汽车应急电源原理图(电动汽车常见车型的充电系统结构原理)

Posted 2023-05-31

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汽车应急电源原理图(电动汽车常见车型的充电系统结构原理)

一、术语：

1.新能源汽车供电设备（EVSE）

指为插电式混合动力汽车和纯电动汽车充电的外部充电设备，包含所有连接交流电压且带充电插头的供电设备。

2.交流充电（AC charging）

多指将交流电经车载充电器整流成直流电后对动力电池组进行充电的方法。

3.直流充电（DC charging）

指通过直流电对动力电池进行充电的方法。

4.充电断路装置（CCID）

指充电线路中的漏电保护装置，当检测到车辆有漏电现象时，CCID会中断充电电缆和车辆之间的电流。

5.充电器（Charger）

指将电气设备或其他电能供应设备输出的交流电，转变成直流充电电流的设备。车载充电器安装在车辆上，非车载充电器则是EVSE的一部分。

6.充电插头（Charge connector）

又称充电枪，插入汽车充电端口对动力电池进行充电的装置。

7.充电口/充电插口（Charging port/Charge inlet）

指安装在电动汽车及插电式混合汽车上的电气插座，通常位于保护盖后面。充电端口或充电插口的技术标准必须和插入车辆的充电插头一致，才能进行充电。

8.充电电缆（Charging cable）

多指便携式充电装置，其一端插入车辆，另一端插入220V墙壁插座。

9.充电桩（Charging station）

一种将电能输送到插电式混合动力汽车或纯电动汽车的固定设备，通常安装在家庭车库、工作地点、停车场或公共区域。根据充电时长的多少，有直流充电桩和交流充电桩之分。

其次，我们要弄清楚新能源汽车充电系统都有哪几部分组成

内容来源：

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二、系统组成

根据充电系统中的部件是否在车上，可以分为非车载充电部件和车载充电部件两大类。

非车载充电部件

1.便携式充电电缆及其充电头（一级交流充电）

2.配有充电电缆的充电桩（二级交流充电）

3.可插入汽车充电接口的充电插头

车载充电部件

1.车载充电器（将交流电整流成直流电的装置）

2.车载充电接口

分为快充（直流充电）和慢充（交流充电）两种，其接口处有保护锁止盖，防止接口受水尘等污染。该接口的设置方式也因厂家的不同而存在差异，一般设置在车辆的侧部，如传统车辆燃油加注口部位或车辆前部或侧部。

充电接口的保护锁止盖多为按压式或遥控钥匙开锁式，除正常开启开关外，都设置有应急拉线。

3.充电指示灯

用来显示充电状态信息，常见的充电指示灯有单个LED指示灯和C形光导纤维LED指示灯，其位置多在充电接口附近。指示灯状态一般有4种：

正在充电（红灯常亮）

充电完成（绿灯常亮）

充电中断（黄灯常亮）

充电故障（灯不亮）

最后，我们还要搞明白常见的两种充电方式的区别。

三、充电类型

根据充电电流的大小以及充电方式的不同，可分为

交流充电

一级交流充电

家用充电插座内不带控制导线和接近导线，故无法与车辆建立通讯，充电时无法限制和确认最大电流强度，故不被多数厂家采用。

二级交流充电

属于新能源汽车的标配，其充电电缆（便携式充电器）通常放置在车辆行李箱内。

三级交流充电

通过充电站或充电桩进行交流充电时，所选用的充电模式。

直流充电

直流充电过程中的充电电压和电流与车载充电器无关，是由充电桩直接控制。相比于交流充电，直流充电需要在车辆和充电桩之间进行额外的通讯。

快速充电给动力电池带来的伤害是不可避免的，故现阶段大多数快速充电都采用脉冲式，即在充电过程中通过反复放电和充电的形式减少大电流对动力电池的负面影响。

1. 吉利新能源

吉利帝豪EV300/EV350/EV450 充电系统从功能上分为快充、慢充、低压充电和制动能量回收四项。快充系统由直流充电接口（带高压线束）、动力电池等组成；慢充系统由交流充电接口（带高压线束）、车载充电器、动力电池等组成。车载充电器、交流充电接口、直流充电接口及高压线束参见图3-5-9。充电系统组成原理框图如图3-5-10 所示，车载充电器低压线束插接器端子及定义见表3-5-5。

吉利帝豪GSe 电动汽车充电系统从类型上可分为外接充电系统和内部充电系统。外接充电系统包括直流快充充电系统和交流慢充充电系统。内部充电系统包括低压电源充电、智能充电及制动能量回收。

吉利帝豪GSe 外部充电系统由车载充电器、交流充电接口、直流充电接口、高压导线等组成，如图3-5-11 所示，充电系统组成原理框图如图3-5-12 所示。交流充电接口安装在车身右前侧；直流充电接口安装在车身左后侧。充电时，根据选择的充电类型，连接交流充电插头或直流充电插头到相应的充电插座，连接正确后开始充电。充电接口连接后形成回路，当出现连接故障时，系统可以检测该故障。车载充电器低压线束插接器端子及定义见表3-5-6。

2. 北汽新能源

北汽EV200 车系充电系统包括交流慢充充电系统和直流快充充电系统。慢充系统由交流充电接口、车载充电器、高压配电盒、动力电池、整车控制器、慢充线束等组成，如图3-5-13 所示。快充系统由直流充电接口、高压配电盒、动力电池以及快充线束等组成，如图3-5-14 所示。

直流充电接口与高压配电盒之间的线束及插接器如图3-5-15 所示。

交流充电接口与车载充电器之间的线束及插接器如图3-5-16 所示。

3. 江淮新能源

江淮iEV6 电动汽车充电系统由直流快充接口、车载充电器、交流慢充接口、充电指示灯等组成，如图3-5-17 所示。

交流慢充接口安装在车辆LOGO 处，直流快充接口安装在车身左后侧。充电时，根据选择的充电类型，连接交流充电枪或者直流充电枪到相应的充电接口，连接正确后开始充电。充电接口连接后形成检测回路，当出现连接故障时，整车控制单元（VCU）可以检测该故障。

车载充电器将外部交流电转换成直流电给动力电池充电。充电时，车载充电器根据VCU 的指令确定充电模式。车载充电器内部有滤波装置，可以抑制交流电网波动对车载充电器的干扰。

车载充电器应用Inrush 电流限制电路以及EMI 滤波电路，防止交流电网波动对设备的冲击以及抑制交流电网中的高频干扰对设备的影响；整流电路将交流电转化为直流电；PFC（功率因数校正电路）是一个功率因数提高电路，提高交流电转换为直流电的效率；直流电通过全桥转换隔离电路转换后输出给动力电池。车载充电器工作原理如图3-5-18所示。

江淮iEV6 充电系统原理如图3-5-19 所示。充电时动力电池唤醒整车控制单元（VCU）控制充电器进行交流高压充电。高压直流充电时车载充电器不工作，VCU 与安装于动力电池内部的电池管理器配合，直流高压电直接通过高压配电盒为动力电池充电。电池管理器检测到动力电池已充满，通过CAN 总线与VCU 通信，VCU 控制车载充电器关闭，停止充电。

车载充电器低压线束插接器端子及定义见表3-5-7。

4. 广汽新能源

GA3S PHEV/GS4 PHEV 配备最大输出功率3.3kW 的车载充电器，使用标准充电桩或者家庭220V 电源进行充电，备用充电线束会自动根据允许电流值选择充电功率曲线进行充电，5 ～ 6h 可充满电量。车载充电器安装在车辆左前部，采用水冷方式。车载充电器安装位置如图3-5-20 所示。因GA3S PHEV/GS4 PHEV 车型无需担心续驶里程，所以两款车型仅配备交流慢充系统。

车载充电器包括主功率和弱电控制两部分。主功率部分包括EMI 滤波、软启动、功率因数校正变换器、DC/DC 转换器及负载；弱电控制部分包括弱电辅助电源、功率因数控制电路、DC/DC 转换器控制电路及通信模块。功率因数控制电路由电压电流检测电路、驱动保护电路和控制器组成，DC/DC 转换器控制电路由电流电压检测电路和驱动保护电路组成。

车载充电器通过DC/DC 转换器将电网的交流电转换为满足动力电池充电要求的直流电。

GA3S PHEV/GS4 PHEV 充电系统电路如图3-5-21 所示。

广汽传祺GE3 充电系统由车载充电器、直流快充接口、直流快充线束、交流慢充接口、交流慢充线束等组成，如图3-5-22 所示。

车载充电器的主要功能是通过普通家庭单相交流电（220V）或者交流充电桩取电，将交流电转化为高压直流电给动力电池充电；支持高功率等级，最大6.5kW 输出能力。慢速充电充满仅需8h；快速充电30min 即可充至80%，60min 即可充满。充电器散热系统与电机控制器、驱动电机、DC/DC 转换器共用一个散热系统。散热系统采用水冷方式：利用冷却液吸热、散热原理将充电器散发的热量传递给冷却液，再通过电动冷却液泵的反复循环将冷却液的热量传递到散热器内，当系统检测到温度较低时电子风扇不启动，利用散热器大面积的散热片进行自然散热，当系统检测到温度过高时，启动电子风扇加速散热器周围的空气循环，将其快速冷却。