7.1 新能源汽车的电能补充方式

单元一

新能源汽车的电能补充方式新形态一体化教材一、新能源汽车补充电能的方式新能源汽车的电能补充方式新形态一体化教材

目前，新能源汽车动力蓄电池补充电能的方式有换电和充电两种。换电是一种动力蓄电池快速更换的方式，指在动力蓄电池更换站内将电量充足的动力蓄电池替换车上电量不足的动力蓄电池。这样，可有效克服现阶段动力蓄电池性能的限制，为电动汽车的运行创造有利条件。底盘换电速度很快，可实现全自动换电，目前底盘换电时间可控制在3min之内。一、新能源汽车补充电能的方式新能源汽车的电能补充方式新形态一体化教材二、充电接口新形态一体化教材

世界上不同的国家和地区对充电接口都有各自的标准。目前，美国、欧洲和中国三大充电接口标准已成为主要标准。中国的国标GB/T20234.3-2015规定了交流与直流接口的标准，交流充电接口采用七针的设计，如图7-2所示。新能源汽车的电能补充方式二、充电接口新形态一体化教材新能源汽车的电能补充方式三、充电站新形态一体化教材

1.充电站的定义充电站是采用整车充电模式为电动汽车提供电能的场所，如图7-5所示。充电站主要由三台及以上电动汽车充电设备(至少有一台非车载充电机)，以及相关的供电设备、监控设备等组成。充电站由配电系统、充电系统、计量计费系统、监控与通信系统和配套设施等部分组成。新能源汽车的电能补充方式三、充电站新形态一体化教材

2.充电站的分类根据配电容量及充电设备的数量，电动汽车充电站可分为大型、中型和小型三类。（1）大型充电站配电容量大于或等于500KV·A，具备为各类乘用车、商用车充电的能力，充电设备数量不少于10台。（2）中型充电站配电容量大于或等于100KV·A且小于500kV·A，充电设备数量不少于3台。（3）小型充电站配电容量小于100kV·A，充电设备数量不少于3台。新能源汽车的电能补充方式四、电池更换站新形态一体化教材

1.电池更换站的定义电池更换站是指采用电池更换方式为电动汽车提供电能供给，并能够在换电过程中对更换设备、动力蓄电池进行状态监控的场所，如图7-6所示。新能源汽车的电能补充方式四、电池更换站新形态一体化教材

2.电池更换站的分类（1）根据功能不同分电动汽车电池更换站根据功能不同可分为三类：1）电池更换站(换电站)。可以对动力蓄电池进行充电，也可以为电动汽车提供换电服务。2）电池配送中心。对动力蓄电池集中进行充电，并为电池配送站提供动力蓄电池的场所，是电池更换站的一种特殊形式。3）电池配送站。通过配送方式获得动力蓄电池，并为电动汽车提供电池更换服务的场所，是电池更换站的一种特殊形式。新能源汽车的电能补充方式四、电池更换站新形态一体化教材

2.电池更换站的分类（2）根据服务的电动车辆类型分电动汽车电池更换站根据服务的电动车辆类型分为以下三类：1）乘用车电池更换站。具备乘用车电池更换和电池充电的功能，并具备一定范围的电池配送能力的电池更换站。2）商用车电池更换站。具备商用车电池更换和电池充电的功能，并具备一定范围的电池配送能力的电池更换站。3）综合型电池更换站。同时具备乘用车和商用车电池更换及电池充电的功能，并具备辐射本地区的电池配送能力的电池更换站。新能源汽车的电能补充方式四、电池更换站新形态一体化教材

3.电动汽车换电流程新能源汽车的电能补充方式五、交流充电新形态一体化教材

1.交流充电的定义交流充电俗称“慢充”，是指电网输入给车辆的电压为交流电，可以是220V单相交流电或380V三相交流电。交流电通过标准充电插头和充电插座，进入车载充电机，车载充电机再把交流电转化为直流电，给动力蓄电池充电，完成基本的交流电充电。交流充电电流相对较小，有利于延长动力蓄电池的使用寿命，且不易过热和发生故障。因此，建议车辆多采用交流充电模式。新能源汽车的电能补充方式五、交流充电新形态一体化教材

2.交流充电的组成交流充电的部件主要有交流充电桩（或220V交流电源）、交流充电插座（交流充电插座线束）、充电线、车载充电机和车辆控制器（整车控制器VCU、电池管理系统BMS）等，如图7-8所示。新能源汽车的电能补充方式五、交流充电新形态一体化教材

3.交流充电的电气原理交流充电是国家标准的充电方式，其电气原理图、检测和控制要满足标准GB/T18487.1-2015《电动汽车传导充电系统第1部分：通用要求》的要求，如图7-20所示。除了满足国家标准要求外，不同汽车厂会根据项目需求，增加充电提示或显示的功能，方便客户查看充电状态。新能源汽车的电能补充方式五、交流充电新形态一体化教材

4.交流充电的控制策略交流充电的控制策略和顺序如下：1）车载充电机检测CC和CP信号，车载充电机可根据CC信号判断充电线的容量，根据CP信号，判断供电设备的供电能力。2）车辆处于休眠或停车状态时，当充电插头插上充电插座时，车载充电机检测到CC或CP，自身唤醒。3）车载充电机自唤醒后，唤醒VCU和BMS。4）VCU和BMS被唤醒后，开始进入交流充电模式，并检测车辆状态，即车辆是否有故障，电池是否满电。新能源汽车的电能补充方式六、直流充电新形态一体化教材

1.直流充电的定义直流充电俗称“快充”，是指外部电网输入给车辆的电压为直流电，即直流充电桩把380V三相交流电转化为直流电，通过标准直流充电插头和充电插座输送给车辆，直接给动力蓄电池充电，完成基本的直流充电。直流充电虽然能更快的完成充电，但对车辆的动力蓄电池损伤较大，也易发生过热，从而引发事故。新能源汽车的电能补充方式六、直流充电新形态一体化教材

2.直流充电的组成直流充电的部件主要有直流充电桩、直流充电插座（直流充电插座线束）和车辆控制器（整车控制器VCU、电池管理系统BMS）等，如图7-21所示。直流充电桩内部功能单元之间可互相通信，多个控制单元之间也需要进行数据交换。如多功能智能电表检测充电功率等。正常情况下智能电表有RS485接口，电源数据可以通过RS485发送到收费控制单元。收费控制单元可以实现检查用户信息、测量、扣除费用和打印账单等功能。新能源汽车的电能补充方式六、直流充电新形态一体化教材新能源汽车的电能补充方式六、直流充电新形态一体化教材

3.直流充电的电气原理在直流充电桩与电动汽车进行通信充电时，直流充电桩需要与电动汽车进行信息交换，以便充电桩能够识别插头的连接状态，检测电源连接是否存在漏电断电等情况，如果没有任何问题就可以开始充电。新能源汽车的电能补充方式六、直流充电新形态一体化教材

4.直流充电的控制策略直流充电的电气原理不仅要满足标准的要求，且与车辆的控制器的通讯协议也必须符合国标格式和内容，车辆才可实现在市场上充电。以某个项目为例，充电是给动力蓄电池充电，为了便于执行控制，直接使用动力蓄电池的BMS与直流充电桩进行信息交互和检测，VCU只作为辅助判断，其控制策略和顺序如下：1）车辆未使用A+和A-辅助电源，因为此电源为车辆外部电压，其可靠性不稳定，因此未使用。2）BMS检测CC2信号和通过S+和S-与直流充电桩进行信息交互。新能源汽车的电能补充方式七、无线充电新形态一体化教材

无线充电，如图7-25所示。电动汽车无线充电技术通过埋于地面下的供电导轨以高频交变磁场的形式将电能传输给运行在地面上一定范围内的车辆接收端电能拾取机构，进而给车载储能