新能源汽车电子及空调技术0416 新能源汽车电子技术锂离子电池系统结构 3.6充电系统概述.ppt

新能源汽车电子及空调技术 一、学习目标 能理解充电系统的概念 二、学习内容 一、充电系统的概述 充电系统的概念 新能源汽车充电技术的概况 新能源汽车，特别是纯电动汽车的充电技术，最关键的问题是如何能实现高效率的快速充电。这关系到充电器的容量和性能、电网的承载能力和动力电池的承受能力等。随着动力电池本身充放电速度的不断提高，充电系统的性能也在不断地改进，以满足在多种不同应用情况下的快速充电需求。 由于电力的储运和使用比汽油方便得多，充电设备的建造也呈现出多样性和灵活性，既可以为集中式的充电站，也可以设置在道路边、停车场、购物中心等任何方便停车的地方。除了固定充电装置以外，电动汽车还带有车载充电器，可以在夜间利用家里的市电插座进行充电，甚至还可以在用电高峰期把电力逆变后返送回电网。 目前，根据不同的汽车动力电池电压和容量、充电速度要求，以及电网供电容量等因素的考量，固定充电器的容量一般在15～100kW，输出电压一般为50～500V。车载充电器容量则在3kW左右。 目前，世界各国都在研究电动汽车的快速充电技术。欧洲已研发出充电10min可行驶100km的快速充电系统。美国也已经研发出充电6min可以行驶100km的超快速充电系统。这些系统都采用国际通用的快速充电标准接口，输入电源可以用交流电，也可以用直流电。 由于快速充电系统需要强大的瞬时功率，所以在快速充电设施中电网的承载能力是一个关键的制约因素。如果想要把充电速度进一步提高，从普通电网直接供电基本上不可能。为了解决这个矛盾，技术人员正着手研发新一代带有储能缓冲环节的超快速充电系统。这项技术目前还处于早期发展阶段，但已经有示范系统展示。汽车在行驶中充电叫作在线充电。这也是技术人员将要研究和开发的技术之一。这种技术一旦实施，车载的电池容量将可以降低。随着电动汽车市场的迅速发展，这些技术一定会得到广泛的应用并产生巨大的经济效益。 汽车电路系统主要由发电机，蓄电池以及电压调节器组成。汽车发电机最早使用的是直流发电机，这种发电机一般为铸铁外壳且磁极较大，采用机械换向器整流，其体积大，重量重，功率小，低充电性能差，高速换向时还像火花大。因此被淘汰。 现在汽车上普遍使用交流发电机，其有多种结构形式，根据发电机的励磁方式不同分为普通励磁式，无电刷励磁和永励式等几种，其中通过电刷引入励磁电流的普通励磁方式使用最为普遍，根据发电机的搭铁方式可分为内搭铁和外搭铁两种，内搭铁式居多，按硅整流二极管的数量又分为六管式、八管式、九管式和十一管式等不同形式的交流发电机。 电压调节器的作用是发动机转速变化式使发电机电压保持稳定，交流发电机最初所配置的是触电式调节器，现在已逐渐被电子式调节器所代替。电子调节器分为分力元式，集成电路式和计算机控制式三种类型，现在基本都采用集成电路和计算机控制调节器。 新能源汽车充电系统主要由充电桩、充电线束、车载充电器、高压控制盒、动力电池、DC/DC转换器、低压蓄电池以及各种高压线束和低压控制线束等组成。 充电桩 充电桩作为新能源汽车充电系统的配套设施，有交流充电桩和直流充电桩。 交流充电桩 如图所示为交流电动汽车充电桩，俗称“慢充”，固定安装在电动汽车外，与交流电网连接，为电动汽车车载充电器（即固定安装在电动汽车上的充电器）提供交流电源的供电装置。交流充电桩只提供电力输出，没有充电功能，需连接车载充电器为电动汽车充电，相当于只是起了一个控制电源的作用。 交流充电桩 直流充电桩 如图所示为直流电动汽车充电桩，俗称“快充”，固定安装在电动汽车外，与交流电网连接，可以为非车载电动汽车动力电池提供直流电源的供电装置。直流充电桩的输入电压采用三相四线AC 380V±15%，频率50Hz，输出为可调直流电，直接为电动汽车的动力电池充电。 直流充电桩 整车高压线束分布 整车共分为5段高压线束 1、动力电池高压电缆：连接动力电池到高压盒之间的线缆 2、电机控制器电缆：连接高压盒到电机控制器之间的线缆 3、快充线束：连接快充口到高压盒之间的线束 4、慢充线束：连接慢充口到车载充电机之间的线束 5、高压附件线束（高压线束总成）：连接高压盒到DC/DC、车载充电机、空调压缩机、空调PTC之间的线束 高压控制盒： 是完成劢力电池高压电源的输出及分配，实现对支路用电器的保护及切断。 DC/DC：将动力电池的高压直流电转换为整车低压12V直流电，给整车低压 。 车载充电器 车载充电器（On-board Charger，也称车载充电机），如图2-1-4所示。车载充电器是充电系统的重要组成部件，将220V交流电转化为动力电池的直流电，实现电池电量的补给。车载充电器内部结