車載充電機(jī)檢查與更換

車載充電機(jī)檢查學(xué)習(xí)單元1.3《新能源汽車動力電池拆裝與檢測》天津職業(yè)技術(shù)師范大學(xué)汽車職業(yè)教育研究所-專業(yè)服務(wù)職業(yè)教育證券市場學(xué)習(xí)單元1.3車載充電機(jī)檢查123456學(xué)習(xí)導(dǎo)航7情境導(dǎo)入學(xué)習(xí)小結(jié)實(shí)踐技能拓展閱讀理論知識學(xué)習(xí)目標(biāo)自主學(xué)習(xí)

證券市場小王在新能源汽車某4S店工作，今天接了一輛車，在家不能利用家用電正常充電。師傅告訴小王需要對車載充電機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)流讀取，你知道如何安全規(guī)范的進(jìn)行車載充電機(jī)數(shù)據(jù)流的讀取嗎？自主學(xué)習(xí)情境導(dǎo)入學(xué)習(xí)目標(biāo)理論知識拓展閱讀實(shí)踐技能學(xué)習(xí)小結(jié)

學(xué)習(xí)單元1.3車載充電機(jī)檢查證券市場1．能通過與客戶交流、查閱相關(guān)維修技術(shù)資料等方式獲取車輛信息。2．能根據(jù)客戶要求制定正確的檢查計(jì)劃。3．能按照正確操作規(guī)范進(jìn)行車載充電機(jī)的數(shù)據(jù)流的讀取。自主學(xué)習(xí)情境導(dǎo)入學(xué)習(xí)目標(biāo)理論知識拓展閱讀實(shí)踐技能學(xué)習(xí)小結(jié)

學(xué)習(xí)單元1.3車載充電機(jī)檢查車載充電機(jī)是固定安裝在電動汽車上，將公共電網(wǎng)的電能變換車載儲能裝置所要求的直流電，并給車載儲能裝置充電的裝置。車載充電機(jī)安裝在車輛內(nèi)部，其優(yōu)勢就是可以在車庫，路邊或者住宅等任何有交流電源供電的地方隨時(shí)充電，功率相對較小。車載充電機(jī)固定在電動汽車上，所以車載充電機(jī)的參數(shù)書與電動汽車電池相配套的，只需要按照電池管理系統(tǒng)需求的電壓電流來供給輸出并限制上下限，同時(shí)也因?yàn)檐囕d充電機(jī)安裝在汽車固定位置，車載充電機(jī)除要提供充電功能外，還應(yīng)滿足小型化、輕量化、高可靠性、高效率的要求。

學(xué)習(xí)單元1.3車載充電機(jī)檢查任務(wù)一充電系統(tǒng)概述學(xué)習(xí)目標(biāo)

1.了解電動汽車充電系統(tǒng)的基本概念。2.熟知電動汽車的慢速充電系統(tǒng)。3.熟知電動汽車的快速充電系統(tǒng)。一、電動汽車充電系統(tǒng)概述

（一）電動汽車充電系統(tǒng)電動汽車充電系統(tǒng)是維持電動汽車運(yùn)行的能源補(bǔ)給設(shè)施，是從供電電源提取能量對動力電池充電時(shí)使用的有特定功能的電力轉(zhuǎn)換裝置。主要包括交流（慢速）充電系統(tǒng)和直流（快速）充電系統(tǒng)，電動汽車充電系統(tǒng)如圖所示。任務(wù)一充電系統(tǒng)概述一、電動汽車充電系統(tǒng)概述

（二）電動汽車對充電系統(tǒng)的基本要求（1）安全性包括人員的人身安全和動力電池的安全。（2）易用性具有較高的智能性，不需要操作人員過多干預(yù)充電過程。（3）經(jīng)濟(jì)性價(jià)格低廉、性能優(yōu)異的充電設(shè)備有助于降低整個(gè)電動汽車的成本，促進(jìn)電動汽車的商業(yè)化推廣。（4）高效性高效率是對現(xiàn)代電動汽車充電系統(tǒng)的重要要求之一。（5）低污染性采用電力電子技術(shù)的充電設(shè)備是一種高度非線性的設(shè)備，會對供電網(wǎng)及其他供電設(shè)備產(chǎn)生有害的諧波污染，而且由于充電設(shè)備功率因數(shù)低，在充電系統(tǒng)負(fù)載增加時(shí)，對供電網(wǎng)的影響也不容忽視。任務(wù)一充電系統(tǒng)概述二、蓄電池的充電方法蓄電池的充電方法分為常規(guī)充電和快速充電兩大類。（一）常規(guī)充電1.恒壓充電恒壓充電是指在充電過程中充電電壓保持不變的充電方法。圖為恒壓充電曲線。剛開始充電時(shí)，由于電池電動勢小，故充電電流大，對電池的使用壽命有不利影響；在充電中后期，電池電動勢增加，充電電流小，會造成電池長期充電不足，對電池壽命造成不利影響。恒壓充電的優(yōu)點(diǎn)是充電時(shí)間較短，缺點(diǎn)是不易使電池完全充足電，充電初期的大電流對電池壽命不利。任務(wù)一充電系統(tǒng)概述二、蓄電池的充電方法（一）常規(guī)充電2.恒流充電恒流充電是指在充電過程中充電電流保持一個(gè)較小的恒定值的充電方法，它是通過調(diào)整充電裝置輸出電壓或改變與蓄電池串聯(lián)的電阻的方式來實(shí)現(xiàn)充電電流的恒定。圖為恒流充電曲線。恒流充電方法控制簡單，但由于電池可接受的充電電流是隨著充電的進(jìn)行而逐漸下降的，在充電后期，充電電能不能有效轉(zhuǎn)變成化學(xué)能，有一部分轉(zhuǎn)變成熱能散發(fā)掉了。恒流充電的優(yōu)點(diǎn)是電池容量可得到充分利用，充電效率高，有利于延長電池的使用壽命。缺點(diǎn)是充電時(shí)間長。任務(wù)一充電系統(tǒng)概述二、蓄電池的充電方法（一）常規(guī)充電任務(wù)一充電系統(tǒng)概述二、蓄電池的充電方法（一）常規(guī)充電3.階段充電法階段充電法為恒流充電和恒壓充電方法的組合，如先恒流后恒壓充電、多段恒流充電、先恒流再恒壓最后再恒流充電的方法等。常用的為先恒流再恒壓的充電方法，鉛酸電池和鋰電池常采用這種方式。任務(wù)一充電系統(tǒng)概述二、蓄電池的充電方法（二）快速充電縮短電池的充電時(shí)間是提高電動汽車使用方便性的重要一環(huán)，通過改進(jìn)電池結(jié)構(gòu)以降低內(nèi)阻和提高反應(yīng)離子的擴(kuò)散速率，可以縮短電池充電時(shí)間，此外，人們也一直在研究快速充電的方法?？焖俪潆姷谋举|(zhì)是通過提高充電電流或充電電壓來加快電池的化學(xué)反應(yīng)速率，提高充電的速度。但是，快速充電的速率是有上限的，過高的充電速率會造成電池內(nèi)部壓力上升、溫度上升、電池內(nèi)阻增加等現(xiàn)象，這不僅縮短電池壽命，也使電池可充入容量下降。因此，快速充電的策略是在整個(gè)充電過程中，充電電流不超過可接受充電電流但又盡可能接近它。任務(wù)一充電系統(tǒng)概述三、蓄電池的充電方式電動汽車充電方式主要有常規(guī)充電方式、快速充電方式、更換電池充電方式、無線充電方式和移動式充電方式。（一）常規(guī)充電方式常規(guī)充電方式采用恒壓、恒流的傳統(tǒng)充電方式對電動汽車進(jìn)行充電，相應(yīng)的充電器的工作和安裝成本相對比較低。電動汽車家用充電設(shè)施（車載充電機(jī)）和小型充電站多采用這種充電方式。車載充電機(jī)是電動汽車的一種最基本的充電設(shè)備，如左下圖所示。任務(wù)一充電系統(tǒng)概述三、蓄電池的充電方式（二）快速充電方式快速充電方式以150~400A的高充電電流在短時(shí)間內(nèi)為蓄電池充電，與常規(guī)充電方式相比安裝成本相對較高。快速充電也可稱為迅速充電或應(yīng)急充電，其目的是在短時(shí)間內(nèi)給電動汽車充滿電，充電時(shí)間應(yīng)該與燃油車的加油時(shí)間接近。大型充電站（機(jī)）多采用這種充電方式。如右圖所示。任務(wù)一充電系統(tǒng)概述

1.3.2車載充電機(jī)的結(jié)構(gòu)

1.3.3車載充電機(jī)工作過程1.3.1車載充電機(jī)的分類自主學(xué)習(xí)情境導(dǎo)入學(xué)習(xí)目標(biāo)理論知識拓展閱讀實(shí)踐技能學(xué)習(xí)小結(jié)

學(xué)習(xí)單元1.3車載充電機(jī)檢查1.3.4車載充電機(jī)基本參數(shù)1.3.1車載充電機(jī)的分類根據(jù)結(jié)構(gòu)不同可以分為單向車載充電機(jī)、雙向車載充電機(jī)、集成式車載充電機(jī)。單向車載充電機(jī)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)多樣、控制簡單。雙向車載充電機(jī)拓?fù)浜唵危_關(guān)器件數(shù)目多，控制復(fù)雜，體積較大。集成式車載充電機(jī)利用了電動汽車自身驅(qū)動系統(tǒng)的功率電路部分，相對減小了體積和重量，但其性能受電動汽車功率電路限制。

學(xué)習(xí)單元1.3車載充電機(jī)檢查1.3.1車載充電機(jī)的分類1.單向車載充電機(jī)單向車載充電機(jī)利用電網(wǎng)電能給電動汽車蓄電池組充電，功率單向流動，一般具有高效率、高功率因數(shù)、體積小及成本低等特點(diǎn)，能滿足大多數(shù)純電動汽車和插電式電動汽車的充電需求。車載充電機(jī)設(shè)計(jì)時(shí)一般采用高頻開關(guān)電源技術(shù)，拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)可分為單級式結(jié)構(gòu)和兩級式結(jié)構(gòu)。早期的單向車載充電機(jī)采用單級式結(jié)構(gòu)，電路拓?fù)浜唵?、控制方便，但是效率和輸出功率不高，只適用于低速電動汽車。隨著電動汽車的充電速度和充電時(shí)間等要求不斷提高，電動汽車車載充電機(jī)的功率等級越來越高，車載充電機(jī)采用兩級式拓?fù)?。單級式車載充電機(jī)輸入交流電經(jīng)過AC-DC變換為直流電，然后直接為電動汽車電池組供能

學(xué)習(xí)單元1.3車載充電機(jī)檢查1.3.1車載充電機(jī)的分類

學(xué)習(xí)單元1.3車載充電機(jī)檢查1.3.1車載充電機(jī)的分類2.雙向車載充電機(jī)與單向車載充電機(jī)的單一功能相比，雙向車載充電機(jī)一般具有兩種工作模式：電池充電模式(OBC)、汽車到電網(wǎng)供電模式(V2G)；功率雙向流動，不僅能利用電網(wǎng)電能給電動汽車充電(OBC)，還能將電動汽車電池的電能回饋到電網(wǎng)，停電期間電動汽車還能作為家庭應(yīng)急電源(V2G)。因此，通過雙向車載充電機(jī)電動汽車可以幫助電網(wǎng)調(diào)峰填谷，發(fā)電高峰期間從電網(wǎng)吸收電能給電動汽車電池組充電，用電高峰期間將電動汽車電池組儲存的電能回饋給電網(wǎng)。此外，利用雙向車載充電機(jī)電動汽車還能與風(fēng)電機(jī)組、汽輪機(jī)等構(gòu)建微電網(wǎng)系統(tǒng)，為未來發(fā)展智能電網(wǎng)的多資源協(xié)調(diào)互補(bǔ)利用提供依據(jù)。

學(xué)習(xí)單元1.3車載充電機(jī)檢查1.3.1車載充電機(jī)的分類構(gòu)建微電網(wǎng)系統(tǒng)，為未來發(fā)展智能電網(wǎng)的多資源協(xié)調(diào)互補(bǔ)利用提供依據(jù)。雙向車載充電機(jī)多采用兩級變換結(jié)構(gòu)，由雙向AC-DC變換器和雙向隔離DC-DC變換器構(gòu)成。

學(xué)習(xí)單元1.3車載充電機(jī)檢查1.3.1車載充電機(jī)的分類3.集成式車載充電機(jī)為了車載充電機(jī)的體積、重量和成本做到最小，1985年首次提出將車載充電機(jī)集成到電動汽車驅(qū)動系統(tǒng)中，即在電動汽車原有的功率電路基礎(chǔ)上，利用電機(jī)繞組、驅(qū)動逆變器等功率電子電路設(shè)計(jì)車載充電機(jī)。由于電動汽車驅(qū)動和充電不同時(shí)進(jìn)行，充電時(shí)可以利用驅(qū)動系統(tǒng)器件，比如充電時(shí)將電機(jī)繞組用作濾波電感，驅(qū)動逆變器用作雙向AC-DC變換器。集成式車載充電機(jī)能有效減小體積和成本，但其功率受電動汽車功率部件限制。此外，由于集成車載充電機(jī)要實(shí)現(xiàn)驅(qū)動和充電功能，控制算法復(fù)雜。

學(xué)習(xí)單元1.3車載充電機(jī)檢查1.3.2車載充電機(jī)的結(jié)構(gòu)無論通過哪種充電模式，外部電網(wǎng)都需要通過線纜和其他設(shè)備等連接車輛，因此車上充電系統(tǒng)一般包括：交流充電口、車載充電機(jī)、直流充電口、高壓配電裝置、動力電池、電池管理器等，如圖

學(xué)習(xí)單元1.3車載充電機(jī)檢查1.3.2車載充電機(jī)的結(jié)構(gòu)車載充電機(jī)由交流輸入接口、功率單元、控制單元、直流輸出接口等部分組成，充電過程中宜由車載充電機(jī)提供電池管理系統(tǒng)（BMS）、充電接觸器、儀表盤、冷卻系統(tǒng)等低壓用電電源。車載充電機(jī)連接示意圖如

學(xué)習(xí)單元1.3車載充電機(jī)檢查1.3.3車載充電機(jī)工作過程1.車載充電機(jī)輸入當(dāng)使用車載充電機(jī)對電動汽車進(jìn)行充電時(shí)，推薦使用圖6所示的典型電路作為充電接口狀態(tài)及車載充電機(jī)輸出的判斷裝置。

學(xué)習(xí)單元1.3車載充電機(jī)檢查1.3.3車載充電機(jī)工作過程工作過程如下：（1）車輛插頭與插座插合，使車輛處于不可行駛狀態(tài)將車輛插頭與車輛插座插合后，車輛的總體設(shè)計(jì)方案可以自動啟動某種出發(fā)條件（如打開充電門、插頭與插座連接或者對車輛的充電按鈕、開關(guān)等進(jìn)行功能觸發(fā)設(shè)置），通過互鎖或者其他控制措施使車輛處于不可行駛狀態(tài)。（2）確認(rèn)車輛接口已完全連接電動汽車車輛控制裝置通過測量圖6中檢測點(diǎn)3的電壓值，判斷車輛插頭與車輛插座是否已完全連接。

學(xué)習(xí)單元1.3車載充電機(jī)檢查1.3.3車載充電機(jī)工作過程（3）確認(rèn)充電連接裝置是否已完全連接在操作人員對供電設(shè)備完成充電啟動設(shè)置后，如供電設(shè)備無故障，并且供電接口已完全連接，則閉合S1，供電控制裝置發(fā)出PWM信號。電動汽車車輛控制裝置通過測量圖6中檢測點(diǎn)2的PWM信號，判斷充電連接裝置是否已完全連接。

學(xué)習(xí)單元1.3車載充電機(jī)檢查1.3.3車載充電機(jī)工作過程2.車載充電機(jī)輸出車載充電機(jī)輸出電路如圖

學(xué)習(xí)單元1.3車載充電機(jī)檢查1.3.3車載充電機(jī)工作過程工作過程如下：（1）車輛準(zhǔn)備就緒在電動汽車和供電設(shè)備建立電氣連接和車載充電機(jī)完成自檢后并通過圖6中檢測點(diǎn)2的PWM信號確認(rèn)充電額定電流值（根據(jù)充電裝置的交流電特性）。車載充電機(jī)給電動車輛控制裝置發(fā)送充電感應(yīng)請求信號，同時(shí)或延時(shí)（例如100ms）后給車輛控制裝置供電。根據(jù)充電協(xié)議進(jìn)行信息確認(rèn)，若需充電則電動車輛控制裝置發(fā)送需充電報(bào)文并控制充電接觸器閉合，車載充電機(jī)按所需功率輸出。

學(xué)習(xí)單元1.3車載充電機(jī)檢查1.3.3車載充電機(jī)工作過程車輛控制裝置通過判斷圖6中檢測點(diǎn)2的PWM信號占空比確認(rèn)供電設(shè)備當(dāng)前能提供的最大充電電流值。車輛控制裝置對供電設(shè)備、充電連接裝置及車載充電機(jī)的額定輸入電流值進(jìn)行比較，將其最小值設(shè)定為車載充電機(jī)當(dāng)前最大允許輸入電流。當(dāng)判斷充電連接裝置已完全連接，并完成車載充電機(jī)最大允許輸入電流設(shè)置后，車輛控制裝置控制圖7中K3、K4閉合，車載充電機(jī)開始對電動汽車進(jìn)行充電。（2）充電過程的監(jiān)測充電過程中，車輛控制裝置可以對圖6中檢測點(diǎn)3的電壓值PWM信號占空比進(jìn)行監(jiān)測，供電控制裝置可以對圖6中檢測點(diǎn)1的電壓值進(jìn)行監(jiān)測。

學(xué)習(xí)單元1.3車載充電機(jī)檢查1.3.3車載充電機(jī)工作過程（3）充電系統(tǒng)的停止在充電過程中，當(dāng)充電完成或者因?yàn)槠渌粷M足充電條件時(shí)，車輛控制裝置發(fā)出充電停止信號給車載充電機(jī)，車載充電機(jī)停止直流輸出、CAN通信和低壓輔助電源輸出。

學(xué)習(xí)單元1.3車載充電機(jī)檢查1.3.4車載充電機(jī)基本參數(shù)1.充電效率車載充電機(jī)的直流輸出功率與其交流輸入有功功率比值的百分?jǐn)?shù)稱為充電效率。2.輸出電壓誤差車載充電機(jī)實(shí)際輸出電壓值和輸出電壓設(shè)定值之間的偏差與輸出電壓設(shè)定值比值的百分?jǐn)?shù)。3.輸出電流誤差車載充電機(jī)實(shí)際輸出電流值和輸出電流設(shè)定值之間的偏差與輸出電流設(shè)定值比值的百分?jǐn)?shù)。

學(xué)習(xí)單元1.3車載充電機(jī)檢查1.3.4車載充電機(jī)基本參數(shù)4.額定輸入電壓、額定輸入電流車載充電機(jī)額定輸入電壓和額定輸入電流見表

學(xué)習(xí)單元1.3車載充電機(jī)檢查額定輸入電壓（V）額定輸入電流（A）額定頻率（Hz）單項(xiàng)2201050

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32注：三項(xiàng)輸入電壓、電流為可擴(kuò)展方式額定輸入電壓和額定輸入電流1.3.4車載充電機(jī)基本參數(shù)5.輸出電壓推薦值推薦將車載充電機(jī)輸出電壓等級按照表

學(xué)習(xí)單元1.3車載充電機(jī)檢查車載充電機(jī)輸出電壓輸出電壓等級輸出電壓范圍（V）標(biāo)稱輸出電壓推薦值（V）124-6548255-120723100-2501444240-4203365300-570384/4806400-7506401.3.5基于正負(fù)脈沖的車載充電機(jī)自主學(xué)習(xí)學(xué)習(xí)目標(biāo)理論知識拓展閱讀實(shí)踐技能學(xué)習(xí)小結(jié)

情境導(dǎo)入學(xué)習(xí)單元1.3車載充電機(jī)檢查1.3.5基于正負(fù)脈沖的車載充電機(jī)

根據(jù)馬斯的最佳充電曲線設(shè)計(jì)了該類車載充電機(jī)，總體想法是在電池電量較低時(shí)，其對大電流的接受能力較強(qiáng)，就使用較大的充電電流；隨著電量的增加，充電電流逐步減小。當(dāng)電壓達(dá)到設(shè)定值以后，改為脈沖充電，用短暫的反向脈沖達(dá)到去極化的目的。電池即將充滿時(shí)，又轉(zhuǎn)換到恒壓充電方式，如圖學(xué)習(xí)單元1.3車載充電機(jī)檢查1.3.5基于正負(fù)脈沖的車載充電機(jī)

充電截止的判斷方式，采用同時(shí)考慮溫度和電壓兩個(gè)因素，設(shè)定最大截止溫度和電壓負(fù)增長兩個(gè)條件，如下面的公式學(xué)習(xí)單元1.3車載充電機(jī)檢查式中:T———電池溫度;Tmax———電池充滿電量時(shí)電池的最大溫度;Δu/Δt———電壓增量。1.3.5基于正負(fù)脈沖的車載充電機(jī)

學(xué)習(xí)單元1.3車載充電機(jī)檢查1.3.6比亞迪E5車載充電機(jī)數(shù)據(jù)流讀取

自主學(xué)習(xí)學(xué)習(xí)目標(biāo)理論知識拓展閱讀實(shí)踐技能學(xué)習(xí)小結(jié)情境導(dǎo)入學(xué)習(xí)單元1.3車載充電機(jī)檢查1.3.6比亞迪E5車載充電機(jī)數(shù)據(jù)流讀取

1.準(zhǔn)備工作1）穿戴好工服；2）打開車門，安裝地板墊、方向盤套、座椅套；2.靜態(tài)數(shù)據(jù)流讀取1）安裝故障診斷儀，接口位于方向盤下方；2）踩下制動踏板，啟動車輛；3）開啟故障診斷儀；4）依次選擇：新能源-比亞迪-E5-診斷-控制單元-動力模塊-車載充電機(jī)，如圖學(xué)習(xí)單元1.3車載充電機(jī)檢查1.3.6比亞迪E5車載充電機(jī)數(shù)據(jù)流讀取

學(xué)習(xí)單元1.3車載充電機(jī)檢查1.3.6比亞迪E5車載充電機(jī)數(shù)據(jù)流讀取

5）選擇讀數(shù)據(jù)流，進(jìn)行車載充電機(jī)的靜態(tài)數(shù)據(jù)流讀??；6）選擇主要數(shù)據(jù)流讀取，選擇：輸入側(cè)交流電壓、高壓側(cè)輸入電壓、交流側(cè)頻率、PWM波占空比、12V輸出電壓，點(diǎn)擊顯示選擇選項(xiàng)，讀取數(shù)據(jù)流。讀取結(jié)果如圖學(xué)習(xí)單元1.3車載充電機(jī)檢查1.3.6比亞迪E5車載充電機(jī)數(shù)據(jù)流讀取

7）退出診斷系統(tǒng)，關(guān)閉故障診斷儀并拔下診斷插頭。3.動態(tài)測試1）打開充電口前進(jìn)氣格柵，打開交流充電口內(nèi)蓋，連接交流充電槍對車輛進(jìn)行充電。學(xué)習(xí)單元1.3車載充電機(jī)檢查1.3.6比亞迪E5車載充電機(jī)數(shù)據(jù)流讀取

2）安裝并開啟故障診斷儀；3）依次選擇：新能源-比亞迪-E5-診斷-控制單元-動力模塊-車載充電機(jī)，如圖12所示。4）選擇讀數(shù)據(jù)流，進(jìn)行車載充電