来历 | 智享轿车圈
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简介
跟着纯电动轿车的运用越来越广，充电需求渐渐的变多，商场对车辆的充电安全性和便当性提出渐渐的升高的要求，便当、安全且快速的充电是商场对车辆的共同需求。
本文首要介绍纯电动轿车的充电体系的组成、电气原理和操控战略。纯电动轿车的充电体系方法首要有两种，一是沟通充电方法，即为慢充，二是直流充电方法，即为快充，两种充电方法的组成、电气原理和操控方法各不相同。
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沟通充电体系
2.1 沟通充电的组成
沟通充电指电网输入给车辆的电压为沟通电，可所以220V AC单向电或380V AC三相电。沟通电经过规范充电插头和充电插座，进入车载充电机，车载充电机再把沟通电转化为直流电，给动力电池充电，完结根本的沟通充电。
沟通充电的部件首要有车载充电机、沟通充电插座（沟通充电插座线束）、充电线、沟通充电桩或220V沟通电源和车辆操控器（VCU、BMS）等组成，如图1为各部件示图。
图1 沟通充电的组成
其间沟通充电插座和车载充电机固定在车辆上，充电线随车配送，沟通充电桩固定在泊车场，各部件的效果如下：
（1）车载充电机是沟通充电体系的要害部件，其依据操控指令把沟通电转化为直流电给电池充电。
（2）沟通充电插座是国家规范件，是车辆衔接外部电网的接口，其接口有2个信号回路，1个接地回路，1个零线回路和3个前方回路，共7个接口，依据输入的电压是220V AC或380V AC，运用相应的前方接口。
（3）车辆操控器是施行监控车辆的状况，并宣布操控指令给车载充电机，使其作业或中止作业，操控其作业电流和电压等，是车辆充电的操控大脑。
（4）形式2充电线是衔接外部电网和车辆的充电线，直接给车载充电机供给220V AC电源。其线缆上的功用盒可检测车辆和电网状况，衔接或断开给车辆的供电，具有必定的维护功用。依据规范要求其输入的充电电流约束在13A以内，输入电压为220V AC，所以选用形式2的充电线充电时，车载充电机的输入最大功率为2860W，即充电时刻会延伸。
（5）沟通充电桩也是车辆衔接外部电网的部件，直接给车载充电机供给220V AC或380V AC电源。其也具有检测车辆和电网状况，衔接或断开给车辆供电的功用。充电桩的供电电压有220V AC和380V AC，依据充电桩的输出功率而定。依据规范要求，如沟通充电桩的输出电流大于32A时，供电电压有必要选用380V AC。因而选用沟通充电桩充电时，充电功率较大，即充电时刻会缩短。
2.2 沟通充电的电气原理
沟通充电方法总共有三种充电形式，分别为形式1、形式2和形式3。依据国家规范要求和充电安全，其间形式1禁止运用，形式3一般都会选用衔接方法C的形式，其形式2和形式3衔接方法C的沟通充电作业原理电气图如图2和图3所示。
图2 形式2充电的电气原理图
沟通充电是国家规范的充电方法，其电气原理图、检测和操控要满意规范GB/T 18487.1-2015《电动轿车传导充电体系第1部分：通用要求》的要求，如图2和图3所示。除了满意国家规范要求外，不同轿车厂会依据项目需求，添加充电提示或显现的功用，便利客户的检查充电状况。
依据规范要求，CC信号是充电插头和充电插座是否衔接的判别信号，一起车辆依据CC的信号值，判别RC阻值，确认线束的容量。CP信号是判别供电设备的供电才干，经过PWM值确认。电气原理图中的各电阻值和PWM值都有必要满意规范要求，且操控器有必要依照规范做判别，以满意车辆在商场上的充电需求。
图3 形式3充电的电气原理图
2.3 沟通充电的操控战略
依据图2和图3所示，无论是形式2仍是形式3，原理图根本相同，仅仅电网的沟通供电方法不同。以某项意图为例，简述其操控战略，其电气原理图、检测和操控即满意规范要求，一起为了便于客户运用，沟通充电的操控战略和次序如下：
①车载充电机检测CC和CP信号，车载充电机可依据CC信号判别充电线的容量，依据CP信号，判别供电设备的供电才干。
②车辆处于休眠或泊车状况时，当充电插头插上充电插座时，车载充电机检测到CC或CP，本身唤醒。
③车载充电机自唤醒后，唤醒VCU和BMS。
④VCU和BMS被唤醒后，开端进入沟通充电形式，并检测车辆状况，即车辆是否有毛病，电池是否满电。
⑤车载充电机反应充电线束状况和供电设备信息给BMS。
⑥BMS依据车载充电机反应的信息和车辆的状况，发送开端充电或中止充电指令给车载充电机。
⑦充电线或沟通充电桩的供电操控设备，经过CP信号判别车辆状况，衔接或断开K1和K2，即衔接或断开沟通电的输入。
⑧车载充电机依据接收到的指令，开端或中止作业，给车辆充电或中止充电进入休眠。
以上是充电进程的操控简述，而在整个充电的伊始，车辆和沟通充电桩（或充电线）都会先判别充电接口是否衔接无缺，车辆才会判别是否发动充电，所以客户有必要插抢到位，此也是为了可以更好的确保充电安全。在运用上，客户只需插抢，无需履行其他操作，车辆随即进入充电形式，开端充电，提高了客户运用的便当性。在实践运用中，假如车辆在充电进程，当电网没有电时，车辆会主动进入休眠，削减本身的能耗；当又来电时，车辆也会主动唤醒，并检测车辆状况，如车辆未满电时会持续充电，如已满电，会中止充电并进入休眠，削减能量耗费。例如形式3充电方法，其充电进程的电压改变如图4所示。
图4 沟通充电进程视图
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直流充电体系
3.1 直流充电的组成
直流充电是指外部电网输入给车辆的电压为直流电，即直流充电桩把380V AC三相电转化为直流电，经过规范直流充电插头和充电插座输送给车辆，直接给动力电池充电，完结根本的直流充电。
直流充电的部件首要有直流充电插座（直流充电插座线束）、车辆操控器（VCU、BMS）和直流充电桩等，如图5所示。
图5 直流充电的组成
其间直流充电插座固定在车辆上，直接衔接动力电池，直流充电桩固定在泊车场，各部件的效果如下：
（1）直流充电插座是国家规范件，是车辆衔接外部电网的接口，其有1路CAN通讯回路（2个接口），1路低压辅佐供电回路（2个接口），2个信号回路，1个接地回路和1正1负的2个高压回路，共9个接口。
（3）直流充电桩是一个大功率的非车载充电机，其把380V AC沟通电转化为直流电后，经过规范充电插头和充电插座衔接，直接给动力电池充电。其作业功率一般都较大，因而大大缩短充电时刻。
3.2 直流充电的电气原理
直流充电方法只要一种形式，即为国标所述的充电形式4，其电气原理图如图6所示。
图6 形式4直流充电的电气原理图
直流充电是国家规范的充电方法，其电气原理图、检测和操控要满意规范GB/T 18487.1-2015《电动轿车传导充电体系 第1部分：通用要求》的要求，如图6所示。
依据规范要求，CC1信号是直流充电桩判别充电插头和充电插座是否衔接的信号；CC2是车辆判别充电插头和插座是否衔接的信号；S+和S-是CAN信号通道；A+和A-是辅佐电源，以乘用车为例是12V，以大巴车为例是24V。直流充电桩可经过A+和A-供给辅佐电源，但在规范里并未着重必定要运用此辅佐电源，车辆可依据实践需求运用。电气原理图中的各电阻值都有必要满意规范要求，且操控器有必要依照规范做判别，以满意车辆在商场上的充电需求。
3.3 直流充电的操控战略
直流充电的电气原理图不只要满意规范要求，且与车辆的操控器的通讯协议也有必要契合国标格局和内容，车辆才可实现在商场上充电。以某个项目为例，充电是给动力电池充电，为了便于履行操控，直接运用动力电池的BMS与直流充电桩进行信息交互和检测，VCU只作为辅佐判别，其操控战略和次序如下：
①车辆未运用A+和A-辅佐电源，因为此电源为车辆外部电压，其可靠性不稳定，因而未运用。
②BMS检测CC2信号和经过S+和S-与直流充电桩进行信息交互。
③车辆在休眠或泊车状况时，当直流充电插头和直流充电插座插合时，BMS检测到CC2信号，自唤醒。
④BMS自唤醒后唤醒VCU，车辆进入直流充电形式。
⑤直流充电桩经过检测到CC1信号，判别充电插座和插头是否衔接彻底。
⑥BMS和直流充电桩进行信息交互。
⑦BMS依据直流充电桩反应的信息和车辆状况进行判别，发送开端充电或中止充电给直流充电桩。
⑧直流充电桩依据CC1信号和BMS反应信息，履行充电或中止充电。
⑨当充电完结或中止充电后，整车进入休眠，削减能量的耗费。
以上是简略的操控进程，在运用和操作要求上与沟通充电类似。但直流充电进程，当中止充电后，需从头拔枪再插抢，才可进行第2次充电，此方法差异于沟通充电，也是为了可以更好的确保充电安全。其充电进程的电压改变如图7所示。
图7 直流充电进程视图
总结
无论是纯电动轿车或可充电混合动力轿车的充电体系，根本都依照规范要求履行，才干满意车辆在商场上的充电需求。
沟通充电电流相对较小，有利于电池的惯例运用的寿数，且不易过热和发作毛病。直流充电虽然能更快的完结充电，但对车辆的电池损害较大，也易发作过热，然后起火，因而主张车辆多选用沟通充电形式，可有用延伸电池寿数和削减事端发作。
除了规范要求外，车辆操控器需实时监控车辆的状况，例如电池是否过热、过压、过充、过流、绝缘阻值是否下降等，是整车厂需求完善的操控战略，以确保充电安全。
