純電動(dòng)汽車交流充電技術(shù)綜述

純電動(dòng)汽車交流充電技術(shù)綜述

0交流充電系統(tǒng)純電動(dòng)汽車需要補(bǔ)充負(fù)載管理系統(tǒng)設(shè)備的動(dòng)力，這稱為充電。電動(dòng)汽車的充電過程需要應(yīng)用到許多領(lǐng)域的技術(shù)和設(shè)備。交流充電系統(tǒng)一般是指將220V交流電引入交流充電樁，并通過充電電纜和充電槍與新能源汽車的交流充電接口相連的系統(tǒng)。車載充電器可以將外部交流電網(wǎng)的電轉(zhuǎn)換為直流電，為動(dòng)力電池充電。與直流充電系統(tǒng)相比，交流充電系統(tǒng)將交流變直流系統(tǒng)集成到了車載充電機(jī)中。由于車載充電器工作功率小，常用的充電功率分別為3.3kW和6.6kW，因此充電時(shí)間較長(zhǎng)。1緩慢溝通系統(tǒng)的基本組成交流慢充系統(tǒng)包括來自電網(wǎng)220V交流電、交流慢充樁、充電電纜及車端的交流充電接口和車載充電機(jī)等。1.1充電樁的設(shè)計(jì)電動(dòng)汽車充電樁對(duì)于純電動(dòng)汽車就像加油機(jī)對(duì)于汽車車一樣重要，交流充電樁一般由樁體、電氣模塊和計(jì)量模塊等組成。樁體包括外殼和人機(jī)交互界面；電氣模塊和計(jì)量模塊安裝在樁體內(nèi)部，電氣模塊包塊充電插座、電纜轉(zhuǎn)接端子排和安全防護(hù)裝置等。交流充電樁的輸入端連接到輸入電源，輸出端通過交流充電接口連接至電動(dòng)汽車。交流充電樁經(jīng)過一定的電壓和電流限制后向車載充電器供電，車載充電器經(jīng)過交直流整流和穩(wěn)壓后對(duì)動(dòng)力電池充電1.2充電接口的確定由于不同國家和地區(qū)的電網(wǎng)系統(tǒng)不同，因此不同國家在各自的交流充電標(biāo)準(zhǔn)中對(duì)充電連接器電壓和電流有不同的要求中國標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的交流充電接口的總體布局最接近Type2。均采用7芯結(jié)構(gòu)，以單相充電為主，并預(yù)留三相充電。目前，我國標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的最大交流電流只有32A，但實(shí)際充電采用的是220V/16A。交流充電端口是一個(gè)慢充接口，如圖1所示。1.3功率、體積和重量車載充電機(jī)也稱為交流充電機(jī)，車載充電機(jī)的整流等電能變換環(huán)節(jié)都在電動(dòng)汽車內(nèi)部完成，車外只需要一個(gè)交流輸入供電電源，但是，由于車內(nèi)前機(jī)艙空間有限，其功率、體積和重量等都小于非車載充電機(jī)。(1)車載充電機(jī)的組成：車載充電機(jī)主要由配電網(wǎng)輸入的單項(xiàng)220V或三相380V、頻率50Hz的交流電源供電，主電路一般包括二極管橋式不控整流電路、有源功率因數(shù)校正、LC濾波、高頻DC-DC斬波變換等組成部分。(2)車載充電機(jī)的作用：把來自電網(wǎng)的單相或三相交流輸入電能變換成穩(wěn)定、可控的直流輸出，并按一定的充電模式給動(dòng)力電池組充電，車載充電機(jī)與DC-DC、高壓控制盒集成安裝在前機(jī)艙P(yáng)DU內(nèi)部2汽車慢充充電口慢充系統(tǒng)中，首先將充電槍的車輛端接入位于車輛側(cè)后方的汽車慢充充電口、將充電樁端接入交流充電樁接口，或?qū)⒔宇^接入家里的市電插座。待各部件自檢完成后，即可合閘或開啟開關(guān)進(jìn)行交流充電。2.1蓄電池充電電流的檢測(cè)(1)根據(jù)鋰離子電池的特點(diǎn)，充電器對(duì)電壓有嚴(yán)格的要求。如果電壓過高，電池會(huì)過度充電，甚至?xí)ā?2)充電剛開始，先要小電流對(duì)激活電池的活性，讓蓄電池內(nèi)部化學(xué)反應(yīng)充分建立起來，為后面的持續(xù)大電流充電做好準(zhǔn)備。(3)之后進(jìn)入18A恒流充電階段。當(dāng)電壓充電至400V時(shí)，充電器降低恒定充電電流值，不進(jìn)入電壓穩(wěn)定階段。之后，它繼續(xù)檢測(cè)充電電壓。當(dāng)電池電壓再次達(dá)到400V時(shí)，充電器再次降低充電電流。重復(fù)上述充電過程，直到充電電流很小，充電器認(rèn)為電池已滿并關(guān)閉2.2車載充電機(jī)控制電路充電過程中，電池管理系統(tǒng)將電池組的充電電壓、充電電流等充電需求狀態(tài)告知充電機(jī)，充電機(jī)根據(jù)電池的充電需求，依據(jù)設(shè)定的策略輸出電壓電流值，對(duì)動(dòng)力蓄電池進(jìn)行充電，電路如圖2所示。該電路控制供電裝置在實(shí)際的充電時(shí)，將充電槍連接到充電口之后，雖然這只是簡(jiǎn)單的插一下充電槍的動(dòng)作，實(shí)際上是要閉合電路中的S3開關(guān)。S3開關(guān)閉合以后，車載充電機(jī)會(huì)發(fā)出一個(gè)5V的電壓傳遞到充電樁上，這時(shí)候充電樁接收到5V電壓，說明槍連接良好。接下來充電樁上的S1開關(guān)會(huì)閉合，將12V的電源轉(zhuǎn)換成占空比信號(hào)，通過CP線路傳遞到車載充電機(jī)上，此時(shí)車載充電機(jī)會(huì)喚醒整車控制器，整車控制器喚醒之后會(huì)通知S2開關(guān)完成閉合，S2的閉合會(huì)讓車載充電機(jī)完成一個(gè)升壓和整流的過程，這時(shí)電壓通過占空比信號(hào)，傳遞給充電樁，閉合K1,K2，此時(shí)220V的交流電通過L線和N線傳遞到AC/DC轉(zhuǎn)換器上，將交流電轉(zhuǎn)換成高壓直流電，通過高壓控制盒，傳遞到動(dòng)力電池，為動(dòng)力電池充電，這是純電動(dòng)汽車充電系統(tǒng)的控制電路圖。交流慢充充電方式的充電過程對(duì)電池的性能及壽命有一定的影響，合理的充電方式對(duì)保護(hù)動(dòng)力蓄電地的意義重大，按照動(dòng)力蓄電池的最佳曲線充電會(huì)大大減少蓄電池的充電時(shí)間，并且會(huì)減小對(duì)電池造成的危害及對(duì)電池的壽命和容量的影響，目前，交流慢充充電方法包括恒流充電法、恒壓充電法和兩階段充電法3種3交流緩慢，系統(tǒng)故障的維修充電系統(tǒng)故障是新能源汽車故障檢修的主要內(nèi)容之一。根據(jù)故障所處的系統(tǒng)，可分為充電設(shè)施故障和車載充電機(jī)故障。3.1交流電池站的日常檢查交流充電樁維護(hù)檢修，主要包括外觀檢測(cè)、電氣連接檢查及元件功能測(cè)試，具體檢修項(xiàng)目見表1。3.2汽車充電機(jī)故障診斷(1)作業(yè)前準(zhǔn)備。設(shè)置安全隔離帶及安全警示牌；檢查并穿戴個(gè)人安全防護(hù)用具；檢查并調(diào)校設(shè)備儀器；檢查絕緣工具；實(shí)施車輛外部及內(nèi)部三件套防護(hù)；檢測(cè)絕緣地墊的對(duì)地絕緣性能。(2)車輛初步檢查。確認(rèn)車輛停放位置合適并且車身穩(wěn)定；確認(rèn)手剎車已拉起；啟動(dòng)車輛，確認(rèn)擋位在“N”擋；檢查儀表盤的故障顯示燈是否亮起。(3)確認(rèn)充電系統(tǒng)故障。連接快充槍及慢充槍，確定充電系統(tǒng)故障情況；關(guān)閉啟動(dòng)開關(guān)；再次啟動(dòng)汽車并連接故障診斷儀，用診斷儀讀取故障碼；再次關(guān)閉啟動(dòng)開關(guān)，并將車鑰匙在遠(yuǎn)離汽車的位置妥善保管，填寫工單記錄相關(guān)信息。(4)故障診斷與排除。根據(jù)檢查結(jié)果結(jié)合維修手冊(cè)和電路圖編寫故障排查順序；檢查并測(cè)量車輛交流慢充端口及線束；檢查并測(cè)量充電槍的充電端口；檢查并測(cè)量車輛快充端口及線束；檢查并測(cè)量充電槍的充電端口；根據(jù)測(cè)量值判斷故障點(diǎn)并排除故障。(5)故障驗(yàn)證，啟動(dòng)車輛，看儀表盤是否出現(xiàn)“READY”燈，診斷儀讀取故障碼，清除故障碼。(6)清潔場(chǎng)