新能源汽車充電技術(shù)

1、.新能源汽車充電技術(shù)的概況新能源汽車，特別是純電動(dòng)汽車的充電技術(shù)，最關(guān)鍵的問題是如 何能實(shí)現(xiàn)高效率的快速充電。這關(guān)系到充電器的容量和性能、電網(wǎng)的 承載能力和動(dòng)力電池的承受能力等。隨著動(dòng)力電池本身充放電速度的 不斷提高，充電系統(tǒng)的性能也在不斷地改進(jìn)，以滿足在多種不同應(yīng)用 情況下的快速充電需求。由于電力的儲(chǔ)運(yùn)和使用比汽油方便得多，充 電設(shè)備的建造也呈現(xiàn)出多樣性和靈活性，既可以為集中式的充電站， 也可以設(shè)置在道路邊、停車場(chǎng)、購(gòu)物中心等任何方便停車的地方。除 了固定充電裝置以外，電動(dòng)汽車還帶有車載充電器，可以在夜間利用 家里的市電插座進(jìn)行充電，甚至還可以在用電高峰期把電力逆變后返 送回電網(wǎng)。目前，根據(jù)

2、不同的汽車動(dòng)力電池電壓和容量、充電速度要 求，以及電網(wǎng)供電容量等因素的考量，固定充電器的容量一般在15100kW,輸出電壓一般為50500V。車載充電器容量則在3kW左 右。目前，世界各國(guó)都在研究電動(dòng)汽車的快速充電技術(shù)。歐洲已研發(fā)出充 電10min可行駛100km的快速充電系統(tǒng)。美國(guó)也已經(jīng)研發(fā)出充電 6min可以行駛100km的超快速充電系統(tǒng)。這些系統(tǒng)都采用國(guó)際通用 的快速充電標(biāo)準(zhǔn)接口，輸入電源可以用交流電，也可以用直流電。由于快速充電系統(tǒng)需要強(qiáng)大的瞬時(shí)功率，所以在快速充電設(shè)施中 電網(wǎng)的承載能力是一個(gè)關(guān)鍵的制約因素。如果想要把充電速度進(jìn)一步 提高，從普通電網(wǎng)直接供電基本上不可能。為了解決這個(gè)矛

3、盾，技術(shù) 人員正著手研發(fā)新一代帶有儲(chǔ)能緩沖環(huán)節(jié)的超快速充電系統(tǒng)。這項(xiàng)技術(shù)目前還處于早期發(fā)展階段，但已經(jīng)有示范系統(tǒng)展示。汽車在行駛中 充電叫作在線充電。這也是技術(shù)人員將要研究和開發(fā)的技術(shù)之一。這 種技術(shù)一旦實(shí)施，車載的電池容量將可以降低。隨著電動(dòng)汽車市場(chǎng)的 迅速發(fā)展，這些技術(shù)一定會(huì)得到廣泛的應(yīng)用并產(chǎn)生巨大的經(jīng)濟(jì)效益。充電系統(tǒng)是新能源汽車主要的能源補(bǔ)給系統(tǒng)。下圖是新能源汽車充 電系統(tǒng)示意圖。新能源汽車充電系統(tǒng)主要由充電樁、充電線束、車載充電器、高壓控 制盒、動(dòng)力電池、DC/DC轉(zhuǎn)換器、低壓蓄電池以及各種高壓線束和低 壓控制線束等組成。以下簡(jiǎn)單介紹新能源汽車充電系統(tǒng)主要組成部分： 充電樁和車載充電器

4、。1）充電樁充電樁作為新能源汽車充電系統(tǒng)的配套設(shè)施，有交流充電樁和直 流充電樁。（1）交流充電樁如圖所示為交流電動(dòng)汽車充電樁，俗稱“慢充”，固定安裝在電動(dòng) 汽車外，與交流電網(wǎng)連接，為電動(dòng)汽車車載充電器（即固定安裝在電 動(dòng)汽車上的充電器）提供交流電源的供電裝置。交流充電樁只提供電 力輸出，沒有充電功能，需連接車載充電器為電動(dòng)汽車充電，相當(dāng)于 只是起了一個(gè)控制電源的作用。（2）直流充電樁如圖所示為直流電動(dòng)汽車充電樁，俗稱“快充”，固定安裝在電動(dòng) 汽車外，與交流電網(wǎng)連接，可以為非車載電動(dòng)汽車動(dòng)力電池提供直流 電源的供電裝置。直流充電樁的輸入電壓采用三相四線AC 380V 15%，頻率50Hz，輸出為

5、可調(diào)直流電，直接為電動(dòng)汽車的動(dòng)力電池充 電。2）車載充電器車載充電器（On-board Charger，也稱車載充電機(jī)），如圖2-1-4所示。車載充電器是充電系統(tǒng)的重要組成部件，將 220V交流電轉(zhuǎn)化為動(dòng)力電池的直流電，實(shí)現(xiàn)電池電量的補(bǔ)給。車載充電器內(nèi)部結(jié)構(gòu)，如圖所示。低壓 通宿端直流 輸出端輸.人端.新能源汽車充電的方法及特點(diǎn)新能源汽車動(dòng)力電池充電的方法主要有快速充電（直流快充）和 常規(guī)充電（交流慢充）以及更換電池的方式等。直流快充和交流慢充方式的區(qū)別是：直流充電（快充）主要是通過充電站的充電樁將直流高壓電直接 通過直流充電口給動(dòng)力電池充電。交流充電（慢充）主要是通過家用電源插頭和交流充電樁

6、接入交 流充電口，通過車載充電器將 220V交流電轉(zhuǎn)為330V直流電（比亞 迪E6為例）給動(dòng)力電池進(jìn)行充電。1）快速充電常規(guī)蓄電池的充電方法一般時(shí)間較長(zhǎng)，給實(shí)際使用帶來諸多不便。 快速充電電池的出現(xiàn)，為純電動(dòng)汽車的商業(yè)化提供了技術(shù)支持。快速充電又稱直流快充或應(yīng)急充電，是以較大直流電流在電動(dòng)汽 車停車的20min2h的短時(shí)間內(nèi)，為其提供充電服務(wù)，一般充電電流 為 150400A。快速充電模式的優(yōu)點(diǎn)是充電時(shí)間短。但是，相對(duì)常規(guī)充電模式， 快速充電也存在一定的缺點(diǎn)：（1 ）“快充”實(shí)際并不快，而且降低動(dòng)力電池使用壽命。由于受電池技術(shù)影響，目前電動(dòng)汽車使用最多的就是鋰電池。鋰元 素是比鈉還要活躍的金屬

7、元素之一，快充易使鋰元素太過活躍，從而 使電池中的電解液發(fā)生沉淀，產(chǎn)生氣泡現(xiàn)象，也就是平常人們所看到 的電池身上易凸起“小包”，摸上去有手感發(fā)熱等情況，嚴(yán)重的會(huì)導(dǎo)致電 池爆炸等安全事故。因此，充電電流不宜過大。目前，市面上各大廠 商都在宣傳其電動(dòng)汽車快速充電時(shí)間在10min左右，實(shí)際上以目前技 術(shù)來看都不現(xiàn)實(shí)。以比亞迪E6純電動(dòng)汽車為例，這款電動(dòng)汽車采用磷 酸鐵鋰電池，其快速安全充電模式的充電時(shí)間仍然需要2h。電動(dòng)汽車充電快慢與充電器功率、電池充電特性和溫度等緊密相 關(guān)。當(dāng)前電池技術(shù)水平下，即使快充也需要30min才能充電到電池容 量的80%，超過80%后，為保護(hù)電池安全，充電電流必須變小，充

8、到 100%的時(shí)間將較長(zhǎng)。止匕外，在冬天氣溫較低時(shí)，電池要求充電電流變 小，充電時(shí)間會(huì)變得更長(zhǎng)些。傳統(tǒng)加油站汽車加油整個(gè)流程為58min，充電站如果無法提供 15min以內(nèi)的快充服務(wù)，基本就失去了社會(huì)基礎(chǔ)建設(shè)的功能性。(2)充電站成本較高，盈利模式值得商榷。目前，直流充電方式的充電價(jià)格在2元/W左右。以一個(gè)充電站 1000kW的容量計(jì)算，加上送變電設(shè)施、鋪設(shè)專用電纜以及新建監(jiān)控 系統(tǒng)等(不包括建設(shè)用地成本)，一個(gè)充電站的成本在300萬500萬元。這樣的高成本，在電動(dòng)汽車還沒完全普及的情況下，是難以維 持充電站的運(yùn)營(yíng)的。直流充電關(guān)鍵技術(shù)如下：高性能直流充電器技術(shù)：效率、諧波、使用壽命。直流充電環(huán)

9、境適應(yīng)性技術(shù)：寬的溫度范圍、戶外使用時(shí)凝露、 風(fēng)沙防護(hù)等。安全防護(hù)技術(shù)：漏電、短路防護(hù)、誤插拔防護(hù)、斷線防護(hù)、傾 倒防護(hù)、防誤操作、防止帶電插拔等。充電器的高互換性技術(shù)：物理接口、電氣接口、通信協(xié)議的高 度兼容互換。直流充電與電網(wǎng)的接口、有序充電以及與電網(wǎng)的互動(dòng)技術(shù)。2 )常規(guī)充電蓄電池在放電終止后，應(yīng)立即充電(在特殊情況下也不應(yīng)超過24h)。常規(guī)充電電流相當(dāng)?shù)?，約為15A，這種充電叫作常規(guī)充電(交 流慢充或慢速充電)。常規(guī)蓄電池的充電方法都采用小電流的恒壓或 恒流充電，一般充電時(shí)間為58卜，甚至長(zhǎng)達(dá)1020h。這種充電方 式是利用車載充電器，接220V交流電即可。常規(guī)慢充方式的適用情況主要有

10、：(1 )用戶對(duì)電動(dòng)汽車的行駛里程要求相對(duì)較低，車輛行駛里程 能滿足用戶1天的使用需要，利用晚間停運(yùn)時(shí)間可以完成充電。(2 )由于常規(guī)慢充充電電流和充電功率比較小，因此在居民區(qū)、 停車場(chǎng)和公共充電站都可以進(jìn)行充電。(3)規(guī)模較大的集中充電站，能夠同時(shí)為多輛電動(dòng)汽車提供停 車場(chǎng)地并進(jìn)行充電。常規(guī)充電模式的優(yōu)點(diǎn)如下：(1 )盡管充電時(shí)間較長(zhǎng)，但因?yàn)樗霉β屎碗娏鞯念~定值并不 是關(guān)鍵問題，因此，充電器價(jià)格和安裝成本比較低。目前，國(guó)內(nèi)廠商提供的交流充電樁價(jià)格在每個(gè) 2.5萬元左右，一 旦市場(chǎng)形成規(guī)?；?，成本可以控制在每個(gè) 5000元以內(nèi)。如圖2-1-7 所示為壁掛式交流充電樁，可安裝在車庫(kù)內(nèi)使用。(2

11、)可充分利用電力低谷時(shí)段進(jìn)行充電，降低充電成本。目前，我國(guó)發(fā)電量和裝機(jī)容量均已居世界第二位，電力裝機(jī)容量達(dá)到8億kW以上，電網(wǎng)的高峰負(fù)荷增長(zhǎng)很快，峰谷差逐年拉大，造 成發(fā)電資源的很大閑置。電動(dòng)汽車依靠充電樁在夜間低谷充電（北京 電網(wǎng)峰谷差達(dá)40%），有利于改善電網(wǎng)運(yùn)行質(zhì)量，減少電網(wǎng)為平衡峰 谷差投入的費(fèi)用，可以說基本上不增加電網(wǎng)的負(fù)荷。（3）可提高充電效率和延長(zhǎng)電池的使用壽命。與快速充電相反，常規(guī)充電的充電電流小，有利于提高充電效率 和延長(zhǎng)電池的使用壽命。常規(guī)充電模式的主要缺點(diǎn)為充電時(shí)間過長(zhǎng)，難以滿足車輛緊急運(yùn) 行的需求。此外，我國(guó)城市的建筑密度也無法滿足電動(dòng)汽車對(duì)充電樁 的需求，我國(guó)城市的建

12、筑結(jié)構(gòu)以高樓為主，地面停車場(chǎng)數(shù)量有限，這 樣會(huì)造成有的車充不上電。這種充電模式通常適用于續(xù)駛里程大的電 動(dòng)汽車且利用晚間停運(yùn)時(shí)間進(jìn)行充電即可，可滿足車輛第二天運(yùn)營(yíng)需 要的情況。交流充電關(guān)鍵技術(shù)如下：（1）各種惡劣環(huán)境的適應(yīng)性技術(shù)：高低溫、高熱、高濕、風(fēng)沙、 凝露、雨水，露天/市內(nèi)使用等。（2）充電安全防護(hù)技術(shù)：漏電、短路、誤插拔防護(hù)、斷線防護(hù)、 傾倒防護(hù)、防誤操作等。（3）充電樁高互換性技術(shù)：物理接口、電氣接口、通信協(xié)議等， 實(shí)現(xiàn)充電樁和電動(dòng)汽車充電的兼容互換。（4）靈活的計(jì)量計(jì)費(fèi)技術(shù)：與各種不同運(yùn)營(yíng)模式的結(jié)合。（5）友好方便的人機(jī)交互技術(shù)：適應(yīng)不同層次、不同水平的操 作者。（6）充電樁的運(yùn)行

13、管理與綜合監(jiān)控。（7）有序充電及與電網(wǎng)的互動(dòng)技術(shù)。3）更換電池方式充電難、充電時(shí)間長(zhǎng)、續(xù)航里程短的問題，一直困擾著新能源汽 車用戶。北汽新能源提出“嫌充電慢不如去換電”的想法，與中國(guó)石油化 工股份有限公司北京分公司簽訂戰(zhàn)略合作協(xié)議，雙方合作開展新技術(shù)、 新產(chǎn)業(yè)在企業(yè)生產(chǎn)和管理中的應(yīng)用。第一步就是利用加油站場(chǎng)地資源 建設(shè)換電站，最先受益的是北京電動(dòng)出租車?，F(xiàn)在國(guó)內(nèi)運(yùn)營(yíng)的電動(dòng)出租車?yán)m(xù)航里程在 150250km，但充滿一 次電需要1h以上，部分車輛甚至需要2h，嚴(yán)重影響了出租車的運(yùn)營(yíng) 效率。北汽新能源開發(fā)的C50EB換電出租車換一塊充滿電的電池僅需 要3min，比普通燃油車加油還快，而且換一次電池可

14、以行駛200km , 不僅可以提高運(yùn)營(yíng)效率，還可以實(shí)現(xiàn)出租車的雙班運(yùn)營(yíng)，提高出租車 公司的效益。此次大力推廣換電模式出租車運(yùn)營(yíng)是解決出租車電動(dòng)化 的最佳途徑，駕駛員收入增加、出租車公司實(shí)現(xiàn)雙班運(yùn)營(yíng)、換電服務(wù) 公司發(fā)展了新的業(yè)務(wù)、新能源汽車得到了發(fā)展并帶動(dòng)了下游產(chǎn)業(yè)鏈的 發(fā)展、電網(wǎng)實(shí)現(xiàn)了低谷電的有效利用、燃油補(bǔ)貼減少實(shí)現(xiàn)綠色財(cái)政， 真正實(shí)現(xiàn)了全產(chǎn)業(yè)鏈的共贏。直接更換電動(dòng)汽車的電池組時(shí)需要考慮的是：由于電池組質(zhì)量較大， 更換時(shí)的專業(yè)化要求較高，故需配備專業(yè)人員借助專業(yè)機(jī)械來快速完 成電池的更換、充電和維護(hù)。采用這種模式，具有如下優(yōu)點(diǎn)：（1）電動(dòng)汽車用戶可租用充滿電的蓄電池，更換需要充電的蓄 電池，

15、有利于提高車輛使用效率，也提高了用戶使用的方便性和快捷 性。（2）對(duì)更換下來的蓄電池，可以利用低谷時(shí)段進(jìn)行充電，降低 了充電成本，提高了車輛運(yùn)行經(jīng)濟(jì)性。（3）從另一個(gè)側(cè)面來看，也解決了充電時(shí)間乃至蓄存電荷量、 電池質(zhì)量、續(xù)駛里程不足及價(jià)格高等難題。（4）可以及時(shí)發(fā)現(xiàn)電池組中單元電池的故障，對(duì)于電池的維護(hù) 工作將具有積極意義。電池組放電深度的降低也將有利于提高電池的 壽命。應(yīng)用這種模式面臨的幾個(gè)主要問題是：電池與電動(dòng)汽車的標(biāo)準(zhǔn) 化，電動(dòng)汽車的設(shè)計(jì)改進(jìn)、充電站的建設(shè)和管理，以及電池的流通管 理等。.新能源汽車充電系統(tǒng)組成與工作原理以北汽新能源EV系列電動(dòng)汽車為例，介紹充電系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)組成表等用電工新

16、能源汽車維修技或蓄電池與工作原理。1）充電系統(tǒng)低壓設(shè)計(jì)的功能純電動(dòng)汽車充電系統(tǒng)低壓部分主要是用于低壓供電及控制信號(hào)。（1）車載充電器相關(guān)低壓部分12V電源（低壓蓄電池）供電：供充電過程中 BMS、VCU、儀CAN通信：BMS通過CAN通信控制車載充電器工作狀態(tài)。CAN網(wǎng)絡(luò)FCBUS250kl典電機(jī) 控制制 MCU空洞 壓縮機(jī) EAS低壓電氣系統(tǒng)供電1電池 管理 系統(tǒng) BMSEVBUS 50016/S動(dòng)力電池高吊控制盒DC/DC 轉(zhuǎn)換器VCU車載 充電器 CHGI快充 設(shè)備 DC-CHM工 整車 控制相 VCU2）慢充和快充控制策略（1 ）充電系統(tǒng)控制過程作為純電動(dòng)汽車的核心，動(dòng)力電池的充電過程

17、由 BMS進(jìn)行控制 及保護(hù)。車載充電器工作狀態(tài)及指令均由BMS發(fā)出的指令進(jìn)行控制，包 括工作模式指令、動(dòng)力電池允許最大電壓、充電允許最大電流、加熱 狀態(tài)電流值?？斐浜吐涞牧鞒叹鶠椋翰捎煤懔饕缓銐撼潆姺椒?，在不同溫度 范圍內(nèi)以恒定電流充電至動(dòng)力電池組總電壓達(dá)到或最高單體電壓達(dá)到 此溫度條件下的規(guī)定電壓值，以恒定電壓充電至電流小于0.8A后停止充電。（2）充電溫度與充電電流的要求快充采用地面充電樁充電，快充充電溫度與充電電流要求（非車 載充電器模式下充電要求），見表慢充充電溫度與充電電流要求（車載充電器模式下充電要求）3）快充模式充電系統(tǒng)組成和原理（1）組成在快充模式下，充電系統(tǒng)主要由充電樁（直

18、流快充樁）、快充接口、高壓控制盒、動(dòng)力電池、整車控制器、高壓線束和低壓控制線束 等組成。（2）快充模式充電系統(tǒng)結(jié)構(gòu)原理圖快充模式充電系統(tǒng)結(jié)構(gòu)原理圖，如圖2-1-11所示。整車控制器是快速充電功能的主控模塊。將快速充電接口由充電 樁連接至車輛快充接口以后，整車控制器通過CC線判斷充電接口已經(jīng)正確連接，并啟用喚醒線路喚醒車輛內(nèi)部充電系統(tǒng)電路及部件。整 車控制器通過輸出高壓接觸器接通指令至高壓控制盒，實(shí)現(xiàn)快速充電 樁與動(dòng)力電池之間高壓電路的接通。接通并實(shí)現(xiàn)充電時(shí)，整車控制器 向儀表輸出正在充電的顯示信息。（3）充電條件要求充電線連接確認(rèn)信號(hào)正常。BMS供電電源正常（12V）。充電喚醒信號(hào)輸出正常（1

19、2V）。充電樁、VCU、BMS之間通信正常（主繼電器閉合、發(fā)送電流 強(qiáng)度需求）。動(dòng)力電池電芯溫度5/45。單體電池最高電壓與最低電壓差0.3V（ 300mV）。單體電池最高溫度與最低溫度差15。絕緣性能20M。實(shí)際單體最高電壓不大于額定單體電壓 0.4V。高、低壓電路連接正常（遠(yuǎn)程開關(guān)關(guān)閉狀態(tài)）。4）慢充模式充電系統(tǒng)組成和原理（1）組成在慢充模式下，充電系統(tǒng)主要由供電設(shè)備（充電樁）、慢充 接口、車載充電器、高壓控制盒、動(dòng)力電池、整車控制器 （VCU）、高壓線束和低壓控制線束等組成。（2）慢充模式充電系統(tǒng)結(jié)構(gòu)原理圖慢充模式充電系統(tǒng)結(jié)構(gòu)原理圖，如圖所示。充電槍連接通過車載充電機(jī)（充電器）反饋到整車

20、控制器， 再喚醒儀表顯示連接狀態(tài)（負(fù)觸發(fā)）；充電機(jī)同時(shí)喚醒整車控制器 和動(dòng)力電池管理模塊（正觸發(fā)），整車控制器喚醒儀表起動(dòng)顯示充 電狀態(tài)（負(fù)觸發(fā)）；正、負(fù)主繼電器由整車控制器發(fā)出指令，并由 動(dòng)力電池管理模塊控制閉合。整車控制揩慢充模式充電系統(tǒng)工作電路，如圖所示，充電樁通過CC連接確認(rèn) 信號(hào)后，把S1開關(guān)從12V端切換到PWM端；當(dāng)檢測(cè)點(diǎn)1電壓降到6V時(shí)，充電樁K1/K2開關(guān)閉合輸出電流。（3）充電控制流程充電控制過程如下交流供電。充電喚醒。BMS檢測(cè)充電需求。BMS給車載充電機(jī)發(fā)送工作指令并閉合繼電器。車載充電機(jī)開始工作，進(jìn)行充電。電池檢測(cè)充電完成后，給車載充電機(jī)發(fā)送停止指令。車載充電機(jī)停止工

21、作。電池?cái)嚅_繼電器。（4）充電條件要求充電線連接確認(rèn)信號(hào)正常。充電機(jī)供電電源正常（含220V和12V）及充電機(jī)工作正 常。充電喚醒信號(hào)輸出正常（12V）。充電機(jī)、VCU、BMS之間通信正常（主繼電器閉合、發(fā)送電 流強(qiáng)度需求）。動(dòng)力電池電芯溫度0/45。單體電池最高電壓與最低電壓差0.3V（ 300mV）。單體電池最高溫度與最低溫度差15。絕緣性能20M。實(shí)際單體最高電壓不大于額定單體電壓 0.4V。高、低壓電路連接正常（遠(yuǎn)程控制開關(guān)關(guān)閉狀態(tài)）。.充電操作及注意事項(xiàng)1）充電電源選擇電動(dòng)汽車的逐步普及已是不爭(zhēng)的事實(shí)，然而目前充電和行程問題成為普及推廣的主要瓶頸。新能源汽車車主在給電動(dòng)汽車選擇充電

22、電源時(shí)需要注意以下事項(xiàng)。目前，國(guó)家電網(wǎng)正在初步規(guī)劃充電站，由于工程量大、投入成 本高周期長(zhǎng)，加上充電時(shí)間長(zhǎng)、車位少、充電站覆蓋點(diǎn)少等缺陷，導(dǎo) 致電動(dòng)汽車車主苦于無法方便地對(duì)自己的愛車進(jìn)行充電。因此，有的 車主就會(huì)在家里拉出線纜，私自改造充電接口，對(duì)電動(dòng)汽車進(jìn)行充 電，這種充電方式存在安全隱患由于技術(shù)和工藝的限制，目前電動(dòng)汽車車載充電器功率都比較 小，一般在3kW左右，采用220V家用電的電流大概在16A左右， 而一般情況下入戶電流容量最大不超過16A，因此，家用電纜會(huì)因 過載工作而有可能引起火災(zāi)。國(guó)家在電動(dòng)汽車充電方面有標(biāo)準(zhǔn)，建議車主使用充電樁進(jìn)行充 電，因?yàn)槌潆姌赌芨鶕?jù)供電電源的容量自動(dòng)限制

23、車載充電器的充電功 率，并能在出現(xiàn)故障后安全、可靠地切斷電源，避免火災(zāi)等事故發(fā)生。標(biāo)準(zhǔn)中不建議在沒有充電樁的情況下進(jìn)行充電，更是禁止在沒有 充電樁的情況下采用三相工業(yè)用電進(jìn)行充電。目前，電動(dòng)汽車充電市 場(chǎng)并未完善，充電手段參差不齊，直接將充電槍插到家用電上充電的 現(xiàn)象也并不少見。電動(dòng)汽車車主需要注意的是，如不按照國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)或不按照規(guī)定 的方式進(jìn)行充電，那么出事故后車主是不能得到國(guó)家的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)保護(hù) 的。針對(duì)這種情況，北京市出臺(tái)了相關(guān)政策，以后購(gòu)買電動(dòng)汽車可標(biāo) 配充電樁，車主以后就可以在物業(yè)小區(qū)里申請(qǐng)安裝充電樁對(duì)汽車進(jìn)行 充電。2）交流充電（慢充）充電樁和充電口選擇（1）慢充充電樁慢充充電的充電樁和

24、主要技術(shù)參數(shù)，如圖 2-1-16所示。它可以采用停車位樁體式（落地安裝）（250V/AC32A/16A）和家用車庫(kù)掛壁式（250V/AC16A）充電樁，也可以采用家用插座交流充電器（240V/AC8A），如圖(2)慢充充電口慢充充電口在實(shí)車上的位置臼柏Ml3）直流充電（快充）充電樁和充電口選擇（1 ）快充充電樁直流充電的充電樁和主要技術(shù)參數(shù)，如圖所示。（2）快充充電口快充充電口在實(shí)車上的位置4）充電時(shí)的注意事項(xiàng)（1）混合動(dòng)力車輛插有充電電纜時(shí)不要加油，與易燃物品保持 充足安全距離。否則，未按規(guī)定插入或拔出充電電纜時(shí)，存在因燃油 燃燒等導(dǎo)致人員受傷或物品損壞的危險(xiǎn)。（2）通過家用插座為高電壓動(dòng)力

25、電池充電，會(huì)導(dǎo)致插座上出現(xiàn) 較高持續(xù)負(fù)荷。因此必須遵守以下說明：不要使用適配器或延長(zhǎng)電纜。充電結(jié)束后首先拔出車上的充電插頭，然后再拔出墻上的充 電插頭。避免絆倒危險(xiǎn)以及充電電纜和插座機(jī)械負(fù)荷。不要將充電插頭插在損壞的插座上。不要使用損壞的充電電纜。為高電壓動(dòng)力電池充電時(shí)，充電插頭和充電電纜可能會(huì)變熱。 如果變得過熱，則此充電插座不適于進(jìn)行充電或充電電纜已損壞。應(yīng) 立即中止充電并讓電氣專業(yè)人員進(jìn)行檢查。反復(fù)出現(xiàn)充電故障或中斷情況時(shí)，聯(lián)系具有專業(yè)資質(zhì)的維修 人員。僅使用防潮和防侵蝕的插座。不要用手指或物體接觸插頭觸點(diǎn)區(qū)域。切勿自行維修或改進(jìn)充電電纜。內(nèi)。進(jìn)行清潔前將電纜兩側(cè)拔出，注意不要將電纜浸入

26、液體充電期間不允許進(jìn)行自動(dòng)洗車。僅在經(jīng)過電氣專業(yè)人員檢查的插座上進(jìn)行充電。殊說明。在不了解的基礎(chǔ)設(shè)施/插座上充電時(shí)，遵守用戶手冊(cè)內(nèi)的特 在車上將充電電流設(shè)置為“較低”。注意:（1）動(dòng)力電池充電過程中，電池管理系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)控制充電電流 的大小，當(dāng)動(dòng)力電池充至滿電狀態(tài)時(shí)，電池管理系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)終止對(duì)動(dòng) 力電池包的充電。（2）當(dāng)環(huán)境溫度太低時(shí)，插上充電接頭以后，電池管理系統(tǒng)會(huì)自 動(dòng)先對(duì)電池進(jìn)行加熱，當(dāng)溫度合適以后才對(duì)動(dòng)力電池進(jìn)行充電。1.車載充電器的功能、位置和電路1）車載充電器的功能車載充電器具備如下的功能：（1）車載充電器將輸入的交流電轉(zhuǎn)換成直流電輸出，為動(dòng)力電池充電。（2）車載充電器工作過程需要與充

27、電樁、BMS、VCU等部件進(jìn) 行通信。（3）車載充電器根據(jù)動(dòng)力電池需求可調(diào)節(jié)輸出功率。有些廠家如北汽新能源生產(chǎn)的EV160，將車載充電器、DC/DC轉(zhuǎn)換 器、高壓控制盒集成為一體（稱PDU）。儀表車載充電器1 .交流充電也接確認(rèn)交流主電感應(yīng)電蹄直漉交電球垃2用筑充電連推確認(rèn)低電耶直流充電電池管理罌2充電允許 （CAN）低電平 祗七平31一H-L法法揖寇芯無電柜接觸器為了保證電源切斷時(shí)，避免立即斷電對(duì)電器模塊造成大電壓的沖擊，增加了軟關(guān)斷控制器。給高壓負(fù)載一個(gè)卸載時(shí)間。當(dāng)鑰匙從ON擋轉(zhuǎn)向關(guān)閉后，高壓電源會(huì)延遲3s斷電。.充電接口和通信協(xié)議除了電動(dòng)汽車故障原因外，電動(dòng)汽車無法充電的原因可以從充電

28、接口和通信協(xié)議兩個(gè)方面來解釋。1)充電接口充電接口上，由于全球存在美、歐、中三大充電接口標(biāo)準(zhǔn)，因此， 各車企對(duì)充電接口進(jìn)行了區(qū)別設(shè)計(jì)，比如歐洲Combo接口、日本CHAdeMO接口、特斯拉的充電接口、部分美系和德系采用的CCS接 口、中國(guó)的GB/T202342015接口。這就意味著目前國(guó)外的車從硬 件接口上無法與國(guó)內(nèi)充電樁進(jìn)行連接，比如特斯拉就只能通過自己建 充電站來保證其在中國(guó)的市場(chǎng)推廣。目前，國(guó)際上 4種充電接口標(biāo)準(zhǔn) 如圖所示：國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)電動(dòng)汽車傳導(dǎo)充電用連接裝置(GB/T20234 2015)規(guī) 定了交流與直流接口的標(biāo)準(zhǔn)，交流接口采用的是七針設(shè)計(jì)，直流接口 采用的是九針設(shè)計(jì)，國(guó)內(nèi)車企都是遵

29、循這個(gè)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行設(shè)計(jì)，但是早期 一些車企考慮到電池壽命延長(zhǎng)，某些車型沒有設(shè)計(jì)直流充電接口，因 此一些車主在公共充電樁遇到無法用直流樁充電的情況。需要說明的 是，并非所有新能源車型都同時(shí)采用直流和交流兩種接口，有些車型 如比亞迪E6等，只提供交流慢充接口。2 ）通信協(xié)議通信協(xié)議上，充電協(xié)議的差異是導(dǎo)致無法充電的最主要原因，解 釋這個(gè)問題需要對(duì)交流充電與直流充電的基本原理及過程有所了解。交流充電的過程是交流電通過充電樁一車載充電器一動(dòng)力電池 進(jìn)行傳輸，從國(guó)標(biāo)設(shè)計(jì)上，不存在充電樁與整車之間的通信關(guān)系。通 俗來講，交流充電樁就是一個(gè)功率稍大的插座，不存在充電樁與整車 通信協(xié)議的對(duì)接，因此如果是交流充電，

30、理論上所有車型都是可以充 電的。.充電樁充電樁（Charging Pile ）又叫充電栓、充電柜等，其功能類似于 加油站里面的加油機(jī)，可以固定在地面或墻壁，安裝于公共建筑（公 共樓宇、商場(chǎng)、公共停車場(chǎng)等）和居民小區(qū)停車場(chǎng)或充電站內(nèi)，可以 根據(jù)不同的電壓等級(jí)為各種型號(hào)的電動(dòng)汽車充電。充電樁的輸入端與 交流電網(wǎng)直接連接，輸出端都裝有充電插頭為電動(dòng)汽車充電。汽車充 電樁一般提供常規(guī)充電（交流慢充）和快速充電（直流快充）兩種充 電方式，人們可以使用特定的充電卡在充電樁提供的人機(jī)交互操作界 面上刷卡使用，進(jìn)行充電方式、充電時(shí)間、費(fèi)用數(shù)據(jù)打印等操作，充電樁顯示屏能顯示充電量、費(fèi)用、充電時(shí)間等數(shù)據(jù)。1）充電

31、樁的功用充電樁是能實(shí)現(xiàn)計(jì)時(shí)、計(jì)電量、計(jì)金額充電的裝置，可以作為市 民購(gòu)電終端。同時(shí)，為提高公共充電樁的效率和實(shí)用性，今后將陸續(xù) 增加一樁多充和為電動(dòng)自行車充電的功能。接充電方式，可分為直流充電樁、交流充電樁和交直流一體充電樁。直流充電樁特點(diǎn)直流充電樁又稱為直流供電裝置，即日常所說的快充。直流充電 樁是固定安裝在電動(dòng)汽車外，與交流電網(wǎng)連接，可以為非車載電動(dòng)汽 車動(dòng)力電池提供直流電源的供電裝置。直流充電樁的輸入電壓采用三 相四線AC380V 15%，頻率50Hz，輸出為可調(diào)直流電，直接為電動(dòng) 汽車的動(dòng)力電池充電。由于直流充電樁采用三相四線制供電，可以提 供足夠的功率，輸出的電壓和電流調(diào)整范圍大，可

32、以實(shí)現(xiàn)快充的要求。直流充電樁的工作原理就是通過整流將交流變直流再通過 DC/DC轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換環(huán)節(jié)來調(diào)整電壓、電流輸出，實(shí)現(xiàn)對(duì)電動(dòng)汽車電池 的充電?？刂颇K實(shí)現(xiàn)其顯示功能及保護(hù)電路的控制。直流充電樁的特點(diǎn)如下：A.采用分體式結(jié)構(gòu)，主要由整流柜、充電樁、整流柜和充電樁之間的連接電纜、充電樁和電動(dòng)汽車之間的連接電纜及充電連接器等 部分組成。整流柜由整流模塊和充電主控制系統(tǒng)組成，由充電樁完成 與用戶之間的人機(jī)交互功能，并實(shí)現(xiàn)對(duì)電動(dòng)汽車充電的管理、計(jì)費(fèi)和 相應(yīng)的電池狀態(tài)檢測(cè)等功能。B .具備通過CAN網(wǎng)絡(luò)與BMS通信的功能，來判斷電池類型， 獲得動(dòng)力電池系統(tǒng)參數(shù)、充電前和充電過程中動(dòng)力電池的狀態(tài)參數(shù)。 與

33、充電站后臺(tái)監(jiān)控系統(tǒng)通信，上傳充電器和動(dòng)力電池的工作狀態(tài)、工 作參數(shù)、故障報(bào)警等信息，并接受監(jiān)控系統(tǒng)的控制命令，執(zhí)行遙控動(dòng) 作。C.能夠判斷充電連接器、充電電纜是否正確連接。當(dāng)充電連接 器與電動(dòng)汽車蓄電池系統(tǒng)正確連接后，充電器才允許啟動(dòng)充電過程； 當(dāng)充電器檢測(cè)到與電動(dòng)汽車蓄電池系統(tǒng)的連接不正常時(shí)，能立即停止 充電，并發(fā)出報(bào)警信息。D.能夠?yàn)殡妱?dòng)汽車提供低壓輔助電源，用于在充電過程中為電 動(dòng)汽車BMS供電。E.具有高效、高可靠、便于維護(hù)、靈活擴(kuò)容、節(jié)能環(huán)保等優(yōu)點(diǎn)。F.采用數(shù)字化均流技術(shù)，均流性能穩(wěn)定，脫離管理模塊也能穩(wěn) 定工作并自主均流。G .采用模塊化架構(gòu)，可適應(yīng)10200kW的不同功率需求。H

34、 .動(dòng)態(tài)優(yōu)化的功率模塊管理，適應(yīng)在各種功率輸出狀態(tài)下的最 大效率輸出。I.具有輸出電壓、電流調(diào)節(jié)范圍寬的特點(diǎn)，能滿足不同類型蓄電池組端電壓的充電要求。J .具有電源過溫、輸入側(cè)過壓、欠壓、輸出側(cè)過流、過壓保護(hù)等 安全防護(hù)功能。K.整流模塊采用ARM作為控制核心，具有很高的靈活性和一 致性。L.采用高頻變壓器，體積小、功率密度高。M .采用IGBT配套最新的驅(qū)動(dòng)技術(shù)，穩(wěn)定性高。N .具備寬電壓輸入范圍，以及寬工作溫度范圍。O.友好的人機(jī)界面，動(dòng)態(tài)顯示電壓、電流以及故障信息。P.具有輸入側(cè)過/欠壓保護(hù)、輸出側(cè)過壓保護(hù)、欠壓告警、過流 及短路保護(hù)、過溫保護(hù)等功能。交流充電樁特點(diǎn)交流充電樁又稱為交流供

35、電裝置，即日常所說的慢充。固定安裝 在電動(dòng)汽車外，與交流電網(wǎng)連接，為電動(dòng)汽車車載充電器（即固定安 裝在電動(dòng)汽車上的充電器）提供交流電源的供電裝置。交流充電樁只 提供電力輸出，沒有充電功能，需連接車載充電器為電動(dòng)汽車充電。交流充電樁設(shè)計(jì)要求的特點(diǎn)如下：A .可以提供AC220V/7kW供電能力。交流充電樁的電源要求 為，輸入電壓：?jiǎn)蜗?AC220V 10%，輸出頻率50Hz 2%，輸出為 AC220V/7kW。B .具備漏電、短路、過壓、欠壓、過流等保護(hù)功能，確保充電 樁安全可靠運(yùn)行。C.具備顯示、操作等必需的人機(jī)接口。D .交流充電計(jì)量。E.設(shè)置刷卡接口，支持RFID卡、IC卡等常見的刷卡方式

36、，并 可配置打印機(jī)，提供票據(jù)打印功能。F.具備充電接口的連接狀態(tài)判斷、控制導(dǎo)引等完善的安全保護(hù) 控制邏輯。交流充電樁給電動(dòng)汽車的充電器提供電力輸入，由于一般的車載 充電器的功率不是很大，所以不能很好地實(shí)現(xiàn)快速充電，但可以采用 直流充電樁來實(shí)現(xiàn)快充。.新能源汽車充電系統(tǒng)常見故障與檢修1）儀表故障指示燈說明以北汽新能源EV系列汽車為例，儀表充電系統(tǒng)相關(guān)的故障指示 燈見表2）車載充電器常見的故障與檢修車載充電器故障信息將通過CAN總線報(bào)至總線上，通過CAN總 線可以找出發(fā)生的故障信息。車載充電器常見的故障如下：（1）12V低壓供電異常當(dāng)充電器12V模塊異常時(shí)，BMS、儀表等由于沒有喚醒信號(hào)喚 醒，無

37、法與充電器進(jìn)行通信。當(dāng)12V未上電，最簡(jiǎn)單的判斷方式就是交流上電的時(shí)候，電池 沒有發(fā)出繼電器閉合的聲音，一般都是12V異常。需要檢查低壓熔斷 絲盒內(nèi)充電喚醒的熔斷絲及繼電器，以及充電器端子是否出現(xiàn)退針的 情況。（2）充電器檢測(cè)的電池電壓不滿足要求在充電過程中，BMS可以正常工作，但充電器工作開始前需要 檢測(cè)動(dòng)力電池電壓，當(dāng)動(dòng)力電池電壓在工作范圍內(nèi)，車載充電器可以 正常工作，否則充電器認(rèn)為電池不滿足充電的要求。此情況常見原因 為，高壓插件端子退針或高壓熔斷絲熔斷，或者電池電壓超過工作范 圍。（3）充電器檢測(cè)與充電樁握手不正常充電器工作過程中會(huì)檢測(cè)與充電樁之間的握手信號(hào)，當(dāng)判斷到 CC的開關(guān)斷開，

38、充電器認(rèn)為此時(shí)將要拔掉充電槍，此時(shí)會(huì)停止工作， 防止帶電插拔，以提升充電槍端子壽命。當(dāng)充電槍未插到位，可能出 現(xiàn)此情況。如圖所示是充電器顯示的狀態(tài)。CC”關(guān)閉合充電機(jī)顯示工作狀態(tài)(4 )充電樁輸入電壓正常，由于施工時(shí)電源線不符合標(biāo)準(zhǔn)所引起的無 法充電故障車輛在低溫環(huán)境下，充電樁與充電器連接正常，由于車輛動(dòng)力電 池低溫下需將電芯加熱至。5時(shí)，才能進(jìn)行正常充電。加熱過程時(shí)， 負(fù)載較小，電壓下降并不多，進(jìn)入充電過程時(shí)，負(fù)載加大，輸入電壓 下降，充電樁為充電器提供的電源電壓低于 187V時(shí)，充電器無法正 常工作，充電器停止工作后，負(fù)載減小，測(cè)量時(shí)電壓又恢復(fù)正常。針 對(duì)這種情況，一定要在充電器進(jìn)入充電過程時(shí)準(zhǔn)確測(cè)量當(dāng)時(shí)的電壓， 以找到故障所在。3)快充常見的故障與檢修(1 )充電樁顯示車輛未連接的解決方案：檢查快充口 CC1端與PE端是否有1000。電阻。檢查快充口導(dǎo)電層是否脫落。檢查充電槍CC2與PE是否導(dǎo)通。(2)動(dòng)力電池繼電器未閉合的解決方案：檢查充電樁輸出正極喚醒信號(hào)是否正常。檢查充電樁輸出負(fù)極喚醒信號(hào)與PE是否導(dǎo)通。檢查充電樁CAN通信是否正常。(3)電池繼電器正常閉合，但無輸出電流的解決方案：檢查充電樁與動(dòng)力電池BMS軟件版本是否匹配。檢查高壓