电流。

📈 BMS 控制的 CC-CV 充电曲线

⚡ 第 1 阶段：恒流 (CC)

0% → 80% SOC
之间电流恒定，电压缓慢上升
例：437A恒定，500V→800V上升
峰值功率→最快相位

🔋 第 2 阶段：恒压 (CV)

80% → 100% SOC
之间电压不变，电流减小
示例：800V恒定，437A→20A
电池保护 → 充电速度减慢

为什么速度慢到80%？ 化学饱和从电池开始。高电流会导致电池镀锂，造成永久性损坏。 BMS 限制电流以防止这种情况发生。

🏗️ 直流车站内部架构

🔌

输入变压器

将 10kV–35kV 中压降至 400V。 MCS 需要大型变压器。

🔄

PFC 电源模块

每个模块30–50kW。并行运行以达到总功率。效率高达 97% 以上。

🧠

电池管理系统通讯

CAN 总线/ISO 15118/OCPP。车辆每秒传输 100 多个数据包。

❄️

冷却系统

500kW 以上强制采用液体冷却。电缆和模块冷却是独立的电路。

🔴 MCS — 兆瓦充电系统

CharIN 制定的 MCS 标准 (ISO 15118-20) 专为重型车辆而设计。提供的电量是普通直流充电的 5 至 10 倍。使用强制液冷电缆系统。

最大电压

1500 V

最大电流

3000 A

最终目标

4500 kW

标准

ISO 15118-20

功率级别

700 kW 1000V × 700A

1000 kW 1000V × 1000A

1500 kW 1000V × 1500A

1500 kW 1500V × 1000A

2000 kW 1500V × 1333A

2500 kW ⭐ 1500V × 1666A

⚙️ 技术挑战与解决方案

🌡️

电缆热管理

铜电缆在 1000A+ 时会明显发热。 MCS 电缆具有内部液体冷却通道。

热量 ∝ I² × R（焦耳定律） · 2x 电流 = 4x 热量

💧

液冷电缆

包含 2 个液体通道：甘油-水混合物去除热量。电缆直径：~35–50mm。

标准：IEC 62196 · 冷却能力：10–20 kW 热量

🔒

安全

1500V DC 可以产生致命的电弧。实时监测绝缘情况，接触前电压归零。

HVIL · 响应时间 <2ms · ISO 15118-20

🏭

电网需求

2.5 MW ≈ 2000 个家庭同时用电。需要中压 (10–35 kV) 连接。

解决方案：BESS电池缓冲器提供即时电力支持

📡

电池管理系统速度

在 2500 kW 时，BMS 必须每毫秒更新一次电流。延迟=电池损坏。

ISO 15118-20 <1ms·PLC+以太网物理层

⚡

目前的例子

Tesla V4：500kW · Kempower：400kW · Heliox 1MW：卡车 · ABB Terra HP：2400kW

⏱️ 充电时间比较（75 kWh，20%→80%）

交流3.7千瓦

〜10小时

交流11千瓦

约3.5小时

交流22千瓦

〜2小时

直流50千瓦

约 55 分钟

直流150千瓦

约 22 分钟

直流350千瓦

〜9分钟

特斯拉 V4 500 千瓦

约 6 分钟

MCS 1000千瓦

约 3 分钟

MCS 1500千瓦

约 2 分钟

MCS 2500 kW ⭐

〜1.2 分钟

* 因车辆 BMS 限制、电池温度和当前 SOC 而异。

🌍 各国电网电压、频率、家庭和工业用电

110–127V系统 220–230V 系统混合/区域工业/三相：380–415V

国家	电压	频率。	家用放大器	工业/三相	电动汽车充电	插座	笔记
🇺🇸美国	120V	60Hz	15–20A	208/240/480V 3F	30–50A	A型/B型	240V 仅适用于大型电器（烘干机、炉灶、电动汽车充电）
🇯🇵日本	100V	50/60Hz	15–20A	200V 3F	30A	A型	世界上最低的电网电压。西日本=60Hz、东日本=50Hz
🇨🇦加拿大	120V	60Hz	15A	208/240/480V 3F	30–50A	A型/B型	和美国一样的制度
🇲🇽墨西哥	127V	60Hz	15A	220/440V 3F	30A	A型/B型	中美洲大部分地区使用 110–127V
🇹🇼台湾	110V	60Hz	15A	220/380V 3F	30A	A型	与日本类似的制度
🇧🇷巴西	127/220V	60Hz	15–16A	220/380V 3F	32A	丁腈橡胶 14136	因地区而异；部分城市使用220V
🇹🇷土耳其	230V	50Hz	16A	400V 3F	32A	F 型（舒科）	标准欧盟体系
🇩🇪德国	230V	50Hz	16A	400V 3F	32A	F 型（舒科）	三相 400V 家庭连接很常见
🇫🇷法国	230V	50Hz	16–20A	400V 3F	32A	E型	E型插座有不同的插针插座
🇬🇧英国	230V	50Hz	13A	400V 3F	32A	G 型（BS 1363）	插头内置保险丝（3A/5A/13A）
🇳🇱荷兰	230V	50Hz	16A	400V 3F	32A	F/E型	欧盟最密集的电动汽车充电基础设施
🇳🇴挪威	230V	50Hz	16–20A	400V 3F	32A	F型	人均电动汽车拥有量世界第一
🇨🇳中国	220V	50Hz	10–16A	380V 3F	32A	国标2099	采用GB/T收费标准
🇦🇺澳大利亚	230V	50Hz	10A	400V 3F	32A	I 型（AS/NZS）	低插座安培；断路器是20A+
🇮🇳印度	230V	50Hz	6–16A	415V 3F	32A	类型 D/M	大 3 针插头很常见
🇸🇦沙特阿拉伯	127/220V	60Hz	15A	380/400V 3F	30A	A/B/G型	老区127V；新建筑220V
🇦🇪阿联酋	220V	50Hz	13A	400V 3F	32A	G 型（英国）	英国殖民遗产，类似于英国插头
🇰🇷韩国	220V	60Hz	16A	380V 3F	32A	F 型（舒科）	现代/起亚率先推出 800V 架构
🇮🇱以色列	230V	50Hz	16A	400V 3F	32A	H 型 (SI 32)	以色列特有的插座类型
🇿🇦南非	230V	50Hz	16A	400V 3F	32A	M 型 (BS 546)	BS546 大 3 针插座

🇺🇸 110–127V 系统（北美）

北美插座电压为120V / 60Hz。用于大型电器的独立 240V 电路 (NEMA 14-50)。 EV 2 级充电：240V × 32A = 7.7 kW。

120V × 15A = 1.8 kW (Level 1)
240V × 32A = 7.7 kW (Level 2)
240V × 50A = 12 kW (Level 2最大)

🇪🇺 220–230V 系统（欧洲/土耳其）

欧洲标准为230V / 50Hz (IEC 60038)。单相出线16A=3.7kW。三相：400V×32A×√3=22kW。

230V × 16A = 3.7 kW (家居插座)
400V × 16A × √3 = 11 kW (3-相)
400V × 32A × √3 = 22 kW (三相最大)

⚡ 为什么230V更高效？

1000W器件：120V→8.3A，230V→4.35A。电缆热损耗与 I²×R 成正比。 230V系统热损失减少72%。美国无法从 110V 改用，因为 1880 年代的基础设施改造成本太高。

🇯🇵 日本：100V / 50Hz 和 60Hz（按地区）
🇸🇦 沙特阿拉伯：127V（旧）/220V（新）

🔌 世界插头类型和电动汽车充电连接器

1 型 (J1772) 北美、日本

11.5 kW

2 型（曼内克斯） 欧洲、土耳其

43 kW

CCS1 北美

350+ kW

CCS2 欧洲、土耳其

350+ kW

查德莫 日本

400 kW

NACS / 特斯拉 美国，全球推广

AC+DC

500 kW

国标/T（交流） 中国

7 kW

GB/T（直流） 中国

480 kW

MCS 全球重型

2500 kW

来源和标准
CharIN e.V. — MCS 标准
IEC 61851 — 电动汽车充电设备
ISO 15118 — 车辆到电网通信
IEC 60038 — 电网电压标准
NEMA — 北美标准

核心公式
P = V × I（直流/单相交流）
P = √3 × V × I × cosφ（三相交流）
热损失 = I² × R
效率 = P_out / P_in × 100

注意
此页面具有教育意义。实际充电速度因车辆 BMS、电池温度、SOC、电缆和充电站容量而异。

关于电动汽车充电模拟器

该模拟器以可视化和交互方式解释了电动汽车充电系统中千瓦、电压和安培之间的关系、交流和直流充电之间的技术差异、1500-2500千瓦超快速兆瓦充电系统以及各国的电网标准。所有数据均基于真实充电标准（IEC 61851、ISO 15118、CharIN MCS）。