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文檔簡介
充電系統(tǒng)的認(rèn)知
任務(wù)導(dǎo)入:
新能源汽車在日常使用過程中,需要經(jīng)常對車上的動力電池進(jìn)行充電,作為新能源汽車檢修和管理人員,應(yīng)掌握充電系統(tǒng)的組成、充電方式、充電原理等相關(guān)知識,才能更好地為客戶服務(wù)。
1.任務(wù)目標(biāo)1.知識目標(biāo)
(1)熟悉新能源汽車充電系統(tǒng)的組成;
(2)熟悉新能源汽車充電方式;
(3)熟悉新能源汽車充電電路;
(4)掌握新能源汽車充電原理
2.能力目標(biāo)
(1)能描述新能源汽車充電系統(tǒng)組成;
(2)能描述新能源汽車充電方式;
(3)能描述新能源汽車充電流程;
(4)能依據(jù)電路原理圖、工作圖描述電路各端子定義;
(5)能描述新能源汽車充電原理一、新能源汽車充電系統(tǒng)的組成
(一)高壓充電系統(tǒng)
新能源汽車高壓充電系統(tǒng)如圖所示。
主要由高壓充電裝置(包括充電樁、車載充電機(jī)、充電口)、充電線束、高壓配電盒、動力電池、VCU、BMS、高壓線束等組成。新能源汽車高壓充電系統(tǒng)
高壓充電系統(tǒng)部件(a)充電樁;(b)充電口;(c)車載充電機(jī)、高壓配電盒總成;(d)整車控制器;(e)充電線束;(f)高壓線束
2.低壓充電系統(tǒng)的組成
新能源汽車低壓蓄電池充電系統(tǒng)主要由高壓動力電池、低壓蓄電池、DC/DC轉(zhuǎn)換器、高壓配電盒(高壓控制盒)、低壓線束等組成,如圖所示。
DC/DC轉(zhuǎn)換器
低壓線束二、新能源汽車動力電池充電方式及特點(diǎn)
新能源汽車動力電池充電方式主要有直流快充和交流慢充(常規(guī)充電)兩種。1.直流快充通過充電站的直流充電樁將380V的三相交流電變成直流高壓電動車上的直流快充接口,以較大的電流(150~400A)給動力電池快速(20min~2h)充電。(1)直流快充的優(yōu)點(diǎn)。充電時間短。(2)直流快充的缺點(diǎn)。降低動力電池使用壽命;建設(shè)充電站成本高;相比交流慢充,充電成本高。2.交流慢充通過交流充電樁或隨車配送的充電線將220V的單相交流電經(jīng)車上的交流慢充接口輸送到車載充電機(jī),經(jīng)車載充電機(jī)整流、升壓后變成高壓直流電,以較小的電流(15A左右)、較長的時間(5~20h)給動力電池充電。(1)交流慢充的優(yōu)點(diǎn)。充電機(jī)價格及安裝成本低;充電場所限制少,充電靈活;充電電量足,電池壽命長;充電成本低,可利用家用電源或用電低谷時段進(jìn)行充電,降低了充電成本。(2)交流慢充的缺點(diǎn)。充電時間過長,難以滿足緊急用車的需求。三、新能源汽車充電系統(tǒng)工作原理1.直流快充充電控制引導(dǎo)電路
直流快充充電導(dǎo)引控制電路
K1,K2—直流充電樁高壓正、負(fù)接觸器;K3,K4—充電樁低壓喚醒正、負(fù)極接觸器;K5,K6—車載高壓配電盒正、負(fù)極接觸器;S—充電槍鎖止按鈕;檢測點(diǎn)1(即CC1)—充電樁檢測充電槍與車輛充電口連接狀態(tài)識別信號;檢測點(diǎn)2(即CC2)—車輛控制器檢測充電槍與車輛連接狀態(tài)識別信號(1)直流快充充電控制引導(dǎo)電路如圖所示(2)交流慢充充電控制引導(dǎo)電路便攜隨車充電盒充電導(dǎo)引控制電路交流慢充充電導(dǎo)引控制電路(3)充電控制導(dǎo)引電路主要端子定義
:(1)交流充電口端子。
L:火線。
N:零線。
PE:車身地(搭鐵)。
CC:充電連接確認(rèn)。
CP:控制確認(rèn)。
GND:接地(搭鐵)。(2)直流充電口端子。
DC+:直流電源正。
DC-:直流電源負(fù)。
CC1:充電連接確認(rèn)。
CC2:充電連接確認(rèn)。
S+:充電通信CAN-H。
S-:充電通信CAN-L。
PE:車身地(搭鐵)。
A+:低壓輔助電源正。
A-:低壓輔助電源負(fù)。(4)典型車型充電控制導(dǎo)引電路吉利帝豪系列充電控制導(dǎo)引電路如圖所示。江淮IEV6充電控制導(dǎo)引電路如圖所示。2.吉利帝豪EV系列直流快充控制原理(1)充電槍與充電口插合:車輛處于不行駛狀態(tài)(2)充電連接確認(rèn)(3)充電樁自檢階段及低壓輔助上電(4)充電參數(shù)配置(5)預(yù)充電階段(6)充電準(zhǔn)備就緒(7)充電階段(8)充電結(jié)束(9)斷開電源及電子鎖吉利帝豪EV系列直流充電控制導(dǎo)引電路3.江淮IEV6直流快充充電控制原理當(dāng)直流充電樁的充電槍插入車輛充電口時,充電樁通過A+、A-向132模塊三新能源汽車充電系統(tǒng)的檢修133VCU提供12V電源,喚醒VCU,VCU工作后控制M/C(動力控制單元PCU)繼電器閉合,VCU根據(jù)動力電池的可充電功率向充電樁發(fā)送充電電流指令。同時,VCU控制直流充電接觸器、高壓正極接觸器、負(fù)極接觸器觸點(diǎn)閉合,充電樁的高壓直流電通過車輛充電接口、高壓接線盒(高壓配電盒)進(jìn)入動力電池,動力電池開始充電。江淮IEV6直流充電電路圖(1)直流快充系統(tǒng)正常充電的條件①充電連接確認(rèn)信號CC1、CC2正常。②BMS供電(12V)正常。③充電喚醒信號(12V)正常。④充電樁、整車控制器、BMS間通信正常。⑤動力電池溫度在5~45℃。⑥單體電池之間最高電壓與最低電壓的電壓差小于300mV。⑦單體電池之間最高溫度與最低溫度的溫差小于15℃。⑧電池組與車身絕緣值大于500Ω/V。⑨電池單體最高電壓不高于電池單體額定電壓0.4V。
(2)直流快充系統(tǒng)充電終止的條件①人為因素:人為刷卡結(jié)束充電、通過APP執(zhí)行終止充電指令、切斷三相交流電。
②充電樁因素:
充電樁有故障;通信故障;三次通信超時即可判斷為通信故障;充電槍與車輛連接斷開(含機(jī)械鎖按鈕被按下);充電樁電壓高于動力電池最高允許電壓;充電電流小于5A。BMS因素。4.交流慢充系統(tǒng)充電控制原理以2019款比亞迪e5交流慢充充電電路如圖所示。
比亞迪e5交流慢充充電電路1—正極接觸器;2—分壓接觸器1;3—分壓接觸器2;4—負(fù)極接觸器;7—主接觸器;8—交流接觸器;9—預(yù)充接觸器充電樁功率低于7kW時,交流電通過高壓電控總成中車載充電機(jī)給動力電池充電;充電樁功率高于7kW時,交流電直接通過VTOG(雙向逆變交流充放電控制器)對動力電池進(jìn)行充電。車載充電機(jī)簡稱OBC。IG1、IG3稱為雙路繼電器,由車身控制模塊BCM控制其閉合與斷開。比亞迪e5交流慢充充電導(dǎo)引控制電路如圖所示。比亞迪e5交流慢充充電導(dǎo)引控制電路S1—低壓輔助電源開關(guān);S2—占空比控制開關(guān);S3—充電槍機(jī)械鎖止開關(guān)(1)比亞迪e5交流慢充系統(tǒng)充電控制原理①充電槍連接
2019款比亞迪e5交流充電系統(tǒng)原理框圖
②連接確認(rèn)③充電準(zhǔn)備比亞迪e5雙路繼電器控制電路④充電開始。⑤充電結(jié)束。32A單相交流充電樁供電口電子鎖在交流供電回路切斷100ms后解鎖。(2)慢充系統(tǒng)正常充電條件①充電連接確認(rèn)信號正常。②充電機(jī)供電電源220V和12V正常,充電機(jī)正常。③充電喚醒信號12V正常。④充電機(jī)、VCU、BMS之間通信正常;主接觸器正常。⑤電池溫度在0~45℃。⑥單體電池最高電壓與最低電壓的電壓差小于300mV。⑦單體電池最高溫度與最低溫度的溫差小于15℃。⑧電池絕緣性能大于500Ω/V。⑨單體電池最高電壓不大于額定單體電壓0.4V。⑩線路連接正常。5.低壓蓄電池充電原理
低壓蓄電池在以下幾種狀態(tài)下需進(jìn)行補(bǔ)充充電:高壓動力電池交流慢充、直流快充、車輛上電、車輛放置狀態(tài)。(1)車輛上電時低壓蓄電池的補(bǔ)充充電接通車輛電源開關(guān)喚醒VCU和BMS,BMS檢測到低壓蓄電池電量過低時,將該信號傳遞給整車控制器VCU并發(fā)出充電請求信號,VCU向BMS發(fā)出允許充電信號,BMS接通預(yù)充電路進(jìn)行高壓預(yù)充電。VCU發(fā)送允許充電信號的同時,向DC/DC轉(zhuǎn)換器發(fā)送喚醒信號,DC/DC轉(zhuǎn)換器通電工作,將動力電池的高壓直流電轉(zhuǎn)換成低壓直流電給低壓蓄電池充電。(2)動力電池交流慢充時低壓蓄電池的補(bǔ)充充電低壓蓄電池充電原理框圖(3)動力電池直流快充時低壓蓄電池的補(bǔ)充充電當(dāng)充電槍插入車輛快充接口后,快充CC信號喚醒VCU和BMS,BMS檢測到電壓蓄電池電壓過低時,將該信號傳遞給整車控制器VCU并發(fā)出充電請求信號,VCU向BMS發(fā)出允許充電信號,BMS接通預(yù)充電路進(jìn)行高壓預(yù)充電。VCU發(fā)送允許充電信號的同時,向DC/DC轉(zhuǎn)換器發(fā)送喚醒信號,DC/DC轉(zhuǎn)換器通電工作。預(yù)充電完成后,BMS控制交流快充系統(tǒng)給動力電池充電,同時DC/DC轉(zhuǎn)換器將動力電池的高壓直流電轉(zhuǎn)換成低壓直流電給低壓蓄電池充電。
(4)車輛放置狀態(tài)低壓蓄電池的補(bǔ)充充電車輛長時間放置后,VCU休眠,定時計(jì)時器正常計(jì)時,當(dāng)計(jì)時器達(dá)到設(shè)定的時間后,喚醒VCU,VCU采集低壓蓄電池電壓并與設(shè)定的電壓值進(jìn)行比較。VCU檢測到的蓄電池電壓低于設(shè)定值,且無IGN電源信號及充電喚醒信號,則喚醒BMS及DC/DC轉(zhuǎn)換器。BMS檢測動力電池SOC信息,若SOC滿足設(shè)定值,DC/DC轉(zhuǎn)換器則把動力電池的高壓直流電轉(zhuǎn)換成低壓直流電給蓄電池充電。VCU持續(xù)與DC/DC轉(zhuǎn)換器進(jìn)行信息交互,當(dāng)蓄電池滿電后,VCU向BMS和DC/DC轉(zhuǎn)換器發(fā)送關(guān)閉指令,高壓下電,蓄電池停止充電,定時器清零并重新計(jì)時。
課堂練習(xí)一、填空 1.新能源汽車高壓充電系統(tǒng)由
等組成。
2.新能源汽車低壓充電系統(tǒng)由
等組成。
3.新能源汽車的充電方式主要有
和
兩種。
4.直流快充是指
。
5.交流慢充是指
。
6.直流快充的優(yōu)點(diǎn)是
;直流快充的缺點(diǎn)有
、
、
。
7.交流慢充的優(yōu)點(diǎn)有
、
、
、
;交流慢充的缺點(diǎn)是
。8.交流充電口的端子L表示
,N表示
,PE表示
,CP表示
,CC表示
,GND表示
。
9.直流充電口的端子DC+表示
,DC-表示
,A+表示
,CC1、CC2表示
,S+表示
,S-表示
。
10.向VCU、BMS提供
V的喚醒信號電壓,使VCU、BMS工作。
11.充電時,直流充電樁根據(jù)
信號確認(rèn)充電槍與充電口是否正常連接;BMS則根據(jù)
信號確認(rèn)車輛充電口與充電槍是否正常連接。
12.充電槍與車輛充電口“握手”環(huán)節(jié),充電樁與BMS通過
與
進(jìn)行通信。
13.直流快充系統(tǒng)正常充電的條件有以下幾條:
①
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