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車載充電�(jī)
閱讀�7238�(shí)間:2017-08-15 10:37:26

    車載�電機(jī)是指固定安裝在電�(dòng)汽車上的充電�(jī),具有為電動(dòng)汽車�(dòng)�電池,安�、自�(dòng)充滿電的能力,充電機(jī)依據(jù)電池管理系統(tǒng)(BMS)提供的�(shù)�(jù),能�(dòng)�(tài)�(diào)節(jié)充電電流或電壓參�(shù),執(zhí)行相�(yīng)的動(dòng)�,完成充電過��

簡介

    車載充電�(jī)是指固定安裝在電�(dòng)汽車上的充電�(jī),具有為電動(dòng)汽車�(dòng)力電池,安全、自�(dòng)充滿電的能力,充電機(jī)依據(jù)電池管理系統(tǒng)(BMS)提供的�(shù)�(jù),能�(dòng)�(tài)�(diào)節(jié)充電電流或電壓參�(shù),執(zhí)行相�(yīng)的動(dòng)�,完成充電過程�

功能介紹

    �1)具備高速CAN�(wǎng)�(luò)與BMS通信的功�,判斷電池連接狀�(tài)是否正確;獲得電池系�(tǒng)參數(shù)、及充電前和充電過程中整組和單體電池的實(shí)�(shí)�(shù)�(jù)�

    �2)可通過高� CAN�(wǎng)�(luò)與車輛監(jiān)控系�(tǒng)通信,上傳充電機(jī)的工作狀�(tài)、工作參�(shù)和故障告警信�,接受啟�(dòng)充電或停止充電控制命��

    �3)完備的安全防護(hù)措施�

    · 交流輸入過壓保護(hù)功能�

    · 交流輸入欠壓告警功能�

    · 交流輸入過流保護(hù)功能�

    · 直流輸出過流保護(hù)功能�

    · 直流輸出短路保護(hù)功能�

    · 輸出軟啟�(dòng)功能,防止電流沖��

    · 在充電過程中,充電機(jī)能保證動(dòng)力電池的溫度、充電電壓和電流不超過允許�;并具有單體電池電壓限制功能,自�(dòng)根據(jù)BMS的電池信息動(dòng)�(tài)�(diào)整充電電��

    · 自動(dòng)判斷充電連接�、充電電纜是否正確連接。當(dāng)充電�(jī)與充電樁和電池正確連接�,充電機(jī)才能允許啟動(dòng)充電過程;當(dāng)充電�(jī)檢測到與充電樁或電池連接不正常時(shí),立即停止充��

    · 充電�(lián)鎖功�,保證充電機(jī)與動(dòng)力電池連接分開以前車輛不能啟動(dòng)�

    · 高壓互鎖功能,當(dāng)有危害人身安全的高電壓時(shí),模塊鎖定無輸出�

    · 具有阻燃功能�

充電系統(tǒng)

    新能源汽車充電系�(tǒng)有許多分類方�。按照充電系�(tǒng)與公共電�(wǎng)是否直接接觸,分為接觸式充電系統(tǒng)和感�(yīng)式充電系�(tǒng)。接觸式充電系統(tǒng)具有�(jié)�(gòu)簡單、成本較�、電能傳輸效率高等特�(diǎn),是目前主流的充電系�(tǒng)。感�(yīng)式充電系�(tǒng)小需要電源插座或充電電纜,電能通過埋在路而內(nèi)的充電板無線傳送給車內(nèi)的動(dòng)力電池實(shí)�(xiàn)充電,感�(yīng)式充電系�(tǒng)具有通用性強(qiáng)、操作簡單、節(jié)約人力成�、節(jié)省土地資源等�(yōu)�(diǎn))但結(jié)�(gòu)�(fù)�、效率較�、成本較�,目前小范圍�(yīng)用于公交車等公共充電�(lǐng)域[2]  �

    充電�(jī)按照充電系統(tǒng)是否安裝在車上,分為車載充電系統(tǒng)和非車載充電系統(tǒng)。車載充電系�(tǒng)安裝在車輛內(nèi)�,具有體積小、冷卻和封閉性好、重量輕等優(yōu)�(diǎn),但功率普遍較小,充電所耗時(shí)間長;非車載充電系�(tǒng)安裝在新能源汽車外部,具有規(guī)模大、使用范圍廣、功率大等優(yōu)�(diǎn),但體積�、重量大、不易移�(dòng),主要適用于新能源汽車的快速充電�

    充電�(jī)按照充電所耗時(shí)�,分為慢充系�(tǒng)和快充系�(tǒng),分別對�(yīng)直流供電和交流供電兩種充電模�。充系統(tǒng)主要由車輛外部至供電端線纜、充電接口及線纜、車載充�、高壓線束、高壓配電設(shè)�、動(dòng)力電池及其控制器等構(gòu)�。充電樁或家用交流電源通過車輛接口及線束與車載充電�(jī)連接,將交流220V電源�(zhuǎn)換為直流�,給�(dòng)力電池�(jìn)行充電。充電過程由車載充電�(jī)與BMS之問�(jìn)行CAN通信交互,保證充電過程的安全。相較慢充系�(tǒng),快充系�(tǒng)架構(gòu)較為簡單,涉及到的車端零部件僅為充電接口、快充線�、動(dòng)力電池及其控制器??斐湎到y(tǒng)供電�(shè)備為充電樁,充電樁內(nèi)部包含電源模�、計(jì)�(fèi)系統(tǒng)、通信及控制系�(tǒng)、讀卡及授權(quán)系統(tǒng)�??斐湎到y(tǒng)將三�380V工業(yè)電直接轉(zhuǎn)成直流電給動(dòng)力電池�(jìn)行充�,充電過程由充電系統(tǒng)的通信模塊與BMS�(jìn)行通信以保證安��

    ②充電機(jī)充電方式

    電池采用不同的充電方法對電池壽命�(huì)有不同程度的影響,采用適�(dāng)?shù)某潆姺绞綄ρ娱L電池的使用壽命意義重��

    常見的車載充電機(jī)充電方式有恒壓充�、直流充電、階段性充�、脈沖充電等。恒壓充�,在整�(gè)充電過程中充電電壓保持不變,充電電流隨著充電�(shí)問的增加而逐漸減小,當(dāng)充電電流小于一定值后停比充電。整�(gè)充電過程中能耗較�,能有效避免電池過充,控制簡�,易于操�。但往往待充電電池的初始電壓值較小,�(dǎo)致充電初期的充電電流很大,過大的電流一方面�(huì)造成電池極化�(xiàn)象的�(fā)�,影響充電速度;另一方面造成電池溫度迅速提升,�(yán)重時(shí)容易燒壞電池,釀成事�。所以在充電開始階段,需要對充電電流值�(jìn)行限�,讓電池保持在一�(gè)可接受的電流范圍�(nèi)充電�

    直流充電開始�(shí)以恒定的電流為動(dòng)力電池充�,將要充滿時(shí),改用恒定的小電流�(jìn)行浮充充電,用來充足剩余電量和補(bǔ)償電池自放電,當(dāng)充電電壓�(dá)到額定電壓時(shí)停比充電。恒流充電避免了恒壓充電電流過大的問�,電流始終被限制在電池組可接受的范圍�(nèi)�

    階段性充電根�(jù)�(shí)際應(yīng)用情況可以分為兩階段或者三階段充電。階段為恒流充電,用大電流快速給電池充電,使電池的電壓達(dá)到一定電壓�(根據(jù)�(dòng)力電池組電壓�(shè)�;第二階段為恒壓充�,用比恒流小�(diǎn)的電流繼�(xù)對電池充�,降低電池的�(chǎn)氣量;第三階段為浮充充�,以涓流給電池充電,確保電池能夠充滿,當(dāng)控制系統(tǒng)檢測充電電流小于一定設(shè)定值時(shí),結(jié)束充電。階段性充電結(jié)合了恒壓與恒流充電方式的�(yōu)�(diǎn),有利于減少電池的極�,避免了過充和大電流充電沖擊。目�,充電大多采用階段性充電�

    恒壓充電、恒流充電和階段性充電的充電電壓和電流是連續(xù)�,沒有給電池足夠的休息時(shí)問來消除極化�(xiàn)�,極化可以引起電池過�,析氣等�(xiàn)�,限制充電速度,嚴(yán)重時(shí)影響電池壽命。脈沖充電方式和正負(fù)脈沖充電方式采用不連續(xù)的充電電�,能有效地減少或消除極化�(xiàn)象的�(fā)生,加快充電速度和延緩電池的使用壽命�

    脈沖充電方式采用脈沖充電問歇為電池提供充足的休息�(shí)�,有利于電池�(nèi)部的活性物充分反應(yīng),有效地減少和消除極化現(xiàn)象的�(fā)�,并可以采用較大的電流充�,而不�?fù)?dān)心電池過�,能有效提高充電效率、縮短充電時(shí)�、延緩電池壽��

    正負(fù)脈沖充電方式是對脈沖充電方式的改�(jìn),整�(gè)充電過程中包括正脈沖充電、問歇休息和�(fù)脈沖放電。首先�(jìn)行正脈沖充電,休息一段時(shí)問后,再對其�(jìn)行短暫的�(fù)脈沖放電。對電池短暫的負(fù)脈沖放電能有效去除極化現(xiàn)象的�(fā)�,加快電池內(nèi)部的電化�(xué)反應(yīng),降低電池溫度,雖然損失了部分電�,但能夠使電池以較高的充電電流充�,能有效加快充電速度和提高充電效�,延緩電池壽命�

技�(shù)�(fā)展趨�

    車載充電�(jī)技�(shù)�(fā)展為新能源汽車的普及起到了推�(dòng)作用,車載充電機(jī)對充電功率、充電效�、重量、體�、成本以及可靠性要求較�。為�(shí)�(xiàn)車載充電�(jī)的智能化、小型化、輕量化、高效率化,相關(guān)的研究與開發(fā)工作取得了長足的�(fā)�,研究方向主要集中在智能化充電、電池充放電安全管理、提高車載充電機(jī)效率和功率密�、實(shí)�(xiàn)車載充電�(jī)的小型化等方��

總結(jié)

    車載充電�(jī)的技�(shù)�(fā)�,為新能源汽車實(shí)用化和大眾化提供了強(qiáng)有力的支�。介紹了充電�(jī)的種�,按照充電系�(tǒng)與公共電�(wǎng)是否直接接觸,分為接觸式充電系統(tǒng)和感�(yīng)式充電系�(tǒng);按照充電系統(tǒng)是否安裝在車�,分為車載充電系�(tǒng)和非車載充電系統(tǒng);按照充電所耗時(shí)間,分為慢充系統(tǒng)和決充系�(tǒng),分析對比了車載充電�(jī)、交流充電樁和直流充電樁的性能特點(diǎn)。是對常見的車載充電�(jī)充電方式,包括恒壓充�、恒流充�、階段性充�、脈沖充電等�(jìn)行了介紹和簡單分�,并對車載充電機(jī)的技�(shù)要求,如一般規(guī)�、環(huán)境要�、輸入電壓和頻率等�(jìn)行了說明。二是對國內(nèi)車載充電�(jī)技�(shù)�(xiàn)狀�(jìn)行了分析。四是分析了車載車充電掃�(fā)展趨�,隨著技�(shù)�(jìn)步,車載充電�(jī)正在向著雙向充放�、智能化、集成化等方向發(fā)��

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