——冷卻系統(tǒng)新能源汽車技術(shù)——充電系統(tǒng)構(gòu)成與充電原理2課時

提出任務(wù)作為壹名汽車專業(yè)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(tǒng)的組成新能源充電系統(tǒng)

充電系統(tǒng)工作原理本節(jié)重點（1）懂得充電系統(tǒng)的構(gòu)成；（2）理解充電系統(tǒng)工作原理。電動汽車充電系統(tǒng)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(gòu)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(shè)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(tǒng)的構(gòu)成一、充電系統(tǒng)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(tǒng)的組成2.充電插口（1）充電插口的構(gòu)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(gòu)成，如圖5-2-3所示。圖5-2-3充電插口的構(gòu)成一、充電系統(tǒng)的組成（2）充電插口的規(guī)定在電動汽車的產(chǎn)業(yè)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(guī)定。①可以實現(xiàn)較大電流的傳播和傳導，防止由于電流過大引起插座發(fā)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(xiàn)必要的通信功能，以便電動汽車CAN通信或者電池管理系統(tǒng)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(shè)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(guī)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(zhí)行插拔作業(yè)。一、充電系統(tǒng)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(qū)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(guī)定了交流與直流接口的原則，交流接口采用的是七針的設(shè)計，直流接口采用的九針的設(shè)計,如圖5-2-4所示。一、充電系統(tǒng)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(tǒng)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(zhuǎn)換成直流電給動力電池充電；（2）充電時，車載充電器根據(jù)車輛控制單元(VCU)的指令確定充電模式；（3）車載充電器內(nèi)部有濾波裝置，可以克制交流電網(wǎng)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(tǒng)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(tài)。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(tǒng)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(shè)備，是動力電池與各高壓設(shè)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(tǒng)的組成北汽EV160高壓配電箱內(nèi)部構(gòu)造及其高壓配電系統(tǒng)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(nèi)部構(gòu)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(tǒng)的組成圖5-2-8北汽EV160的高壓配電系統(tǒng)一、充電系統(tǒng)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(tǒng)工作原理2、交流充電工作原理使用交流供電設(shè)備對車輛充電，交流供電設(shè)備與車輛的經(jīng)典電路原理圖如圖5-2-10所示。圖5-2-10交流供電設(shè)備與車輛的經(jīng)典電路原理圖二、充電系統(tǒng)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(tài)(1)將車輛插頭和插座插合後，車輛可以自動啟動某種觸發(fā)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(tài)。(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(shè)備完畢充電啟動設(shè)置後，如供電設(shè)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(fā)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(tǒng)工作原理2)設(shè)定參數(shù)(1)在電動汽車和供電設(shè)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(fā)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(jù)充電協(xié)議進行信息確認，若需充電則電動汽車控制裝置發(fā)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(shè)備目前能提供的最大充電電流值；車輛控制裝置對供電設(shè)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(shè)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(shè)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(tǒng)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(jiān)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(jiān)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(fā)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(tǒng)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(shè)計方案可以自動啟動某種觸發(fā)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(tài)。（2）操作人員對非車載充電機進行充電設(shè)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(fā)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(fā)送車輛控制裝B(或電池管理系統(tǒng))辨識報文，該信號也可以作為車輛處在不可行駛狀態(tài)的觸發(fā)條件之壹。

二、充電系統(tǒng)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(fā)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(jù)電池充電級別需求來調(diào)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(fā)送各自的狀態(tài)信息。（6）車輛控制裝置根據(jù)電池系統(tǒng)與否到達滿充狀態(tài)或收到充電機中斷充電電報文來判斷與否結(jié)束充電。在滿足以上充電結(jié)束條件時，車輛控制裝置開始周期發(fā)送車輛控制裝置(或電池管理系統(tǒng))中斷充電報文，在壹定期間