項(xiàng)目五

電動(dòng)汽車充電技術(shù)學(xué)習(xí)任務(wù)二

電動(dòng)汽車充系統(tǒng)工作原理目錄目錄直流充電系統(tǒng)的功能介紹一交流充電功能介紹二電動(dòng)汽車充換電技術(shù)三電動(dòng)汽車無線電技術(shù)四復(fù)習(xí)題五學(xué)習(xí)任務(wù)2

電動(dòng)汽車充系統(tǒng)工作原理學(xué)習(xí)目標(biāo)：?知道充電系統(tǒng)的組成?理解充電系統(tǒng)工作原理

素養(yǎng)目標(biāo)：?養(yǎng)成關(guān)注新能源汽車充電技術(shù)發(fā)展的習(xí)慣?培養(yǎng)學(xué)生分析新能源汽車充電系統(tǒng)功能的能力一、新能源汽車交流充電的工作原理新能源汽車的動(dòng)力電池的充電過程由BMC進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)和保護(hù)。車載充電機(jī)工作狀態(tài)及指令均由BMC發(fā)出的指令進(jìn)行控制，包括工作模式指令、動(dòng)力電池允許充電的最大電壓、充電允許最大電流、電池包加熱狀態(tài)的電流值等。交流充電系統(tǒng)原理框圖如圖5-2-1所示。學(xué)習(xí)任務(wù)2

電動(dòng)汽車充系統(tǒng)工作原理圖5-2-1交流充電系統(tǒng)原理框圖充電CC/CP控制邏輯：點(diǎn)火開關(guān)處于OFF檔時(shí)，當(dāng)車輛插入交流充電槍后，CC檢測(cè)由懸空變?yōu)榻拥?，通過檢測(cè)點(diǎn)3與PE間電阻來判斷車輛插頭與車輛插座連接狀態(tài)，確認(rèn)當(dāng)前充電連接裝置（電纜）的額定功率并點(diǎn)亮充電連接指示燈。通過測(cè)量檢測(cè)點(diǎn)2的PWM信號(hào)占空比確認(rèn)當(dāng)前供電設(shè)備的最大供電電流，當(dāng)車輛檢測(cè)到充電槍輸出占空比時(shí)，允許車輛充電。當(dāng)車輛處于交流充電模式下，車載充電機(jī)檢測(cè)交流充電接口的CC、CP信號(hào)（充電槍插入、導(dǎo)通信號(hào)）并喚醒BMC，BMC喚醒車載充電機(jī)并發(fā)送指令充電，同時(shí)BMC控制電池包內(nèi)部正負(fù)極接觸器閉合，動(dòng)力電池開始充電。學(xué)習(xí)任務(wù)2

電動(dòng)汽車充系統(tǒng)工作原理CC檢測(cè)：通過對(duì)接入電路（接地）的檢測(cè)來判斷CC是否連接，如檢測(cè)到壓降則認(rèn)為CC已經(jīng)連接。CC與PE的信號(hào)判斷充電槍的功率大小及最大充電電流見表5-2-1。學(xué)習(xí)任務(wù)2

電動(dòng)汽車充系統(tǒng)工作原理表5-2-1CC與PE的阻值判斷充電功率及最大充電電流CC與PE的阻值判斷充電功率及最大充電電流電阻交流充電的最大電流充電功率備注1.5KΩ10A隨車充電器

680Ω16A3.3KW充電樁

220Ω32A7KW充電樁

100Ω63A三相交流充電樁秦EV車型不具備此功能2kΩ放電功能（VTOL）放電功率3.3KW220Ω放電功能32A（VTOV）放電功率7KW100Ω放電功能63A（VTOG）放電功率40KWCP檢測(cè)：當(dāng)充電槍成功連接后，CP信號(hào)為占空比信號(hào)，通過CP檢測(cè)線輸入的信號(hào)，可以得出該充電機(jī)允許的最大交流充電電流，CP信號(hào)判斷充電槍最大輸出電流，見表5-2-2。學(xué)習(xí)任務(wù)2

電動(dòng)汽車充系統(tǒng)工作原理表5-2-2CP信號(hào)判斷充電槍最大輸出電流CP信號(hào)數(shù)據(jù)表PWM占空比D最大允許電流Imax（A）D<3%不允許充電3%≤D≤7%5%的占空比表示需要數(shù)字通訊，且需要充電7%<D<8%不允許充電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%預(yù)留D>97%□二、新能源汽車交流充電條件（1）交流充電槍與交流充電口連接確認(rèn)信號(hào)正常；（2）車載充電機(jī)供電電源正常（含AC220V和充電槍端的DC12V）及車載充電機(jī)低壓控制線束及本體正常；

（3）充電喚醒信號(hào)輸出正常（DC12V）；

（4）車載充電機(jī)、整車控制器、BMS之間通訊正常，電池包正、負(fù)極接觸器閉合、BMC相車載充電機(jī)發(fā)送電流強(qiáng)度需求的指令；

（5）動(dòng)力電池單體之間的最高溫度與最低溫度差不超過5℃，且單體電池的溫度>5℃；（6）單體電池最高電壓與最低電壓差＜0.03V（30mv）；

（7）電池組的絕緣阻值＞500Ω/V；

（8）高、低壓電路連接正常（遠(yuǎn)程控制開關(guān)關(guān)閉狀態(tài)）。

提示：交流充電設(shè)備用電功率不能超過家庭電網(wǎng)的負(fù)載上限，避免引起電網(wǎng)損壞或燒毀。學(xué)習(xí)任務(wù)2

電動(dòng)汽車充系統(tǒng)工作原理三、新能源汽車對(duì)外放電功能VTOV，即VehicleToVehicle，用于車輛對(duì)車輛進(jìn)行充電，可用于純電動(dòng)車輛動(dòng)力電池包虧電救援。該設(shè)備兩頭都是連接車輛交流充電口的充電槍，兩頭的充電槍完全相同如圖5-2-2所示，因此槍的兩頭的CC與PE阻值為220Ω。注意VTOV設(shè)備與交流充電槍總成的區(qū)別。學(xué)習(xí)任務(wù)2

電動(dòng)汽車充系統(tǒng)工作原理圖5-2-2VTOV的充電槍頭VTOL，即VehicleToLoad，車輛對(duì)負(fù)載放電，正名為“車輛對(duì)插排放電連接裝置”，可直接為功率≤3kw的家用電器供電。該設(shè)備一頭是交流放電槍，另一頭為家用插排如圖5-2-3所示，其中交流放電槍上的CC與PE阻值為2000Ω。學(xué)習(xí)任務(wù)2

電動(dòng)汽車充系統(tǒng)工作原理圖5-2-3VTOL放電插排VTOV和VTOL的操作方法如下（以比亞迪e5車型為例）：（1）車輛點(diǎn)火開關(guān)處于OFF檔，按下駕駛室內(nèi)的“放電”開關(guān)，進(jìn)入放電模式，此時(shí)組合儀表上顯示提示信息如圖5-2-4所示，選擇車輛對(duì)外放電的方式，如：VTOV。學(xué)習(xí)任務(wù)2

電動(dòng)汽車充系統(tǒng)工作原理圖5-2-4VTOV放電操作界面（2）在10分鐘內(nèi)用VTOV設(shè)備將兩臺(tái)車輛連接起來，即可實(shí)現(xiàn)設(shè)置車輛對(duì)另一臺(tái)車輛充電，如圖5-2-5所示。放電過程中，如需結(jié)束，再次按下“放電”開關(guān)即可。學(xué)習(xí)任務(wù)2

電動(dòng)汽車充系統(tǒng)工作原理圖5-2-5VTOV車輛對(duì)車輛充電注意：車輛啟動(dòng)對(duì)外放電功能時(shí)，當(dāng)放電車輛的電池組SOC小于10%時(shí)，放電車輛會(huì)停止對(duì)外放電，防止電池因過放導(dǎo)致?lián)p壞。VTOG，即VehicleToGrid，車輛對(duì)電網(wǎng)放電，如圖5-2-6所示，e5車型可通過比亞迪40Kw壁掛式交流充電樁實(shí)現(xiàn)對(duì)電網(wǎng)放電。交流充電槍上的CC與PE阻值為100Ω。車輛對(duì)電網(wǎng)放電需要借助三相的交流充電樁以及VDS2000或2100。學(xué)習(xí)任務(wù)2

電動(dòng)汽車充系統(tǒng)工作原理圖5-1-1國標(biāo)直流充電口定義四、新能源汽車直流充電工作原理直流充電的基本過程是：

在動(dòng)力電池的兩端加載直流電壓，以恒定大電流對(duì)電池充電，電池的電壓漸漸地緩慢地上升，上升到一定程度，電池電壓達(dá)到標(biāo)稱值，SOC在88%時(shí)（針對(duì)不同電池，不同主機(jī)廠的控制策略不一樣）以上，轉(zhuǎn)為恒壓充電，降低充電電流。當(dāng)直流充電樁輸出的電流<5A時(shí)，直流充電樁停止給新能源汽車充電。非車載充電機(jī)（即直流充電樁）和新能源汽車二者通過車輛直流充電口相連，如圖5-2-7所示。S開關(guān)是一個(gè)常閉開關(guān)，與直流充電槍頭上的按鍵（即機(jī)械鎖）相關(guān)聯(lián)，當(dāng)我們按下充電槍頭上的按鍵，S開關(guān)即打開。而U1、U2是一個(gè)12V上拉電壓，R1~R5是阻值約1000歐的電阻，R1、R2、R3在充電槍上，R4、R5在車輛插座上。學(xué)習(xí)任務(wù)2

電動(dòng)汽車充系統(tǒng)工作原理圖5-2-7直流充電工作原理圖車輛充電口連接確認(rèn)階段：當(dāng)我們按下槍頭按鍵，將直流充電槍插入直流充電口內(nèi)，再放開槍頭按鍵。充電樁的檢測(cè)點(diǎn)1將檢測(cè)到12V-6V-4V的電平變化。一旦檢測(cè)到4V、充電樁將判斷充電槍插入成功，車輛接口完全連接，并將充電槍中的電子鎖進(jìn)行鎖定，防止槍頭脫落。直流充電連接成功后，儀表顯示充電中如圖5-2-8所示。學(xué)習(xí)任務(wù)2

電動(dòng)汽車充系統(tǒng)工作原理圖5-2-8直流充電連接成功直流充電樁自檢階段：在車輛接口完全連接后，充電樁將閉合K3、K4，使低壓輔助供電回路導(dǎo)通，為新能源汽車控制裝置供電（有的車輛不需要供電）（車輛得到供電后，將根據(jù)監(jiān)測(cè)點(diǎn)2的電壓判斷車輛接口是否連接，若電壓值為6V，則車輛裝置開始周期發(fā)送通信握手報(bào)文），接著閉合K1、K2，進(jìn)行絕緣檢測(cè)，所謂絕緣檢測(cè)，即檢測(cè)DC線路的絕緣性能，保證后續(xù)充電過程的安全性。絕緣檢測(cè)結(jié)束后，將投入泄放回路泄放能量，并斷開K1、K2，同時(shí)開始周期發(fā)送通信握手報(bào)文。充電準(zhǔn)備就緒階段：新能源汽車與直流充電樁相互配置的階段，車輛控制K5、K6閉合，使充電回路導(dǎo)通，充電樁檢測(cè)到車輛端電池電壓正常（電壓與通信報(bào)文描述的電池電壓誤差≤±5%，且在充電樁輸出最大、最小電壓的范圍內(nèi)）后閉合K1、K2，那么直流充電線路導(dǎo)通，新能源汽車就準(zhǔn)備開始充電。學(xué)習(xí)任務(wù)2

電動(dòng)汽車充系統(tǒng)工作原理充電階段：在充電階段，車輛向直流充電樁實(shí)時(shí)發(fā)送電池充電需求的參數(shù)，充電樁會(huì)根據(jù)該參數(shù)實(shí)時(shí)調(diào)整充電電壓和電流，并相互發(fā)送各自的狀態(tài)信息（充電樁輸出電壓電流、車輛電池電壓電流、SOC等）。充電結(jié)束：車輛會(huì)根據(jù)BMS是否達(dá)到充滿狀態(tài)或是受到充電樁發(fā)來的“充電樁中止充電報(bào)文“來判斷是否結(jié)束充電。滿足以上充電結(jié)束條件，車輛會(huì)發(fā)送“車輛中止充電報(bào)文“，在確認(rèn)充電電流小于5A后斷開K5、K6。充電樁在達(dá)到操作人員設(shè)定的充電結(jié)束條件，或者收到汽車發(fā)來的“車輛中止充電報(bào)文”，會(huì)發(fā)送”充電樁中止充電報(bào)文”，并控制充電樁停止充電，在確認(rèn)充電電流小于5A后斷開K1、K2，并再次投入泄放電路，然后再斷開K3、K4。學(xué)習(xí)任務(wù)2

電動(dòng)汽車充系統(tǒng)工作原理一、選擇題（1）不屬于電動(dòng)汽車充電系統(tǒng)的部件的是（D）。A、動(dòng)力電池B、車載充電器C、高壓控制盒D、驅(qū)動(dòng)電機(jī)（2）下面說法錯(cuò)誤的是（B）A、充電插口是指用于連接活動(dòng)電纜和電動(dòng)汽車的充電部件。B、在充電插口上，世界不同國家已經(jīng)統(tǒng)一了標(biāo)準(zhǔn)。C、充電插口應(yīng)具備合理的外形，方便執(zhí)行插拔作業(yè)。D、充電插口應(yīng)具備必要的通信功能。（3）中國的國標(biāo)GB/T20234規(guī)定了交流與直流接口的標(biāo)準(zhǔn)，其中交流接口采用的是（

）針的設(shè)計(jì)。A、3B、5C、7D、9（4）充電指示用不同的顏色，通常是（

）種顏色，來說明電量狀態(tài)。A、5B、4C、3D、2（5）目前有（

）大充電插口標(biāo)準(zhǔn)成為成為主要要標(biāo)準(zhǔn)。A、2B、3C、4D、5學(xué)習(xí)任務(wù)2電動(dòng)汽車充系統(tǒng)工作原理復(fù)習(xí)題二、判斷題（1）電