新能源汽车构造 课件 4-1 认知充电系统的工作原理与结构

《新能源汽车构造》任务一认知充电系统的工作原理与结构能力模块四掌握充电系统构造与拆装方法和汽车新时代的领导者一起成长目录CONTENTS2交流(慢充)充电系统概述1充电方式概述情境导入交流充电桩通过电动汽车内置的“车载充电机”将电网的交流电转换为直流电后对电池充电。交流充电输出电流小，充电速度慢，所以被称为“慢充”。你对“慢充”了解多少呢？01充电方式概述直流充电是指使用直流充电设备直接给新能源汽车的动力电池补充能量的方式。直流充电设备是直接安装固定在户外，接入电网，为新能源汽车的动力电池提供直流电源的充电装置，可直接为新能源汽车的电池充电。直流充电设备可以从功率大小、充电枪的多少、结构形式、安装方式等不同维度进行分类。充电方式概述（一）直流充电交流充电是指直接用电网AC220V交流电通过交流充电枪连接车辆给新能源汽车的动力电池充电。根据交流充电桩的安装方式分为便携式、落地式、壁挂式三种交流充电设备。交流充电设备给新能源汽车提供AC220V的交流电，通过车载充电机OBC升压，整流后输出动力电池所需要的直流电。充电方式概述（二）交流充电充电方式概述（二）交流充电如上图所示为交流充电过程示意图。02交流(慢充)充电系统概述交流充电指电网输入给车辆的电压为交流电，可以是220VAC单向电或380VAC三相电。通过交流充电桩连接新能源汽车的交流充电口，并通过车载充电机(简称OBC)对交流电进行升压并转化为直流电，然后通过OBC内部的整流模块整流成符合该车辆所需要的电压对其动力电池充电，该过程称为交流充电，也称为慢充。交流(慢充)充电系统概述（一）交流充电组成与作用交流(慢充)充电系统概述（一）交流充电组成与作用交流充电的部件主要有车载充电机、交流充电插座(交流充电插座线束)、充电线、交流充电桩或220V交流电源和车辆控制器(VCU、BMS)等，如图所示为各部件示意图。车载充电机是交流充电系统的关键部件，其根据控制指今把交流电转化为直流申给电池充申。交流充电插座是国家标准件，是车辆连接外部电网的接口，其接口有2个信号回路、1个接地回路、1个零线回路和3个火线回路一共有7个接口，根据输入的电压是220VAC或380VAC，应用相应的火线接口。车辆控制器是实施监控车辆的状态，并发出控制指令给车载充电机，使其正常工作或停止工作，控制其工作电流和电压等，是车辆充电的控制大脑。交流充电组成的各部件作用如下：交流(慢充)充电系统概述（一）交流充电组成与作用模式2充电线是连接外部电网和车辆的充电线，直接给车载充电机提供220VAC电源。其线缆上的功能盒可检测车辆和电网状态，连接或断开给车辆的供电，具有一定的保护功能。根据标准要求：其输入的充电电流限制在13A以内，输入电压为220V的交流电压AC，所以采用模式2的充电线充电时，车载充电机的输入最大功率为2860W，即充电时间会延长。交流充电组成的各部件作用如下：交流(慢充)充电系统概述（一）交流充电组成与作用交流充电桩也是车辆连接外部电网的部件，直接给车载充电机提供220VAC或380VAC电源。其也具有检测车辆和电网状态，连接或断开给车辆供电的功能。充电桩的供电电压有220VAC和380VAC，根据充电桩的输出功率而定。根据标准要求：如交流充电桩的输出电流大于32A时，供电电压必须采用380VAC。因此采用交流充电桩充电时，充电功率较大，即充电时间会缩短。交流充电组成的各部件作用如下：交流(慢充)充电系统概述（一）交流充电组成与作用交流(慢充)充电系统概述（二）交流充电工作原理新能源汽车的动力电池的充电过程由BMC进行实时监测和保护。车载充电机工作状态及指令均由BMC发出的指令进行控制，包括工作模式指令、动力电池允许充电的最大电压、充电允许最大电流、电池包加热状态的电流值等。交流(慢充)充电系统概述（二）交流充电工作原理交流充电系统原理示意图点火开关处于OFF档时，当车辆插入交流充电枪后，CC检测由悬空变为接地，通过检测点3与PE间电阻来判断车辆插头与车辆插座连接状态，确认当前充电连接装置（电缆）的额定功率并点亮充电连接指示灯。通过测量检测点2的PWM信号占空比确认当前供电设备的最大供电电流，当车辆检测到充电枪输出占空比时，允许车辆充电。当车辆处于交流充电模式下，车载充电机检测交流充电接口的CC、CP信号（充电枪插入、导通信号）并唤醒BMC，BMC唤醒车载充电机并发送指充电，同时BMC控制电池包内部正负极接触器闭合，动力电池开始充电。1.交流充电CC/CP控制逻辑交流(慢充)充电系统概述（二）交流充电工作原理2.CC检测交流(慢充)充电系统概述（二）交流充电工作原理通过对接入电路（接地）的检测来判断CC是否连接，如检测到压降则认为CC已经连接。CC与PE的信号判断充电枪的功率大小及最大充电电流。CC与PE的阻值判断充电功率见下表。CC与PE的阻值判断充电功率及最大充电电流电阻交流充电的最大电流充电功率备注1.5KΩ10A随车充电器

680Ω16A3.3KW充电桩

220Ω32A7KW充电桩

2.CC检测交流(慢充)充电系统概述（二）交流充电工作原理接上一页表格CC与PE的阻值判断充电功率及最大充电电流电阻交流充电的最大电流充电功率备注100Ω63A三相交流充电桩秦EV车型不具备此功能2kΩ放电功能（VTOL）放电功率3.3KW220Ω放电功能32A（VTOV）放电功率7KW100Ω放电功能63A（VTOG）放电功率40KW3.CP检测交流(慢充)充电系统概述（二）交流充电工作原理当充电枪成功连接后，CP信号为占空比信号，通过CP检测线输入的信号，可以得出该充电机允许的最大交流充电电流，CP信号判断充电枪最大输出电流。如下表所示为CP信号判断充电功率大小。CP信号数据表PWM占空比D最大允许电流Imax（A）D<3%不允许充电3%≤D≤7%5%的占空比表示需要数字通讯，且需要充电7%<D<8%不允许充电3.CP检测交流(慢充)充电系统概述（二）交流充电工作原理CP信号数据表PWM占空比D最大允许电流Imax（A）8%≤D<10%Imax=610%≤D<85%Imax=(D*100)*0.685%≤D<90%Imax=(D*100-64)*2.5且Imax≤6390%≤D<97%预留D>97%□接上一页表格交流充电枪与交流充电口连接确认信号正常；车载充电机供电电源正常(含AC220V和充电枪端的DC12V)及车载充电机低压控制线束及本体正常；充电唤醒信号输出正常(DC12V)；车载充电机、整车控制器、BMS之间通讯正常，电池包正、负极接触器闭合、BMC相车载充电机发送电流强度需求的指令；4.新能源汽车交流充电条件交流(慢充)充电系统概述（二）交流充电工作原理动力电池单体之间的最高温度与最低温度差不超过5°C，且单体电池的温度>5°C；单体电池最高电压与最低电压差<0.03V(30mv)；电池组的绝缘阻值>500Ω