新能源汽车储能装置与管理系统课件：电动汽车动力电池充电

电动汽车动力电池充电了解电动汽车动力电池的充电方法了解电动汽车充电设备的类型熟悉充电设备的基本使用方法学习目标1电动汽车充电方式2电动汽车对充电设备的要求3电动汽车充电设备的类型4电动汽车充电方法5电动汽车车载充电机6电动汽车非车载充电机7电动汽车光伏充电站电动汽车充电方式1.电动汽车充电方式充电方式常规充电快速充电无线充电移动式充电电池更换常规充电方式采用恒压、恒流的传统充电方式对电动汽车进行充电，相应的充电机的工作和安装成本相对比较低。（1）常规充电方式电动汽车充电方式(2)快速充电方式

快速充电方式以150～400A的高充电电流在短时问内为蓄电池充电，与常规充电方式相比安装成本相对较高。快速充电也可称为迅速充电或应急充电，其目的是在短时间内给电动汽车充满电。大型充电站(机)多采用这种充电方式。电动汽车充电方式(3)无线充电方式

电动汽车无线充电方式是利用无线电能传输技术对蓄电池进行充电的一种新型充电方式，主要有电磁感应充电方式、磁共振充电方式和微波充电方式。电动汽车充电方式(4)移动式充电方式

对电动汽车蓄电池而言，最理想的情况是电动汽车在路上行驶时充电，即所谓的移动式充电。这样，电动汽车用户就没有必要去寻找充电站、停放车辆并花费时问去充电。移动式充电系统埋设在一段路面之下，即充电区，不需要额外的空间。电动汽车充电方式(5)电池更换方式

采用更换电池的方式迅速补充车辆电能，电池更换可在10min以内完成，理论上无限提升了车辆续驶里程。电动汽车充电方式Altair纳米技术公司为电动汽车开发的锂离子电池可以极快的速度的充电，容量高达35KWh时的电池可以在10小时之内充电完毕，安装这种电池的载人小汽车可以续航160ｋｍ，10min之内把35ｋＷ的电池充电完毕需要250ｋＷ。

麻省理工学院研究人员发明了一项充电材料表面处理技术，利用这种新技术制造的手机电池可以在10秒内完成充电，汽车电池可在5分钟内充好电，一块锂电池完成充电一般需要6分钟或更长的时间，但传统的磷酸铁锂材料在经过表面处理生成纳米级沟槽后可将电池的充电速度提升36倍(仅为10秒)

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据索尼公司官方新闻稿表示，索尼公司已经开发出了一种快速充电锂电池，仅需半个小时就能让电池充电99％，功率可达1800W/kg，并可延长2000次循环充放电寿命。电动汽车充电方式(6)未来其他前沿技术电动汽车对充电设备具有以下要求。(1)安全性

电动汽车充电时，要确保人员的人身安全和蓄电池组的安全。(2)易用性

充电设备应具有较高的智能性，不需要操作人员过多干预充电过程。(3)经济性

成本经济、价格低廉的充电设备有助于降低整个电动汽车的成本，提高运行效益，促进电动汽车的商业化推广。(4)高效率

高效率是对现代充电设备最重要的要求之一，效率的高低对整个电动汽的能量效率具有重大影响。(5)环境污染

对供电电源污染要小采用电力电子技术的充电设备是一种高度非线性的设备，会对供电网及其他用电设备产生有害的谐波污染，而且由于充电设备功率因数低，在充电系统受载增加时，对其供电网的影响也不容忽视。电动汽车对充电设备的要求电动汽车充电设备的类型很多，一般分为非车载充电机、车载充电机、交流充电桩、直流充电桩和交直流充电桩等。(1)非车载充电机非车载充电机是指安装在电动汽车车体外，将电网的交流电能变换为直流电能，采用传导方式为电动汽车动力蓄电池充电的专用装置。非车载充电机一般由高频开关电源模块、监控单元、人机操作界面、与电动汽车电气接口、计量系统和通信接口等组成。电动汽车充电设备的类型3.电动汽车充电设备的类型车载充电机是指固定安装在电动汽车上运行，将交流电能转换为直流电能，采用传导方式为电动汽车动力蓄电池充电的专用装置。车载充电机由交流输入接口、功率单元、控制单元、直流输出接口等部分组成，充电过程中由车载充电机提供电池管理系统、充电接触器、仪表盘、冷却系统等低压用电电源。电动汽车充电设备的类型(2)车载充电机(3)交流充电桩固定在电动汽车外、与交流电网连接，采用传导方式为具有车载充电装置的电动汽车提供交流电源的专用供电装置。电动汽车充电设备的类型直流充电桩是指固定在电动汽车外、与交流电网连接，可以为非车载电动汽车动力电池提供小功率直流电源的供电装置。直流充电桩主要由监控器、刷卡区、充电指示灯、插枪接口、充电桩体等部分组成。电动汽车充电设备的类型(4)直流充电桩

交直流充电桩是采用交直流一体的结构，既可实现直流充电，也可以交流充电。白天充电业务多的时候，使用直流方式进行快速充电，当夜问充电站用户少时可用交流充电进行慢充操作。电动汽车充电设备的类型(5)交直流充电桩

4.电动汽车充电方法电动汽车充电方法蓄电池充电方法恒流充电恒压充电恒流限压充电

恒流充电是指充电过程中使充电电流保持不变的方法。恒流充电具有较大的适应性，容易将蓄电池完全充足，有益于延长蓄电池的寿命。缺点是在充电过程中，需要根据逐渐升高的蓄电池电动势调节充电电压，以保持电流不变，充电时间也较长。

恒流充电是一种标准的充电方法。电动汽车充电方法恒流充电涓流充电

最小电流充电

标准充电

高速率(快速)充电

(1)恒流充电（2）恒压充电恒压充电是指充电过程中保持充电电压不变的充电方法．充电电流随蓄电池电动势的升高而减小。合理的充电电压，应在蓄电池即将充足时使其充电电流趋于0。如果电压过高会造成充电初期充电电流过大和过充电，如果电压过低则会使蓄电池充电不足。充电初期若充电电流过大，则应适当调低充电电压，待蓄电池电动势升高后再将充电电压调整到规定值。恒压充电的优点是充电时间短，充电过程无需调整电压，较适合于补充充电。缺点是不容易将蓄电池完全充足，充电初期大电流对极板会有不利影响。

（3）恒流限压充电

先以恒流方式进行充电，当蓄电池组端电压上升到限压值时，充电机自动转换为恒压充电。直到充电完毕。电动汽车充电方法车载充电机具有为电动汽车动力电池安全、自动充满电的能力，充电机依据电池管理系统提供的数据，能动态调节充电电流或电压参数，执行相应的动作，完成充电过程。电动汽车车载充电机5.电动汽车车载充电机车载充电机交流输入端口功率单元控制单元低压辅助单元直流输出端口电动汽车车载充电机(1)车载充电机输出电流可根据各厂家蓄电池组的电压情况设定。车载充电机在额定输入电压、额定负载的状态下，效率应不低于90％，功率因数应不低于0.92。(2)电动汽车车载充电机的技术参数电动汽车车载充电机电动汽车车载充电机属于交流充电，其接口应满足交流充电接口的要求。电动汽车车载充电机（3）电动汽车车载充电机充电接口车载充电机车辆供电插头和充电插座如图所示。

在充电连接过程中，首先接通保护接地触头，最后接通控制确认触头与充电连接确认触头；断开过程相反。电动汽车车载充电机作为推动电动汽车发展的重要因素，电动汽车充电站这一基础设施的建设显得尤为重要，没有充电站就相当于现在没有加油站，充电站的建设对于提供电动汽车远程旅行，提高续驶里程具有非常重要的作用。而作为充电站的核心，非车载充电机是必不可少的。电动汽车非车载充电机6.电动汽车非车载充电机

非车载充电机主要由充电机主体和充电终端两个部分组成。充电机主体通过三相输入接触器与电网相连，将交流电转换为输出电压和电流可调的直流电。输出经过充电终端的充电接口与电动汽车的蓄电池相连。充电终端面向用户，并与整流柜控制系统、电池管理系统、充电站监控系统等实现通信。充电终端也有一个单独的MCU控制系统，对整个终端进行管理。充电终端包括IC卡计费系统、打印系统、人机面板显示系统、电能测量系统，并与整流柜控制系统、电池管理系统、充电站监控系统等实现通信。

非车载充电机系统结构非车载充电机充电终端结构电动汽车非车载充电机（1）电动汽车非车载充电机组成(2)电动汽车非车载充电机的技术参数输人方式输入电压额定值/V输入电流额定值/A频率/Hz1单相220I≤16

502单相220/三相38016<I≤323三相380I>32电动汽车非车载充电机

(3)电动汽车非车载充电机的充电接口电动汽车非车载充电机(4)非车载充电机车辆供电插头和充电插座车辆插头和车辆插座在连接过程中触头耦合的顺序为：保护接地，直流电源正、直流电源负、车辆端连接确认，低压辅助电源正与低压辅助电源负，充电通信与供电端连接确认；在脱开的过程中则顺序相反。电动汽车非车载充电机7.电动汽车光伏充电站