——冷卻系統新能源汽車技術——充電系統構成與充電原理2課時

提出任務作為壹名汽車專業的學生，你懂得新能源汽車電機類型及工作原理嗎？充電系統的組成新能源充電系統

充電系統工作原理本節重點（1）懂得充電系統的構成；（2）理解充電系統工作原理。電動汽車充電系統重要包括充電柱、充電插口、車載充電器、高壓控制盒（PDU）、動力電池、充電指示燈及高壓導線構成，如圖5-2-1所示。因車型的不壹樣也許高壓控制盒單獨設置也也許集成在其他控制單元中。圖5-2-1電動汽車充電系統的構成一、充電系統的組成1、充電樁常見的充電樁重要有交流充電樁、直流充電樁和交直流壹體充電樁，如圖5-2-2所示。圖5-2-2交直流壹體充電樁一、充電系統的組成2.充電插口（1）充電插口的構成充電插口是指用于連接活動電纜和電動汽車的充電部件，重要由充電插座與充電插頭兩部分構成，如圖5-2-3所示。圖5-2-3充電插口的構成一、充電系統的組成（2）充電插口的規定在電動汽車的產業化過程中，充電接口的原則化非常重要。充電接口應當滿足如下幾方面規定。①可以實現較大電流的傳播和傳導，防止由于電流過大引起插座發熱和故障。②插頭可以與插座充足藕合，接觸電阻小，以免接觸不良引起火花燒蝕或虛接。③可以實現必要的通信功能，以便電動汽車CAN通信或者電池管理系統與充電機對接。④具有防誤插功能。由于電動汽車使用的充電設備或者電池的型號和性能不壹樣，因此所需要的電源就不壹樣樣，同步，由于各插頭的性能不壹樣，插頭的電極不能插錯，這就規定不壹樣的電源插頭要有壹定的識別功能。⑤具有合理的外形，以便執行插拔作業。一、充電系統的組成（3）充電插口的原則充電插口上，世界不壹樣國家和不壹樣地區均有各自的原則，目前美、歐、中三大充電插口原則成為成為重要要原則。中國的國標GB/T4規定了交流與直流接口的原則，交流接口采用的是七針的設計，直流接口采用的九針的設計,如圖5-2-4所示。一、充電系統的組成圖5-2-4國標交流與直流接口的針腳布置及定義一、充電系統的組成3、車載充電器車載充電器重要功能如下：（1）將外部交流電轉換成直流電給動力電池充電；（2）充電時，車載充電器根據車輛控制單元(VCU)的指令確定充電模式；（3）車載充電器內部有濾波裝置，可以克制交流電網波動對車載充電機的干擾。圖5-2-5所示是大眾高爾夫插電混合動力車型中的車載充電器高壓線束連接。圖5-2-5車載充電器高壓線束連接一、充電系統的組成4、充電指示燈充電指示用不壹樣的顏色（壹般是綠、黃、紅三種顏色）來闡明電量狀態。充電指示燈的功能和在車輛上的位置因車型而已。表5-2-1是江淮電動充電指示燈功能。表5-2-1江淮電動車充電指示燈的功能一、充電系統的組成4、高壓配電箱(PDU)高壓配電箱是新能源汽車集中高壓配電設備，是動力電池與各高壓設備的電源和信號傳遞的橋梁，如圖5-2-6所示。圖5-2-6北汽EV160的高壓配電盒一、充電系統的組成北汽EV160高壓配電箱內部構造及其高壓配電系統分別見圖5-2-7和圖5-2-8。圖5-2-7北汽EV160的高壓配電盒內部構造1-動力電池高壓輸入正極；2-動力電池高壓輸入負極；3-高壓輸出到電機控制器正極；4-高壓輸出到電機控制器負極；5-PTC高壓熔斷器(32A)；6-壓縮機高壓熔斷器（32A）；7-DC/DC高壓熔斷器（16A）；8-充電機高壓熔斷器（32A）；9-接快充輸入正極；10-接快充輸入負極；11-PTC控制器一、充電系統的組成圖5-2-8北汽EV160的高壓配電系統一、充電系統的組成1.充電控制流程充電控制流程如圖5-2-9所示。圖5-2-9充電控制流程二、充電系統工作原理2、交流充電工作原理使用交流供電設備對車輛充電，交流供電設備與車輛的經典電路原理圖如圖5-2-10所示。圖5-2-10交流供電設備與車輛的經典電路原理圖二、充電系統工作原理運用車載充電器對電動汽車充電，充電過程如下：1)確認連接狀態(1)將車輛插頭和插座插合後，車輛可以自動啟動某種觸發條件，通過互鎖或者其他控制措施使車輛處在不可行駛狀態。(2)電動汽車車輛控制裝置通過測量圖6.16中檢測點3與PE之間的電阻值，判斷車輛插頭與車輛插座與否已完全連接。(3)在操作人員對供電設備完畢充電啟動設置後，如供電設備無端障，并且供電接口已完全連接，則閉合S1，供電控制裝置發出PWM信號，電動汽車車輛控制裝置通過測量圖6.16中檢測點2的PWM信號，判斷充電連接裝置與否已完全連接。二、充電系統工作原理2)設定參數(1)在電動汽車和供電設備建立電氣連接及車載充電機完畢自檢後，通過測量圖6.16中檢測點2的PWM信號確認充電額定電流值；車載充電機給電動汽車控制裝置發送充電感應祈求信號，同步或延時後給車輛控制裝置供電；根據充電協議進行信息確認，若需充電則電動汽車控制裝置發送需充電報文并控制充電接觸器閉合，車載充電機按所需功率輸出。(2)車輛控制裝置通過判斷圖6.16中檢測點2的PWM信號占空比確認供電設備目前能提供的最大充電電流值；車輛控制裝置對供電設備、充電連接裝置及車載充電機的額定輸入電流值進行比較，將其最小值設定為車載充電機目前最大容許輸入電流；當判斷充電連接裝置已完全連接，并完畢車載充電機最大容許輸入電流設置後，車輛控制裝置控制圖6.17中K1、K2閉合，車載充電機開始對電動汽車進行充電。二、充電系統工作原理3)充電過程中(1)充電過程中，車輛控制裝置可以對圖6.16中檢測點3的電壓值及PWM信號占空比進行監測，供電控制裝罝可以對圖6.16中檢測點1的電壓值進行監測。(2)在充電過程中，當充電完畢或者由于其他原因不滿足充電條件時，車輛控制裝置發出充電停止信號給車載充電機，車載充電機停止直流輸出、CAN通信和低壓輔助電源輸出。二、充電系統工作原理3、直流充電工作原理運用直流充電樁對電動汽車充電，充電過程如下：（1）將車輛插頭和插座插合後，車輛的總體設計方案可以自動啟動某種觸發條件，通過互鎖或者其他控制措施使車輛處在不可行駛狀態。（2）操作人員對非車載充電機進行充電設置後，非車載充電機控制裝置通過測盤檢測點1的電壓值判斷車輛插頭與車輛插座與否已完全連接，如檢測點1的電壓值為4V,則判斷車輛接口完全連接，非車載充電機控制電子鎖鎖止。（3）在車輛接口完全連接後，如非車載充電機完畢自檢，則閉合接觸器K3和K4，使低壓輔助供電回路導通，同步開始周期發送充電機辨識報文；在得到非車載充電機提供的低壓輔助電源供電後，車輛控制裝通過測量檢測點2的電壓值判斷車輛接口與否已完全連接；如檢測點2的電壓值為6V,則車輛控制裝置開始周期發送車輛控制裝B(或電池管理系統)辨識報文，該信號也可以作為車輛處在不可行駛狀態的觸發條件之壹。

二、充電系統工作原理（4）車輛控制裝置與非車載充電機控制裝置通信通訊完畢握手和配置後，車輛控制裝置閉合接觸器K5和K6，使充電回路導通，作車載充電機控制裝置閉合接觸器K1和K2，使直流供電回路導通。（5）在整個充電階段，車輛控制裝置通過向非車載充電機控制裝置實時發送充電級別需求來控制整個充電過锃，非車載充電機控制裝置根據電池充電級別需求來調整充電電壓和充電電流以保證充電正常進行，此外，車輛控制裝置和非車載充電機控制裝置還互相發送各自的狀態信息。（6）車輛控制裝置根據電池系統與否到達滿充狀態或收到充電機中斷充電電報文來判斷與否結束充電。在滿足以上充電結束條件時，車輛控制裝置開始周期發送車輛控制裝置(或電池管理系統)中斷充電報文，在壹定期間