《新能源汽車充電系統(tǒng)原理與檢修》課件第3章

第3章充電樁工作原理與檢修3.1充電樁的結(jié)構(gòu)與工作原理3.2充電樁安全使用與常見(jiàn)故障的檢修

3.1充電樁的結(jié)構(gòu)與工作原理

學(xué)習(xí)目標(biāo)

（1）了解充電樁的分類；

（2）掌握充電樁的作用、組成和工作原理；

（3）掌握充電樁的組裝方法。

學(xué)習(xí)準(zhǔn)備

新能源汽車一體化汽車實(shí)訓(xùn)教室，配備如下實(shí)訓(xùn)設(shè)備、儀器儀表等。

（1）設(shè)備：純電動(dòng)吉利帝豪EV450/北汽EV200汽車、舉升機(jī)、交流充電樁等。

（2）工具量具設(shè)備：絕緣工具、絕緣手套、萬(wàn)用表、汽車專用萬(wàn)用表、充電槍、汽車故障診斷儀等。

（3）附件：排線、門禁開關(guān)模塊、急停開關(guān)模塊、燈板線、PE線、跨接線、輔助繼電器線及插頭、低壓電源通信線、電表通信線、主控板插頭、斷路器、浪涌防護(hù)器、智能電表、交流接觸器、主控模塊、輔助繼電器模塊、限位卡、LED板、LED顯示屏、讀卡器等。

（4）輔助工具：二氧化碳滅火器、手電筒、抹布。

（5）其他材料：教材、課件、電動(dòng)汽車使用手冊(cè)等。

3.1.1充電系統(tǒng)基本知識(shí)

1.概述

純電動(dòng)汽車充電系統(tǒng)包括車載充電機(jī)、充電接口、DC/DC變換器及相關(guān)線束。車載充電機(jī)的主要功能是將交流220V市電轉(zhuǎn)換為高壓直流電給動(dòng)力蓄電池進(jìn)行充電，為滿足汽車用電設(shè)備用電及向蓄電池充電的要求，充電系統(tǒng)設(shè)有電壓調(diào)節(jié)器，通過(guò)調(diào)節(jié)發(fā)電機(jī)的勵(lì)磁電流，保持發(fā)電機(jī)在轉(zhuǎn)速和負(fù)荷變化時(shí)輸出電壓穩(wěn)定。充電接口是連接電纜和電動(dòng)汽車的充電部件，它由充電插座和充電插頭組成，充電插頭在充電過(guò)程中與充電插座耦合，實(shí)現(xiàn)電能的傳輸。

2.充電設(shè)備的分類

充電系統(tǒng)是給新能源汽車運(yùn)行提供補(bǔ)給能量的系統(tǒng)，其作為重要的支撐系統(tǒng)，也是實(shí)現(xiàn)新能源汽車商業(yè)化、產(chǎn)業(yè)化必不可少的環(huán)節(jié)。新能源汽車充電設(shè)備主要指充電站及其附屬配套設(shè)施，如充電機(jī)、充電站監(jiān)控系統(tǒng)、充電樁、配電室以及安全防護(hù)設(shè)施等。

充電機(jī)是一種通過(guò)傳導(dǎo)方式將電網(wǎng)交流電轉(zhuǎn)換為直流電，給新能源汽車動(dòng)力蓄電池充電，提供直流充電接口與人機(jī)操作界面，并具有專業(yè)測(cè)控與保護(hù)功能的專用裝置。充電機(jī)

按安裝位置可分為非車載充電機(jī)（樁）和車載充電機(jī)。

按照電流的種類不同，充電樁可分為交流充電樁和直流充電樁。與交流電網(wǎng)相連并固定安裝在新能源汽車外的供電裝置稱為直流充電樁，它具有充電機(jī)功能，對(duì)被充電的動(dòng)力

蓄電池狀態(tài)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)視與控制，并對(duì)充電電量實(shí)施計(jì)量；交流充電樁指固定在地面、柱上或墻上，運(yùn)用傳導(dǎo)方式給裝有車載充電機(jī)的新能源汽車充交流電能，提供人機(jī)操作界面

及交流充電接口，并具備相應(yīng)測(cè)控保護(hù)功能的專用裝置。

3.充電方法的分類

新能源汽車的充電方法可分為常規(guī)充電、快速充電、更換動(dòng)力蓄電池充電、傳導(dǎo)式充電、無(wú)線充電等。

1）常規(guī)充電

該充電方法根據(jù)選用動(dòng)力蓄電池的充電曲線，應(yīng)用傳統(tǒng)的先恒流后恒壓的充電順序給動(dòng)力蓄電池充電，以便在整個(gè)充電過(guò)程中充電特征與動(dòng)力蓄電池的固有特性更接近，從而

有效地防止動(dòng)力蓄電池過(guò)充電或欠充電。這種方法用較低的充電電流對(duì)動(dòng)力蓄電池充電，相關(guān)技術(shù)成熟可靠，因此相關(guān)充電機(jī)的安裝成本和使用成本比較低，常被用于小型充電站

與家用充電設(shè)施場(chǎng)合。這種充電方法對(duì)電網(wǎng)無(wú)特殊要求，對(duì)動(dòng)力蓄電池和新能源汽車來(lái)說(shuō)，是最安全可靠的充電方法。這種充電稱為常規(guī)充電（普通充電），一般充電時(shí)間為5～8h，甚至長(zhǎng)達(dá)10～20h。交流慢充電邏輯連接如圖3-1所示。

圖3-1交流慢充電邏輯連接

2）快速充電

使動(dòng)力蓄電池在很短時(shí)間內(nèi)接近或達(dá)到充滿狀態(tài)的充電方法稱為快速充電。該充電方法在短時(shí)間內(nèi)能夠以大充電電流為動(dòng)力蓄電池充電，其典型的充電時(shí)間為20min～2h?？焖俪潆姴粌H會(huì)降低動(dòng)力蓄電池的使用壽命，而且對(duì)電網(wǎng)有較大的沖擊?？焖俪潆娦枰ㄔO(shè)專用的、可靠性高的電網(wǎng)，大多在10kV變電站附近進(jìn)行，一般充電電流為150～400Ａ?？焖俪潆姺椒ㄖ贿m用于大型充電站?？焖俪潆娺壿嬤B接如圖3-2所示。圖3-2快速充電邏輯連接

3）更換動(dòng)力蓄電池充電

通過(guò)更換動(dòng)力蓄電池來(lái)為新能源汽車供給能源的方法稱為更換動(dòng)力蓄電池充電。蓄電池組快速更換的時(shí)間與燃油汽車加油時(shí)間相近，需要5～10min，快換可以在充電站、換電站完成。由于蓄電池組重量較大，更換蓄電池的專業(yè)化要求較強(qiáng)，需配備專業(yè)人員借助專業(yè)機(jī)械來(lái)快速完成蓄電池組的更換。換電站的主要設(shè)備是蓄電池拆卸、安裝設(shè)備。

4）傳導(dǎo)式充電

傳導(dǎo)式充電又稱接觸充電，通常采用傳統(tǒng)的接觸器控制，即使用者把充電電源接頭（插頭）連接到汽車上（插座），利用金屬接觸來(lái)導(dǎo)電。接觸充電方式的最大優(yōu)點(diǎn)是：技術(shù)成

熟、工藝簡(jiǎn)單和成本低廉。接觸充電方式的缺點(diǎn)是：導(dǎo)體裸露在外面不安全，而且會(huì)因多次插拔操作，引起機(jī)械磨損，導(dǎo)致接觸松動(dòng)，不能有效傳輸電能。因此必須在電路上采用

一定的措施使充電設(shè)備能夠在各種環(huán)境下安全充電。

5）無(wú)線充電

無(wú)線充電即非接觸式充電，是不需要接觸即可實(shí)現(xiàn)充電的方法。其具體應(yīng)用是電磁感應(yīng)方式充電，即充電電源和汽車之間采用分離的高頻變壓器組合而成，通過(guò)感應(yīng)耦合，無(wú)

接觸式傳輸能量。采用無(wú)線充電方式，可以有效克服接觸式充電的缺點(diǎn)，感應(yīng)充電的最大優(yōu)點(diǎn)是安全，即充電器與車輛之間并無(wú)直接的電接觸，在惡劣的氣候條件下，如雨雪天，

車輛充電避免了發(fā)生觸電的危險(xiǎn)。

3.1.2充電樁知識(shí)

1.

充電樁概述

目前的充電樁類似于加油站里的加油機(jī)，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，可以根據(jù)不同的電壓等級(jí)為各種品牌的新能源汽車充電。充電樁的輸入端與交流電網(wǎng)、通信設(shè)備、網(wǎng)絡(luò)直接連接，輸出端裝有充電插頭用于和新能源汽車連接，如圖3-3所示。圖3-3-充電樁電網(wǎng)、通信、網(wǎng)絡(luò)連接圖

充電樁能實(shí)現(xiàn)計(jì)時(shí)、計(jì)電度、計(jì)金額充電，也可以作為市民購(gòu)電終端。同時(shí)，為提高公共充電樁的效率和實(shí)用性，將陸續(xù)增加一樁多充和為電動(dòng)自行車充電的功能。充電樁充

電狀態(tài)顯示如圖3-4所示。圖3-4充電樁充電狀態(tài)顯示

2.新能源汽車充電樁的定義及構(gòu)成

新能源汽車充電樁是為新能源電動(dòng)汽車提供充電服務(wù)的設(shè)備裝置，安裝于公共樓宇、停車場(chǎng)、商場(chǎng)、運(yùn)營(yíng)車充電站等公共場(chǎng)所及居民小區(qū)等私人場(chǎng)所。充電樁的電力輸入端與交流電網(wǎng)連接，帶有充電插頭的電力輸出端與汽車連接實(shí)現(xiàn)充電。充電樁由硬件和軟件構(gòu)成。其中，硬件主要由總控單元、顯示單元、監(jiān)控單元組成，如圖3-5所示。圖3-5新能源汽車充電樁硬件構(gòu)成

（1）總控單元：硬件系統(tǒng)的關(guān)鍵組成部分，與其他硬件單元雙向或單向交互，是啟動(dòng)、運(yùn)行、監(jiān)控和關(guān)閉充電樁向汽車充電的決策核心，可將充電過(guò)程中采集的數(shù)據(jù)傳輸至后臺(tái)。

（2）顯示單元：由LCD顯示器、觸控屏、指示燈、按鍵構(gòu)成，是用戶與充電樁的直接交互對(duì)象。顯示單元的主要作用為向用戶提供充電費(fèi)用信息和了解用戶充電需求。

（3）監(jiān)控單元：包括模擬量、開關(guān)量采集和開出控制。

充電樁具體硬件設(shè)施包括充電槍、充電柜、配線柜等外部硬件和逆變器、變壓器、整流器、濾波器、繼電器等內(nèi)部硬件。硬件設(shè)施通常采用耐候、耐溫、阻燃性能好、絕緣性能優(yōu)秀、抗電痕指數(shù)高的材料，如ABC、PET、尼龍等塑料，如圖3-6所示。圖3-6新能源汽車充電樁硬件設(shè)施

充電樁軟件系統(tǒng)由多個(gè)模塊構(gòu)成，主要分為主控模塊、IC識(shí)別模塊、人機(jī)交互模塊、計(jì)費(fèi)模塊和充電模塊，各模塊在單獨(dú)運(yùn)作的同時(shí)進(jìn)行信息交互，共同實(shí)現(xiàn)對(duì)汽車的充電和對(duì)用戶的計(jì)費(fèi)功能，如圖3-7所示。圖3-7新能源汽車充電樁軟件系統(tǒng)構(gòu)成

3.充電樁的分類

（1）按安裝方式，可分為落地式充電樁、壁掛式充電樁。落地式充電樁適合安裝在不靠近墻體的停車位，適用于戶外停車位或小區(qū)停車位，如圖3-8所示。壁掛式充電樁必須依靠墻體固定，安裝在靠近墻體的室內(nèi)和地下停車位，如圖3-9所示。圖3-8落地式充電樁圖3-9壁掛式充電樁

（2）按服務(wù)對(duì)象，主要分為公共充電樁、專用充電樁和自用充電樁。公共充電樁是建設(shè)在公共停車場(chǎng)（庫(kù)）結(jié)合停車泊位，為社會(huì)車輛提供公共充電服務(wù)的充電樁，例如公共停車場(chǎng)。

（3）按安裝地點(diǎn)，主要分為室內(nèi)充電樁和室外充電樁。

（4）按充電接口數(shù)，主要分為一樁一充充電樁和一樁多充充電樁。目前市場(chǎng)上充電樁以一樁一充式為主；在公交停車場(chǎng)等大型停車場(chǎng)中，需要多充式充電樁，同步支持多臺(tái)電動(dòng)車充電，不但加快充電效率，也節(jié)省了人工。一樁一充充電樁如圖3-10所示，一樁多充充電樁如圖3-11所示。

（5）按充電類型，主要分為直流充電樁、交流充電樁和交直流一體充電樁。圖3-10一樁一充充電樁圖圖3-11一樁多充充電樁圖

3.1.3-交流充電樁

交流充電樁是固定安裝在電動(dòng)汽車外，與電網(wǎng)連接，為電動(dòng)汽車車載充電機(jī)提供交流電源的供電裝置。按照安裝方式的不同，交流充電樁可分為壁掛式和落地式兩種。壁掛式

交流充電樁適合在空間擁擠、周邊有墻壁等固定建筑物外實(shí)行壁掛安裝；落地式交流充電樁適合在地下停車場(chǎng)或車庫(kù)等各種停車場(chǎng)和路邊停車位進(jìn)行地面安裝。

按提供的充電接口數(shù)量不同，交流充電樁可分為一樁一充式和一樁多充式兩種。一樁一充式交流充電樁提供一個(gè)充電接口，適用于停車密度不高的停車場(chǎng)和路邊停車位；一樁

多充式交流充電樁提供多個(gè)充電接口，可同時(shí)為多輛電動(dòng)汽車充電，適用于停車密度較高的停車場(chǎng)所。

1.交流充電樁的組成

1）交流充電樁的組成及作用

交流充電樁采用市電220V電壓，具有必要的保護(hù)系統(tǒng)和通信系統(tǒng)，由電力輸出接口傳輸給電動(dòng)汽車自帶充電機(jī)，轉(zhuǎn)換成直流電后對(duì)電池進(jìn)行充電。交流充電樁沒(méi)有充電模塊，主要完成控制、計(jì)量、安全防護(hù)、與汽車連接等功能，直接向汽車輸入交流電，由汽車的車載充電機(jī)完成電流的轉(zhuǎn)換。充電樁的控制以主控板為中心，分別與交流電表、其他輔助模塊及車載充電機(jī)通信，進(jìn)行信息交互，通過(guò)繼電器執(zhí)行開關(guān)動(dòng)作和回檢，通過(guò)傳感器完成充電狀態(tài)的實(shí)時(shí)測(cè)量。交流充電樁電氣系統(tǒng)原理框圖如圖3-12所示。圖3-12交流充電樁電氣系統(tǒng)原理框圖

2）電動(dòng)汽車充電設(shè)施的組成

電動(dòng)汽車充電設(shè)施包括充電電池、充電電纜、充電接口以及充電站中與電動(dòng)汽車充電相關(guān)的設(shè)施等。關(guān)于電動(dòng)汽車充電接口、充電電纜、充電電池、電動(dòng)汽車充電站等，國(guó)家

已經(jīng)頒布了相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)。

3）交流充電樁的內(nèi)部結(jié)構(gòu)

交流充電樁的內(nèi)部結(jié)構(gòu)由斷路器、漏電保護(hù)器、防雷器、繼電器、電壓檢測(cè)、急停檢測(cè)、繼電器控制、備用繼電器控制、電流檢測(cè)、CP檢測(cè)、CC檢測(cè)、調(diào)試接口、顯示通信接口、刷卡通信接口、智能電表接口、GPPS接口、按鈕檢測(cè)、AC/DC、微控制器、LED指示燈控制等組成，如圖3-13所示。圖3-13-交流充電樁內(nèi)部結(jié)構(gòu)

2.交流充電樁的工作原理

交流充電樁又稱為交流供電裝置，固定安裝在電動(dòng)汽車外，與交流電網(wǎng)連接，人機(jī)交互界面采用大屏幕LCD彩色觸摸屏，充電可選擇定電量、定時(shí)間、定金額、自動(dòng)（充滿為止）四種模式。充電樁的交流工作電壓為220（1±15％）V，輸出功率為3.5KW、7KW，普通純電動(dòng)轎車用充電樁充滿電需要4～8h，由于充電樁造價(jià)低廉、主要安裝在停車場(chǎng)，適用于慢充動(dòng)力電池。交流充電樁的原理電路簡(jiǎn)圖如圖3-14所示，標(biāo)準(zhǔn)交流充電樁如圖3-15所示，交流充電樁硬件系統(tǒng)如圖3-16所示。圖3-14交流充電樁的原理電路簡(jiǎn)圖圖3-15標(biāo)準(zhǔn)交流充電樁圖3-16交流充電樁硬件系統(tǒng)

3.交流充電樁電氣元件

交流充電樁電氣元件有漏電保護(hù)開關(guān)、防雷器、交流智能電能表、人機(jī)交互設(shè)備、運(yùn)行狀態(tài)指示燈、射頻讀卡器、急停開關(guān)、無(wú)線網(wǎng)絡(luò)模塊、交流接觸器、繼電器、絕緣監(jiān)視

器、主控板等。

交流充電樁部分電氣元件實(shí)物圖如圖3-17所示。圖3-17交流充電樁電氣元件實(shí)物圖

各電氣元件的作用如下：

（1）漏電保護(hù)開關(guān)。

（2）防雷器。

（3）交流智能電能表。

（4）人機(jī)交互設(shè)備。

（5）運(yùn)行狀態(tài)指示燈。

（6）射頻讀卡器。

（7）急停開關(guān)。

（8）GPPS/CDMA無(wú)線網(wǎng)絡(luò)模塊。

（9）交流接觸器。

（10）繼電器。

（11）絕緣監(jiān)視器。

（12）主控板。

4.車輛/供電接口觸頭布置

車輛/供電接口觸頭的布置方式如圖3-18所示，各觸頭電氣參數(shù)值及功能定義見(jiàn)表3-1所示。圖3-18車輛/供電接口觸頭布置方式

3.1.4直流充電樁

1.直流充電樁的組成

直流充電樁采用三相四線制供電，可以提供足夠大的功率，輸出的電壓和電流調(diào)整范圍大（適用于乘用車和大巴車的電壓需求），可以實(shí)現(xiàn)快充。直流充電樁與交流充電樁的計(jì)量和通信及擴(kuò)展計(jì)費(fèi)功能類似。

直流充電樁主要由計(jì)費(fèi)控制單元、讀卡器、LCD、無(wú)線模塊、電表和非車載充電機(jī)、AC/DC電源模塊、充電控制器、高壓絕緣檢測(cè)板、智能電表、觸摸屏器、顯示屏等組成。圖3-19是標(biāo)準(zhǔn)直流7KW充電樁結(jié)構(gòu)圖。圖3-19標(biāo)準(zhǔn)直流7KW充電樁結(jié)構(gòu)

2.直流充電樁的工作原理

直流充電樁，俗稱“快充”，它是固定安裝在新能源汽車外、與交流電網(wǎng)連接、可以為非車載新能源汽車動(dòng)力蓄電池提供直流電源的供電裝置。與交流充電樁相比，直流充電樁

多了充電模塊，即交流轉(zhuǎn)直流功能模塊，其他結(jié)構(gòu)基本一樣。直流充電樁工作時(shí)，三相交流電經(jīng)過(guò)EMC等防雷濾波模塊進(jìn)入電表中，經(jīng)計(jì)量后輸入充電機(jī)模塊轉(zhuǎn)換成可控制功率

的高壓直流電，經(jīng)過(guò)充電槍直接給動(dòng)力電池進(jìn)行充電。電表監(jiān)控整個(gè)充電機(jī)工作時(shí)的實(shí)際充電電量。

在直流充電樁工作時(shí)，輔助電源給主控單元、顯示模塊、保護(hù)控制單元、信號(hào)采集單元及刷卡模塊等控制系統(tǒng)供電。另外，在動(dòng)力電池充電過(guò)程中，輔助電源給BMS系統(tǒng)供電，由BMS系統(tǒng)實(shí)時(shí)監(jiān)控動(dòng)力電池的狀態(tài)。直流充電樁輸出功率為40KW、120KW，最高450KW。直流充電樁的原理電路簡(jiǎn)圖如圖3-20所示。圖3-20直流充電樁電路簡(jiǎn)圖

3.直流充電樁電氣元件及功能

直流充電樁的主要電氣元件有漏電保護(hù)器、防雷器、空氣開關(guān)、充電機(jī)絕緣監(jiān)測(cè)儀、泄放模塊、直流接觸器、直流熔斷器、讀卡器、急停開關(guān)、電能計(jì)量裝置、直流源模塊、低壓輔助電源等。直流充電樁部分電氣元件實(shí)物圖如圖3-21所示。圖3-21直流充電樁部分電氣元件實(shí)物圖

直流充電樁的電氣元件功能如下：

（1）漏電保護(hù)器：在規(guī)定條件下，當(dāng)剩余電流達(dá)到或超過(guò)給定值時(shí)，能自動(dòng)斷開電路的機(jī)械開關(guān)電器或組合電器。

（2）防雷器：為設(shè)備提供安全防護(hù)的電子裝置。

（3）空氣開關(guān)：當(dāng)線路中的負(fù)載電流超過(guò)整定電流時(shí)就會(huì)自動(dòng)斷開的開關(guān)。

（4）充電機(jī)絕緣監(jiān)測(cè)儀：在線監(jiān)測(cè)充電系統(tǒng)中正、負(fù)母線對(duì)地絕緣電阻值的裝置，同時(shí)還能監(jiān)測(cè)充電側(cè)的直流電壓，起到了保護(hù)人身和設(shè)備安全的作用。

（5）泄放模塊：放電（泄放）電阻，在充電系統(tǒng)中用于在規(guī)定的1s內(nèi)降至A類電壓，僅用作放電（握手階段和結(jié)束階段）。

（6）直流接觸器：在GB/T27930—2015中被稱為繼電器。主觸頭由驅(qū)動(dòng)線圈回路控制，來(lái)實(shí)現(xiàn)主回路的接通、分?jǐn)啵邆淠透唠妷捍箅娏鞯哪芰Α?/p>

（7）直流熔斷器：半導(dǎo)體熔斷體（保護(hù)半導(dǎo)體設(shè)備部分范圍分段能力的熔斷體），俗稱保險(xiǎn)絲，位于樁內(nèi)直流源與槍線之間，主要用作過(guò)電流和短路保護(hù)。

（8）讀卡器：客戶可通過(guò)磁卡感應(yīng)區(qū)來(lái)實(shí)現(xiàn)刷卡啟動(dòng)或結(jié)束充電、完成計(jì)費(fèi)。

（9）急停開關(guān)：充電機(jī)工作狀態(tài)下，遇緊急情況可按下急停開關(guān)實(shí)現(xiàn)人為停止設(shè)備運(yùn)行。按下急停開關(guān)后可觸發(fā)充電樁報(bào)故障，有部分充電樁將急停開關(guān)串入樁內(nèi)總閘脫扣線圈回路中，一旦動(dòng)作，需要現(xiàn)場(chǎng)人工合閘方可恢復(fù)。

（10）電能計(jì)量裝置：分為交流電能計(jì)量表和直流電能計(jì)量表，是分別計(jì)量充電樁交流側(cè)和直流側(cè)的計(jì)量裝置。

（11）直流源模塊：高頻直流電源，輸出的電壓和電流可隨負(fù)載需求進(jìn)行調(diào)節(jié)，是直流樁的重要部件之一。

（12）低壓輔助電源：直流電源，繼電器吸合之后可輸出12V的直流電給BMS供電。

4.車輛/供電接口觸頭布置

車輛/供電接口觸頭的布置方式如圖3-22所示。標(biāo)準(zhǔn)直流充電口端子定義及功能如表3-2所示。圖3-22車輛/供電接口觸頭布置方式

3.1.5電動(dòng)汽車充電模式及充電連接方式

1.電動(dòng)汽車的充電模式分為以下五種：

（1）常規(guī)的充電方式。

（2）快速充電。

（3）無(wú)線充電。

（4）更換電池充電技術(shù)。

（5）移動(dòng)式充電方式。

2.充電連接方式

電動(dòng)汽車的充電方式主要包括便攜充電器、家用充電樁、公共充電樁三種。

1）便攜充電器

便攜充電器屬于新能源汽車的標(biāo)配，其充電電纜（便攜式充電器）通常放置在車輛行李箱內(nèi)。

電動(dòng)汽車都會(huì)隨車配備便攜充電器，車主可通過(guò)家用電源進(jìn)行充電，如圖3-23所示。便攜充電器的主要特點(diǎn)就是方便，但是充電速度慢，只能作為一種補(bǔ)電使用。圖3-23-便攜充電器

2）家用充電樁

家用充電樁是最常見(jiàn)的一種充電樁。一般私人用戶購(gòu)買電動(dòng)汽車都會(huì)附贈(zèng)一個(gè)家用充電樁，如圖3-24所示。圖3-24家用充電樁

3）公共充電樁

公共充電樁是一種通過(guò)充電站或充電樁進(jìn)行充電的模式，如圖3-25所示。這種充電方式的優(yōu)點(diǎn)是可以根據(jù)實(shí)際情況選擇直流快充和交流慢充。圖3-25公共充電樁

3.1.6充電樁的安裝

充電樁的安裝大致可分為三個(gè)階段：準(zhǔn)備、施工和驗(yàn)收。

（1）準(zhǔn)備階段。

（2）施工階段。

（3）驗(yàn)收階段。

（4）家用充電樁安裝步驟。購(gòu)買電動(dòng)汽車可以送充電樁，充電樁的安裝步驟如下：

①聯(lián)系物業(yè)公司。

②考察自己的車位。

③提供相關(guān)材料。

④現(xiàn)場(chǎng)實(shí)地考察。

3.1.7智能充電樁

智能電動(dòng)汽車充電樁牢牢固定在地面上，通過(guò)充電接口為電動(dòng)汽車的充電機(jī)以傳導(dǎo)方式提供交流電能，具有通信和安全防護(hù)等功能。電動(dòng)汽車蓄電池放電后，其直流電按照與

放電電流相反的方向通過(guò)蓄電池，使它恢復(fù)工作能力，這個(gè)過(guò)程稱為蓄電池充電。

1.特點(diǎn)

智能電動(dòng)汽車充電樁是一種安裝在電動(dòng)汽車上，采用地面交流電網(wǎng)和車載電源對(duì)電池組進(jìn)行充電的裝置，包括車載充電機(jī)、車載充電發(fā)電機(jī)組和運(yùn)行能量回收充電裝置，通過(guò)

將一根帶插頭的交流動(dòng)力電纜線直接插到電動(dòng)汽車的充電插座中給蓄電池充電。車載充電裝置通常使用結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、控制方便的接觸式充電器，也可以是感應(yīng)充電器，它完全按照車

載蓄電池的種類進(jìn)行設(shè)計(jì)，針對(duì)性較強(qiáng)。非車載充電裝置，即地面充電裝置，主要包括專用充電機(jī)、專用充電站、通用充電機(jī)、公共場(chǎng)所用充電站等，它可以適應(yīng)各種電池的各種

充電方式。通常非車載充電器的功率、體積和重量均比較大，以便能夠適應(yīng)各種充電方式。

2.優(yōu)點(diǎn)

智能充電樁具有以下優(yōu)點(diǎn)：

（1）良好的擴(kuò)展性和伸縮性，可通過(guò)增減功率單元和定制智能充電策略來(lái)快速響應(yīng)用戶需求變化。

（2）充電模塊效率高，功率密度大，穩(wěn)定可靠。

（3）配置靈活，可以滿足不同規(guī)格電動(dòng)汽車的充電需求。

（4）充電設(shè)定方式支持自動(dòng)設(shè)定方式和手動(dòng)設(shè)定方式，支持刷卡充電、APP掃碼充電、集中控制臺(tái)充電以及多種定制化充電方式。

（5）滿足GB/T20234.1—2015、GB/T20234.3—2015、GB/T18487.1—2015等最新國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)。

（6）觸摸彩屏顯示，人機(jī)界面友好，易操作、易維護(hù)。

（7）通信接口豐富，兼容所有車輛BMS協(xié)議及充電后臺(tái)協(xié)議。

（8）保護(hù)功能完善，包括過(guò)壓保護(hù)、欠壓保護(hù)、過(guò)載保護(hù)、短路保護(hù)、漏電保護(hù)、電池反接保護(hù)及接觸器觸點(diǎn)燒結(jié)檢測(cè)保護(hù)等。

3.發(fā)展前景

在大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)、人工智能、虛擬助手等新科技的推動(dòng)下，充電樁的智能化程度越來(lái)越高。目前，使用手機(jī)確定充電設(shè)備位置的用戶占據(jù)了充電用戶的大多數(shù)。充電客戶還

可以通過(guò)手機(jī)客戶端進(jìn)行系統(tǒng)訪問(wèn)和充電繳費(fèi)。充電樁主可以通過(guò)手機(jī)實(shí)現(xiàn)對(duì)充電設(shè)備的遠(yuǎn)程監(jiān)控，保證充電業(yè)務(wù)正常運(yùn)營(yíng)。此外，樁與手機(jī)配對(duì)后，樁主可通過(guò)手機(jī)遠(yuǎn)程錯(cuò)峰充電，節(jié)省充電費(fèi)用。這些手機(jī)應(yīng)用都充分挖掘了充電樁的使用功能，在很大程度上提高了充電樁的使用效率。由此可見(jiàn)，充電樁市場(chǎng)前景還是十分廣闊的。

3.2充電樁安全使用鈺常見(jiàn)故障的檢修

學(xué)習(xí)目標(biāo)

（1）了解充電樁充電安全要求；

（2）掌握充電樁的常見(jiàn)故障；

（3）了解充電樁的檢測(cè)方法。

學(xué)習(xí)準(zhǔn)備

新能源汽車一體化汽車實(shí)訓(xùn)教室，配備如下實(shí)訓(xùn)設(shè)備、儀器儀表等。

（1）設(shè)備：純電動(dòng)吉利帝豪EV450/北汽EV200汽車、舉升機(jī)、交流充電樁等。

（2）工具量具設(shè)備：絕緣工具、絕緣手套、萬(wàn)用表、汽車專用萬(wàn)用表、充電槍、汽車故障診斷器等。

（3）附件：排線、門禁開關(guān)模塊、急停開關(guān)模塊、燈板線、PE線、跨接線、輔助繼電器線及插頭、低壓電源通信線、電表通信線、主控板插頭、斷路器、浪涌防護(hù)器、智能電表、交流接觸器、主控模塊、輔助繼電器模塊、限位卡、LED板、LED顯示屏、讀卡器等。

（4）輔助工具：二氧化碳滅火器、手電筒、抹布。

（5）其他材料：教材、課件、電動(dòng)汽車使用手冊(cè)等。

3.2.1充電樁的安全要求及參數(shù)指標(biāo)

1.充電樁的安全要求

充電樁必須具備過(guò)流保護(hù)、過(guò)欠壓保護(hù)、防雷保護(hù)、輸出短路保護(hù)、漏電保護(hù)及過(guò)流保護(hù)等保護(hù)裝置，并且內(nèi)有漏電保護(hù)器。充電樁在待機(jī)或充電過(guò)程中如出現(xiàn)漏電情況會(huì)及

時(shí)跳閘，從而保護(hù)客戶人身安全。

（1）過(guò)流保護(hù)。過(guò)流保護(hù)是指超過(guò)額定電流時(shí)，電路被自動(dòng)切斷，以防止過(guò)流燒壞電路板和電芯，避免設(shè)備故障。為更換方便，建議在充電樁中的過(guò)流保護(hù)器優(yōu)先選擇具備恢

復(fù)力的自恢復(fù)保護(hù)絲。

（2）短路保護(hù)。短路不僅會(huì)損壞電源，嚴(yán)重時(shí)候會(huì)造成火災(zāi)。因此，一旦發(fā)現(xiàn)短路情況，充電樁要立即切斷電源。

（3）漏電保護(hù)。漏電保護(hù)是指在操作過(guò)程中電器漏電，當(dāng)電流達(dá)到一定值時(shí)，充電樁瞬時(shí)保護(hù)開關(guān)動(dòng)作并斷電，以確保人員和電器安全。

（4）過(guò)壓保護(hù)。過(guò)壓保護(hù)是指在使用電路中設(shè)置保護(hù)電壓，當(dāng)超過(guò)額定電壓時(shí)，電路自動(dòng)斷開，以達(dá)到保護(hù)電器的目的。

（5）欠壓保護(hù)。欠壓保護(hù)一般是由電路短路引起的。欠壓保護(hù)是指設(shè)備由于各種原因被切斷電源后，電壓被降低到低于臨界電壓時(shí)，采取保護(hù)措施以使汽車中的器件不受損傷，同時(shí)也延長(zhǎng)了充電樁使用壽命。

（6）雷電保護(hù)。這對(duì)于露天的充電樁尤為重要。雷電防護(hù)主要采用浪涌保護(hù)器。

（7）靜電保護(hù)。靜電對(duì)電子元件的傷害極大，瞬時(shí)電壓高達(dá)幾萬(wàn)伏，可以擊穿電子元件，因而合格的充電樁都會(huì)采取靜電保護(hù)措施，來(lái)避免這種不可挽回的損失。

（8）急停保護(hù)。急停開關(guān)是操作人員在判斷設(shè)備出現(xiàn)故障時(shí)緊急停止運(yùn)行電動(dòng)汽車充電樁的開關(guān)，以保證人身和設(shè)備安全。

2.交流充電樁的主要參數(shù)指標(biāo)

（1）輸入電源：?jiǎn)蜗啵ㄈ鄠溆茫?20（1±10％）VAC；電壓頻率50（1±2％）Ｈｚ；三線

制（火線、零線、地線）；

（2）輸出電壓：?jiǎn)蜗啵ㄈ鄠溆茫?20（1±10％）VAC；

（3）輸出功率：?jiǎn)蜗?KW；

（4）輸出電流（AC）：?jiǎn)蜗?2Ａ（最大40Ａ）；

（5）通信方式：交流充電樁與電動(dòng)汽車之間采用CAN總線通信；交流充電樁與充電站上位管理機(jī)之間采用CAN總線通信。

（6）連接導(dǎo)引信號(hào)：可輸出1kＨV/±12V的脈沖信號(hào)。

3.2.2充電樁的安裝鈺驗(yàn)收

1.安裝

從申請(qǐng)安裝充電樁到充電樁真正落地使用大致需要進(jìn)行三個(gè)步驟，即提交申請(qǐng)、審核材料和安裝施工。確定充電樁的安裝施工方案后，即可開始安裝，根據(jù)各小區(qū)條件和車庫(kù)

位置的不同，施工時(shí)間也不同。

2.驗(yàn)收

施工完成后充電樁公司先去電力公司報(bào)備，再由電力公司去現(xiàn)場(chǎng)驗(yàn)收，驗(yàn)收合格會(huì)給電表施加封志，然后電力公司制作對(duì)應(yīng)的電卡，并由充電樁公司領(lǐng)取轉(zhuǎn)交業(yè)主，或者業(yè)主

自己去供電局領(lǐng)取。

3.2.3-充電樁的使用要求.

（1）一般使用充電樁時(shí)需二維碼，用手機(jī)掃碼下載相關(guān)軟件或者是關(guān)注公眾號(hào)注冊(cè)登錄對(duì)應(yīng)的小程序?？焖俪潆姌渡系某潆娋€應(yīng)插到電動(dòng)車的連接口上，必須要插緊。

（2）充電人員要定期檢查充電樁及其他相關(guān)設(shè)備，須保持消防器材、設(shè)施設(shè)備清潔干燥。并定時(shí)對(duì)充電場(chǎng)地、充電設(shè)備設(shè)施、消防器材進(jìn)行保潔，確保設(shè)備情況良好。

（3）插上充電線，顯示電動(dòng)車與充電樁連接成功后，點(diǎn)擊手機(jī)屏幕上的掃碼充電或者序列號(hào)即可進(jìn)行充電。

（4）充電過(guò)程中，操作人員應(yīng)按照操作流程操作，同時(shí)須按要求對(duì)充電樁儀表、數(shù)據(jù)、充電模塊、線路、開關(guān)等設(shè)施進(jìn)行檢查。

（5）充電過(guò)程中如發(fā)生故障，充電人員應(yīng)立即按下充電機(jī)上的急停按鍵，以防故障進(jìn)一步擴(kuò)大。

（6）遇系統(tǒng)起火時(shí)，首先動(dòng)用緊急停機(jī)裝置切斷電源，然后使用ABC通用型滅火器或者二氧化碳滅火器滅火。

（7）充電結(jié)束后，在服務(wù)號(hào)里點(diǎn)擊停止充電，拔除充電槍，將線纜理好放在線架上，充電即完成。

（8）嚴(yán)禁私自拆卸、改裝充電樁設(shè)備及附加設(shè)施。

吉利帝豪EV450車載充電主要技術(shù)參數(shù)如表3-3所示。

3.2.4充電樁的日常維護(hù)

1.充電槍

市場(chǎng)上新能源汽車的充電方式主要有快充和慢充兩種。在時(shí)間足夠?qū)捲５那闆r下，應(yīng)盡量選擇慢充模式；若時(shí)間緊急則可選擇快充模式。

交流樁充電槍常見(jiàn)的品牌有巴斯巴、惠禾以及菲尼克斯等。直流樁充電槍的品牌主要有多思達(dá)、巴斯巴、星星等。

充電槍的正確使用方法如下：

（1）直流樁充電槍。

（2）交流樁充電槍。

充電插座如圖3-26所示。

（3）一定要在車輛熄火的情況下進(jìn)行充電，先把充電槍插入汽車充電口，再啟動(dòng)充電樁，充電完畢后先關(guān)閉充電樁，再拔掉充電槍。拔槍時(shí)，注意槍柄卡口位置，避免野蠻

拔出。圖3-26充電插座

2.充電樁電纜

1）充電樁電纜參數(shù)

（1）導(dǎo)體芯數(shù)與截面規(guī)格。

①芯數(shù)：2芯、3芯、4芯、5芯。

②截面規(guī)格：0.5mm2、1mm2、1.5mm2、2.5mm2、4mm2、6mm2、10mm2、16mm2。

（2）充電樁電纜的電流估算。充電樁有單相與三相之分，不論三相還是單相，首先要折算交流進(jìn)線電流值：對(duì)于單相充電樁（交流充電樁），犐＝犘/犝；對(duì)于三相充電樁（直流充電樁），

（3）根據(jù)電流大小選擇電纜。

①對(duì)于單相充電樁（交流充電樁），一般功率為7KW，I＝P/U＝7000/220＝32Ａ，采用4mm2的銅芯電纜。

②對(duì)于三相充電樁（直流充電樁），15KW/23A采用4mm2電纜，30KW/46A采用10mm2電纜，60KW/92A采用25mm2電纜，90KW/120A采用35mm2電纜。

2）充電樁電纜使用注意事項(xiàng)

（1）定期檢查電纜絕緣性能。

（2）遠(yuǎn)離水源和潮濕位置。

（3）避免超額負(fù)荷。

3.樁體檢測(cè)

（1）檢測(cè)樁體外殼是否生銹、損壞、漏水。

（2）檢測(cè)顯示屏信息是否正常，是否有花屏。

（3）檢測(cè)指示燈是否正常指示。

（4）檢測(cè)設(shè)備門鎖是否有損壞，能否上鎖。

（5）檢測(cè)急停開關(guān)是否有損壞。

4.功能檢測(cè)

通過(guò)充電樁檢測(cè)儀，進(jìn)行以下