新能源汽车技术课件3.5动力电池的充电方法

新能源汽车技术三、认识新能源汽车动力电池1回顾2耐高温性能量密度耐低温性CTP导入案例32018年，国家发展改革委、国家能源局、工业和信息化部、财政部制定了《提升新能源汽车充电保障能力行动计划》。提出工作目标：力争用三年时间大幅提升充电技术水平，提高充电设施产品质量，加快完善充电标准体系，全面优化充电设施布局，显著增强充电网络互联互通能力，快速升级充电运营服务品质，进一步优化充电基础设施发展环境和产业格局。目录

电动汽车充换电技术

1电动汽车电能供给方式2整车充电技术3充电系统关键部件4电池更换系统41电动汽车电能供给方式5电动汽车电能供给方式主要分为整车充电和电池更换两种方式：（1）整车充电是指采用交流充电桩、车载充电机、非车载充电机等充电设备直接对电动汽车车载动力电池进行充电；（2）电池更换是指用充满电的动力电池组更换车上需要充电的动力电池组，实现电动汽车能源的快速补给。2整车充电技术6根据充电时间的长短直流快充交流慢充充电装置和汽车接收装置感应式充电传导式充电C率:

C率又称倍率，是指电池在规定时间内放出其额定容量时所需要的的电流值，即：C率=充放电电流（A）/额定容量（A•h）。0.2C/2C？2整车充电技术72.1慢速充电系统2.2快速充电系统视频VS2.1慢速充电系统8交流慢充是指采用小电流在较长的时间内对动力电池进行慢速充电，这种充电又称为普通充电。常规动力电池均采用小电流的恒压恒流三段式充电，一般充电时间可长达5-10h。特点优点：1、充电装置和安装成本较低。2、可充分利用电力低谷时段进行充电，降低充电成本，保证充电时段电压相对稳定。缺点：充电时间长，难以满足车辆紧急运行的需求。恒流、恒压、浮充2.1慢速充电系统9系统构成慢速充电系统主要是由供电设备（交流充电桩或家用交流电源）、车载充电机、慢充充电口、充电枪、高压线束、低压控制线束、高压控制盒、动力电池、整车控制器（VCU）等部件组成。2.1慢速充电系统10交流充电桩是指固定安装在电动汽车外、与交流电网连接、采用传导方式为具有车载充电机的电动汽车提供交流电源的装置。一般由桩体、充电插座、保护控制装置、计量装置、读卡装置、人机交互界面等组成，功率一般不大于7kW。常用的交流充电桩可分为一桩一充式、一桩双充式及壁挂式。交流充电桩是指固定安装在电动汽车外、与交流电网连接、采用传导方式为具有车载充电机的电动汽车提供交流电源的装置。额定电压V额定电流A25016322.1慢速充电系统11每个交流充电桩都装有充电插座，目前大部分都采用GB/T20234.2—2015《电动汽车传导充电用连接装置》中规定的七孔插座。2.1慢速充电系统12工作过程交流充电桩（或家用16A供电插座）提供的交流电经车载充电机整流、滤波、升压后转换为高压直流电压，通过高压控制盒连接到动力电池。交流供电充电唤醒BMS检测充电需求BMS发送充电指令充电过程停止充电2.2快速充电系统13快速充电系统主要由快速充电桩（直流充电桩）、快充接口、高压控制盒、动力电池、整车控制器、高压线束和低压控制线束等组成。系统构成特点优点：充电时间短，便利性好。缺点：1、充电效率较低，充电装置安装成本和工作成本较高。2、充电电流大，对充电的技术和方法要求高，对电池的寿命有极大影响，并存在安全隐患。额定电压V额定电流A7501252502.2快速充电系统14直流充电桩的充电接口是充电桩与电动汽车快充充电口进行物理连接，完成充电和控制引导的连接器。直流充电桩与电动汽车的充电接口功能定义执行国家标准GB/T20234.3-2015《电动汽车传导充电用连接装置》的规定。快速充电口2.3慢充与快充对比总结15充电过程快充大功率直流充电慢充交流充电通过直流充电桩充电接口，将交流电转化为直流电，输送到汽车的快充口，直接为电池充电。通过交流充电桩充电接口，将交流电输入汽车的慢充口，通过车载充电机，将交流电转化为直流电，再为电池充电。2.3慢充与快充对比总结16充电接口2.3慢充与快充对比总结17性能对比充电时间虚电电池寿命快充的充电快慢取决于充电机功率、电池充电特性等因素，通常0.5-1小时可以充满电池80%的容量。而慢充因其是交流充电，充电过程需要6-8小时。快充一般会带来虚电的问题，而慢充则几乎没有。事实上，大功率直流快充除了带来虚电问题外，更容易对电池造成不可逆的损害。而慢充经过了内部的转化，充电电流和功率都相对较小，对电池的伤害也相对小很多。快充/慢充如何选择？3充电系统关键部件18010203电动汽车充电机高压控制盒DC/DC变换器3.1电动汽车充电机19充电机作为供电电源与电动汽车蓄电池之间的功率转换器，其功能是将供电电源的能量按照既定的充电模式传递给电动汽车动力蓄电池。工作原理3.1电动汽车充电机20分类3.1电动汽车充电机21（1）车载充电机

车载充电机固定安装在电动汽车上，当需要充电时通过电缆与地面交流电源连接完成充电，由于只需将车载充电机的插头插接到停车场或其附近的交流电源插座上或专用的充电桩上即可进行充电，因此车载充电机又称交流充电机。3.1电动汽车充电机22（2）地面充电机

地面充电机又称直流充电机，指采用直流充电模式为电动汽车动力电池总成进行充电的充电机。直流充电模式是以充电机输出的可控直流电源直接对动力电池总成进行充电。3.1电动汽车充电机23（3）感应式充电机

感应式充电机利用电磁感应耦合方式向电动汽车传输电能，两者之间没有实际的物理连接。一边绕组装在充电机上，另一边绕组嵌在电动汽车上。通过高频逆变环节电缆传输通过感应耦合器，经过整流滤波环节。经过整流滤波环节将高频交流电变换成直流电。工作原理3.1电动汽车充电机24（3）感应式充电发展3.2DC/DC变换器25电动汽车中的DC/DC变换器（又称“变压器”）位于机舱内，在高压控制盒与车载充电机之间，主要用于将动力电池的高压直流电转换为12V低压直流电给蓄电池及整车低压用电系统供电。DC/DC变换器共有4处接线口，分别为低压输出负极、低压输出正极、低压控制端、高压输入端。3.2DC/DC变换器26DC/DC变换器工作原理是ECU控制绝缘栅双极晶体管（IGBT）的导通和截止，把动力电池组件的直流电逆变成高压、高频交流电，然后通过变压器把这一高压、高频交流电转变为低压、高频的交流电，最后通过二极管整流滤波变成12V直流电。3.3高压控制盒27高压控制盒，也叫高压配电盒，跨接在充快速电接口和电池之间，及动力电池和电机控制器之间，主要功能是对动力电池中储存的电能进行输出及分配，实现对支路用电器件的切断和保护。包括整车主继电器、高压各分系统保险。5个接线口3.3高压控制盒28工作原理经由慢充和快充转换的高压直流电经高压控制盒连接到动力电池组件中。动力电池组件中储存的高压直流电经高压控制盒分配到各用电部件，保证各部件的电能需求。回收的电能经高压控制盒直接以高压直流电形式储存到动力电池组件中。充电模式驱动模式制动能量回收模式整车模式4电池更换系统29电池更换模式不仅可以解决电动汽车续航问题，还可以及时发现电池组中电池单体的问题，对于电池的维护工作具有重要意义。电池更换技术分为商用车更换和乘用车更换两种。针对乘用车，根据电池箱在车辆中的部位，电池更换方式可分为底盘更换和行李箱更换。4电池更换系统30电池更换设备通过传感器技术，实现上下、左右及旋转自动对位功能，对不同停车姿态车辆的电池箱位置进行自动识别校准，可以柔性控制实现整个装卸过程，以适应不同类型的车辆。动力电池快速更换设备