项目二 动力蓄电池 任务二 认知新能源汽车充电系统

新能源汽车技术项目二动力蓄电池任务二认知新能源汽车充电系统任务二认知新能源汽车充电系统一、充电系统类型目前新能源汽车的充电方式主要分为常规充电（慢充）、快速充电（快充）、无线充电和快换动力蓄电池四种。1.常规充电常规充电也称作慢充，采用随车配备的便携式充电设备进行充电，可使用家用电源或专用的充电桩电源。充电电流较小，一般在16～32A，电流可为直流、两相交流电、三相交流电，充电时间一般为5～8h。常规充电模式主要有定流充电和定压充电两种方式。1）定流充电是指充电全过程中，保持充电电流基本恒定的充电方式。在充电过程中，因为充电电流随着电池组的电动势逐渐升高而下降，所以需要随时根据充电程度调整电压和分级调整定流电流。2）定压充电是指充电过程中，电源电压始终保持不变的充电模式。采用定压充电时，电池组必须并联在充电电源之间。2.快速充电通过非车载充电机采用大电流为电池直接充电，使动力蓄电池在短时间内可充至80%左右的电量，因此该充电也称为应急充电。快速充电模式的电流一般在150～400A范围内，电压一般在200～750V范围内，充电功率大于50kW。此种方式多为直流供电方式，其目的是短时间内给电动汽车充电。这种高功率、高电压的工作条件，使得快速充电模式多存在于大型充电站、公路旁、高速公路加油站等，作为应急使用，如图2-9所示。一、充电系统类型任务二认知新能源汽车充电系统图2-9特斯拉快速充电站3.无线充电模式无线充电模式采用感应车载充电机接收电能给动力蓄电池充电，主要有电场感应、电场耦合、磁共振和无线电波四种传送电能模式。无线方式传输电能主要是通过两个绕组（嵌入地面的发射绕组和置于车内的接收绕组）之间产生的电感耦合进行的。发送绕组内的交流电形成电磁场，处于该磁场辐射范围内的接收绕组发生电磁感应，产生电流。一、充电系统类型任务二认知新能源汽车充电系统图2-10无线充电4.快换动力蓄电池快换动力蓄电池指在车辆动力蓄电池电量耗尽时，通过特定的更换站，用充满电的动力蓄电池替换已经耗尽电量的动力蓄电池，如图2-11所示。快换动力蓄电池集成了常规充电模式和快速充电模式的优点，既可以用低谷电给动力蓄电池进行深度充电，又可以在短时间内为车辆完成充电过程。通过使用机械设备更换，整个动力蓄电池更换过程花费的时间与现有燃油车加油时间大致相同。一、充电系统类型任务二认知新能源汽车充电系统图2-11电动汽车换电站1.慢充系统组成由供电设备（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、高压配电箱、动力蓄电池和VCU等组成，如图2-12所示。交流充电桩，俗称“慢充”，是固定安装在电动汽车外，与交流电网连接，为新能源汽车车载充电机提供交流电源的供电装置。交流充电桩只提供电力输出，没有充电功能，需连接车载充电机为电动汽车充电，相当于只是起到一个控制电源的作用，交流充电桩应用在各大、中、小型电动汽车充电站。二、慢充系统任务二认知新能源汽车充电系统图2-12慢充系统基本组成2.慢充系统对充电条件要求1）充电线连接确认信号正常。2）充电供电电源正常（包括220V和12V）及充电机工作正常。3）动力蓄电池工作温度为0～45℃。4）单体蓄电池最高电压与最低电压差小于0.3V。5）单体蓄电池最高温度与最低温度差小于15℃。6）绝缘性能大于20MΩ。7）实际单体蓄电池最高电压不高于额定单体电压0.4V。8）高压电路连接正常。二、慢充系统任务二认知新能源汽车充电系统快速充电优点：充电时间短，充电车辆流动快，节省充电站停车场面积。快速充电缺点：充电效率低，安装和成本较高，充电电流太大对充电技术和方法要求高，对动力蓄电池的寿命有负面影响，易造成动力蓄电池异常，存在安全隐患，且大电流充电会对公用电网产生冲击，会影响电网的供电质量安全。快充系统由快速充电桩、快充接口、高压配电盒、动力蓄电池、整车控制器（VCU）、高压线束和低压线束等组成，如图2-14所示。三、快充系统任务二认知新能源汽车充电系统图2-14快充系统组成1.交流充电接口考虑民用充电设施的安全、能源供给端的合理规划及乘用车辆的实际能源补给需求等问题，根据国标GB/T20234.2—2015《电动汽车传导充电用连接装置第2部分：交流充电接口》规定，电动汽车传导充电用交流充电接口，其额定电压不超过440V（AC），频率50Hz，额定电流不超过63A（AC）。2.直流充电接口为了实现对商用车辆及乘用车辆的快速能源补给，可利用非车载充电机将交流电转换成直流电，通过直流充电接口完成充电过程。直流充电接口一般情况下承载的电流远高于交流充电，同时在充电过程中需通过直流充电接口中的通信端子（CAN）连接车载电池管理系统（BMS）与非车载充电机的控制器，完成对充电过程的控制及其他相关信息的交互。四、充电接口任务二认知新能源汽车充电系统纯电动汽车的动力源是动力蓄电池，充电机就是为动力蓄电池充电的专门设备，充电机分为车载充电机和非车载充电机。车载充电机是指安装在电动汽车上的充电机，具有