第1章-新能源電動汽車充電系統(tǒng)概述

《新能源充電設(shè)施與檢修》

2020年3月8日課程內(nèi)容第1章新能源電動汽車充電系統(tǒng)概述第2章電動汽車交流充電技術(shù)第3章電動汽車直流充電技術(shù)第4章充電樁維護與保養(yǎng)第5章

充電模式二與充電模式三實訓(xùn)教學(xué)任務(wù)北京匯智慧眾汽車技術(shù)研究院第1章:

新能源電動汽車充電系統(tǒng)概述

章節(jié)目標完成本章節(jié)后，學(xué)員能夠：1.1新能源電動汽車充電系統(tǒng)概述1.2充電系統(tǒng)的構(gòu)成及相關(guān)術(shù)語1.3動力蓄電池充電過程狀態(tài)簡述北京匯智慧眾汽車技術(shù)研究院1.1新能源汽車充電系統(tǒng)概述

1.1.1電動汽車常見充電設(shè)施

北京匯智慧眾汽車技術(shù)研究院1.1新能源汽車充電系統(tǒng)概述

1.1.1電動汽車常見充電設(shè)施

電動汽車充電設(shè)施采用傳導(dǎo)式充電：

交流式充電

直流式充電

換電設(shè)施一般應(yīng)用于：

高速服務(wù)區(qū)和新能源車輛保有量較大的部分城市

北京匯智慧眾汽車技術(shù)研究院1.1新能源汽車充電系統(tǒng)概述

1.1.1電動汽車常見充電設(shè)施

交流充電樁的特點：

1）占地小且易于安裝；

2）通常建設(shè)在電動汽車充換電站、公共停車場、小區(qū)停車場、商廈停車場、路邊停車位、私有車位等地；

3）可為具備車載充電機的電動汽車提供交流電能；

4）使用操作簡便；

5）是小型電動汽車主要的充電設(shè)備。

直流快充樁通過槍、線連接，可大電流對車輛動力蓄電池充電，以達到快充的目的。

北京匯智慧眾汽車技術(shù)研究院1.1新能源汽車充電系統(tǒng)概述

1.1.1電動汽車常見充電設(shè)施

快換大多是利用電網(wǎng)波谷電給動力蓄電池充電，集中充電，集中儲存。

就近駛?cè)肟鞊Q站車間更換動力蓄電池

優(yōu)點：實現(xiàn)了高效率補給

缺點：暫未有國標化的快換支架北京匯智慧眾汽車技術(shù)研究院1.1新能源汽車充電系統(tǒng)概述

1.1.2充電模式

北京匯智慧眾汽車技術(shù)研究院1.1新能源汽車充電系統(tǒng)概述

1.1.2充電模式

充電模式：連接電動汽車到電網(wǎng)（電源）給電動汽車供電的方法。

電動汽車主要的充電模式：

充電模式１：將電動汽車連接到交流電網(wǎng)（電源）時，在電源側(cè)使用了符合符合ＧＢ２０９９.１—２００８《家用和類似用途插頭插座第１部分：通用要求》和ＧＢ１００２—２００８《家用和類似用途單相插頭插座型式、基本參數(shù)和尺寸》要求的插頭插座，在電源側(cè)使用了相線、中性線和接地保護的導(dǎo)體。

北京匯智慧眾汽車技術(shù)研究院1.1新能源汽車充電系統(tǒng)概述

1.1.2充電模式

充電模式：連接電動汽車到電網(wǎng)（電源）給電動汽車供電的方法。

電動汽車主要的充電模式：

充電模式2：將電動汽車連接到交流電網(wǎng)（電源）時，在電源側(cè)使用了符合ＧＢ２０９９.１—２００８《家用和類似用途插頭插座第１部分：通用要求》和ＧＢ１００２—２００８《家用和類似用途單相插頭插座型式、基本參數(shù)和尺寸》要求的插頭插座，在電源側(cè)使用了相線、中性線和接地保護的導(dǎo)體，并且在充電連接時使用了纜上控制與保護裝置（ＩＣ－ＣＰＤ）。

充電模式２應(yīng)采用單相交流供電，電源側(cè)使用１６Ａ插頭插座時輸出不能超過１３Ａ、使用１０Ａ插頭插座時輸出不能超過８Ａ，并應(yīng)具備剩余電流保護和過電流保護功能。

北京匯智慧眾汽車技術(shù)研究院1.1新能源汽車充電系統(tǒng)概述

1.1.2充電模式

充電模式：連接電動汽車到電網(wǎng)（電源）給電動汽車供電的方法。

電動汽車主要的充電模式：

充電模式2：

北京匯智慧眾汽車技術(shù)研究院1.1新能源汽車充電系統(tǒng)概述

1.1.2充電模式

充電模式：連接電動汽車到電網(wǎng)（電源）給電動汽車供電的方法。

電動汽車主要的充電模式：

充電模式3：將電動汽車連接到交流電網(wǎng)（電源）時，使用了專用供電設(shè)備，將電動汽車與交流電網(wǎng)直接連接，并且在專用供電設(shè)備上安裝了控制導(dǎo)引裝置。

北京匯智慧眾汽車技術(shù)研究院1.1新能源汽車充電系統(tǒng)概述

1.1.2充電模式

充電模式：連接電動汽車到電網(wǎng)（電源）給電動汽車供電的方法。

電動汽車主要的充電模式：

充電模式4：將電動汽車連接到交流電網(wǎng)或直流電網(wǎng)時，使用了帶控制導(dǎo)引功能的直流供電設(shè)備。

北京匯智慧眾汽車技術(shù)研究院1.1新能源汽車充電系統(tǒng)概述

1.1.3充電的連接方式

充電的連接方式：使用電纜和插接器將電動汽車接入電網(wǎng)（電源）的方法。

國標規(guī)定了三種物理連接的方式，當前最常見的屬連接方式Ｃ。

連接方式Ａ：將電動汽車和交流電網(wǎng)連接時，使用和電動汽車永久連接在一起的充電電纜和供電插頭，稱為連接方式A。應(yīng)用在早期新能源汽車和低速電動汽車。

北京匯智慧眾汽車技術(shù)研究院1.1新能源汽車充電系統(tǒng)概述

1.1.3充電的連接方式

充電的連接方式：使用電纜和插接器將電動汽車接入電網(wǎng)（電源）的方法。

國標規(guī)定了三種物理連接的方式，當前最常見的屬連接方式Ｃ。

連接方式B：指將電動汽車和交流電網(wǎng)連接時，使用帶有車輛插頭和供電插頭的獨立的活動電纜組件。應(yīng)用在早期的充電站或充電樁，槍、線大多隨車攜帶。

北京匯智慧眾汽車技術(shù)研究院1.1新能源汽車充電系統(tǒng)概述

1.1.3充電的連接方式

充電的連接方式：使用電纜和插接器將電動汽車接入電網(wǎng)（電源）的方法。

國標規(guī)定了三種物理連接的方式，當前最常見的屬連接方式Ｃ。

連接方式C：是指將電動汽車和交流電網(wǎng)連接時，使用和供電設(shè)備永久連接在一起的充電電纜和車輛插頭，也是目前廣為使用的充電連接方式。

北京匯智慧眾汽車技術(shù)研究院1.2充電系統(tǒng)的構(gòu)成及相關(guān)術(shù)語

北京匯智慧眾汽車技術(shù)研究院1.2充電系統(tǒng)的構(gòu)成及相關(guān)術(shù)語

北京匯智慧眾汽車技術(shù)研究院

充電系統(tǒng)：直流充電（快充），交流充電（慢充）。

慢充系統(tǒng)中：交流充電樁大多使用ＡＣ２２０Ｖ單相電源，通過槍、線連接將電能傳導(dǎo)給車載充電機，車載充電機經(jīng)整流變換，將交流電變換為直流電給動力蓄電池充電。慢充系統(tǒng)主要包含了電網(wǎng)電源、供電設(shè)備、慢充接口、車內(nèi)高壓線束、高壓配電裝置、車載充電機、動力蓄電池、電池管理系統(tǒng)（ＢＭＳ）。

1.2充電系統(tǒng)的構(gòu)成及相關(guān)術(shù)語

北京匯智慧眾汽車技術(shù)研究院

充電系統(tǒng)：直流充電（快充），交流充電（慢充）。

快充系統(tǒng)：一般使用工業(yè)ＡＣ３８０Ｖ三相電，經(jīng)過大功率直流源模塊后，將直流電通過槍、線連接到動力蓄電池進行充電?？斐湎到y(tǒng)主要部件包含了電網(wǎng)電源、供電設(shè)備、快充接口、高壓配電裝置、動力蓄電池、ＢＭＳ。

1.2充電系統(tǒng)的構(gòu)成及相關(guān)術(shù)語

北京匯智慧眾汽車技術(shù)研究院

1.2充電系統(tǒng)的構(gòu)成及相關(guān)術(shù)語

北京匯智慧眾汽車技術(shù)研究院

1.2充電系統(tǒng)的構(gòu)成及相關(guān)術(shù)語

北京匯智慧眾汽車技術(shù)研究院

1.3動力蓄電池充電過程狀態(tài)簡述

1.3.1動力蓄電池內(nèi)部功能組件北京匯智慧眾汽車技術(shù)研究院1.3動力蓄電池充電過程狀態(tài)簡述

1.3.1動力蓄電池內(nèi)部功能組件

動力蓄電池內(nèi)部由單體蓄電池、母排、蓄電池模組、電壓檢測器件、電流檢測器件、溫度檢測器件、絕緣監(jiān)測器件、直流接觸器、線束與插接器、電池管理系統(tǒng)等組成。

1）單體蓄電池：是構(gòu)成動力蓄電池模塊的最小單元，一般由正極、負極、電解質(zhì)及外殼等構(gòu)成，可實現(xiàn)電能與化學(xué)能之間的直接轉(zhuǎn)換。北京匯智慧眾汽車技術(shù)研究院1.3動力蓄電池充電過程狀態(tài)簡述

1.3.1動力蓄電池內(nèi)部功能組件

動力蓄電池內(nèi)部由單體蓄電池、母排、蓄電池模組、電壓檢測器件、電流檢測器件、溫度檢測器件、絕緣監(jiān)測器件、直流接觸器、線束與插接器、電池管理系統(tǒng)等組成。

2）母排：是用于模組之間連接的銅排。北京匯智慧眾汽車技術(shù)研究院1.3動力蓄電池充電過程狀態(tài)簡述

1.3.1動力蓄電池內(nèi)部功能組件

動力蓄電池內(nèi)部由單體蓄電池、母排、蓄電池模組、電壓檢測器件、電流檢測器件、溫度檢測器件、絕緣監(jiān)測器件、直流接觸器、線束與插接器、電池管理系統(tǒng)等組成。

3）蓄電池模組：由多個單體蓄電池經(jīng)串、并聯(lián)組成，又稱蓄電池組。北京匯智慧眾汽車技術(shù)研究院1.3動力蓄電池充電過程狀態(tài)簡述

1.3.1動力蓄電池內(nèi)部功能組件

動力蓄電池內(nèi)部由單體蓄電池、母排、蓄電池模組、電壓檢測器件、電流檢測器件、溫度檢測器件、絕緣監(jiān)測器件、直流接觸器、線束與插接器、電池管理系統(tǒng)等組成。

4）電壓檢測器件：是單體蓄電池電壓、溫度采樣單元模塊。北京匯智慧眾汽車技術(shù)研究院1.3動力蓄電池充電過程狀態(tài)簡述

1.3.1動力蓄電池內(nèi)部功能組件

動力蓄電池內(nèi)部由單體蓄電池、母排、蓄電池模組、電壓檢測器件、電流檢測器件、溫度檢測器件、絕緣監(jiān)測器件、直流接觸器、線束與插接器、電池管理系統(tǒng)等組成。

5）電流檢測器件：用來采集動力蓄電池充、放電電流值。北京匯智慧眾汽車技術(shù)研究院1.3動力蓄電池充電過程狀態(tài)簡述

1.3.1動力蓄電池內(nèi)部功能組件

動力蓄電池內(nèi)部由單體蓄電池、母排、蓄電池模組、電壓檢測器件、電流檢測器件、溫度檢測器件、絕緣監(jiān)測器件、直流接觸器、線束與插接器、電池管理系統(tǒng)等組成。

6）溫度檢測器件：又稱溫度傳感器，安裝在電池包內(nèi)部，分布于各采集點處，當電池包溫度發(fā)生變化時，其電阻值也發(fā)生變化，且阻值隨溫度變化呈現(xiàn)唯一性，ＢＭＳ控制器通過子板芯片采集到各溫度點的傳感器電阻值后實現(xiàn)溫度計算。北京匯智慧眾汽車技術(shù)研究院1.3動力蓄電池充電過程狀態(tài)簡述

1.3.1動力蓄電池內(nèi)部功能組件

動力蓄電池內(nèi)部由單體蓄電池、母排、蓄電池模組、電壓檢測器件、電流檢測器件、溫度檢測器件、絕緣監(jiān)測器件、直流接觸器、線束與插接器、電池管理系統(tǒng)等組成。

7）絕緣監(jiān)測器件：是動力蓄電池內(nèi)部的安全監(jiān)測電路，在充、放電過程中通過程序化控制的開關(guān)來反復(fù)投切連接在正負母線與電平臺的偏置電阻來計算絕緣阻值，用于實時監(jiān)測內(nèi)部電路的電氣絕緣性。北京匯智慧眾汽車技術(shù)研究院1.3動力蓄電池充電過程狀態(tài)簡述

1.3.1動力蓄電池內(nèi)部功能組件

動力蓄電池內(nèi)部由單體蓄電池、母排、蓄電池模組、電壓檢測器件、電流檢測器件、溫度檢測器件、絕緣監(jiān)測器件、直流接觸器、線束與插接器、電池管理系統(tǒng)等組成。

8）直流接觸器：安裝在充電設(shè)備的直流輸出側(cè)和動力蓄電池內(nèi)部的正負母線上，實現(xiàn)充、放電時接通、斷開主回路的作用，起到安全防護作用。它具備耐高電壓、大電流的特性。北京匯智慧眾汽車技術(shù)研究院1.3動力蓄電池充電過程狀態(tài)簡述

1.3.1動力蓄電池內(nèi)部功能組件

動力蓄電池內(nèi)部由單體蓄電池、母排、蓄電池模組、電壓檢測器件、電流檢測器件、溫度檢測器件、絕緣監(jiān)測器件、直流接觸器、線束與插接器、電池管理系統(tǒng)等組成。

9）低壓插接器及低壓線束：含整車ＣＡＮ、電池內(nèi)部ＣＡＮ、快充ＣＡＮ，低壓供電線與車輛低壓系統(tǒng)線束相連接，實現(xiàn)整車與動力蓄電池的低壓通信和控制。北京匯智慧眾汽車技術(shù)研究院1.3動力蓄電池充電過程狀態(tài)簡述

1.3.1動力蓄電池內(nèi)部功能組件

動力蓄電池內(nèi)部由單體蓄電池、母排、蓄電池模組、電壓檢測器件、電流檢測器件、溫度檢測器件、絕緣監(jiān)測器件、直流接觸器、線束與插接器、電池管理系統(tǒng)等組成。

10）高壓插接器：用來輸出高壓及電流，與ＰＲＡ（動力蓄電池繼電器盒）相連，安裝于動力蓄電池總成的出口處，與車輛高壓組件連接。北京匯智慧眾汽車技術(shù)研究院1.3動力蓄電池充電過程狀態(tài)簡述

1.3.1動力蓄電池內(nèi)部功能組件

動力蓄電池內(nèi)部由單體蓄電池、母排、蓄電池模組、電壓檢測器件、電流檢測器件、溫度檢測器件、絕緣監(jiān)測器件、直流接觸器、線束與插接器、電池管理系統(tǒng)等組成。

11）電池管理系統(tǒng)：是電池保護和管理的核心部件，它不僅要保證電池安全可靠地使用，而且要充分發(fā)揮電池的能力和延長使用壽命，作為電池和其他控制器以及駕駛?cè)藴贤ǖ臉蛄?，根?jù)采集到的動力蓄電池系統(tǒng)的基本參數(shù)及故障信息，通過控制接觸器控制動力蓄電池組的充放電。北京匯智慧眾汽車技術(shù)研究院1.3動力蓄電池充電過程狀態(tài)簡述

1.3.2動力蓄電池充電與停止充電條件

北京匯智慧眾汽車技術(shù)研究院1.3動力蓄電池充電過程狀態(tài)簡述

1.3.2動力蓄電池充電與停止充電條件

動力蓄電池能否在充電系統(tǒng)中充電成功的關(guān)鍵因素取決于動力蓄電池自身的狀態(tài)是否滿足充電條件。

約束充電的條件：大致可分為充電樁和車輛兩部分，其中又包含故障類和非故障類。

故障類可分為充電樁故障和車輛故障，其中充電樁故障包括充電樁自身故障及電網(wǎng)電源故障，車輛故障包括動力蓄電池故障、低壓控制系統(tǒng)故障及高壓系統(tǒng)故障，只有充電樁和車輛均滿足可充電條件方可充電。

北京匯智慧眾汽車技術(shù)研究院1.3動力蓄電池充電過程狀態(tài)簡述

1.3.2動力蓄電池充電與停止充電條件

停止充電條件：

①故障導(dǎo)致中止充電或是不能啟動充電（高壓回路絕緣故障）；

②單體蓄電池電壓達到了設(shè)定的充電截止電壓，導(dǎo)致停止充電；

③ＳＯＣ達到１００％。需要注意的是，ＳＯＣ值并不一定是首要充電停止條件，即使ＳＯＣ為１００％有時仍舊充電，是在等待最高單體蓄電池電壓值達到ＢＭＳ的設(shè)定值（如本例中的３.６５Ｖ）。

④充電機溫度過高或過低導(dǎo)致充電中止或無法啟動充電。即受車輛充電控制策略影響：禁止啟動、降功率運行、立即停止。

⑤動力蓄電池溫度過高或過低導(dǎo)致無法充電或中止充電。即受車輛充電控制策略影響：允許充電、限流充電、充電加熱、禁止充電。

北京匯智慧眾汽車技術(shù)研究院1.3動力蓄電池充電過程狀態(tài)簡述

1.3.2動力蓄電池充電與停止充電條件

停止