电动车 -新能源汽车充电系统.docx

一、动力电池充电功能

①尽快使电池恢复额定容量，即在恢复电池容量的前提下，充电时间越短越好。

②消除电池在放用过程引起的不良后果，修复由于深放电、极化等导致的电池性能破坏。

③对电池补充充电，克服电池自放电引起的不良影响。

二、充电系统结构

1.充电桩

可分为交流充电桩、直流充电桩和交直流充电桩三种。

2.车载充电机

功率小，只能提供小电流慢速充电，充电时间较长。

车载充电机由交流输入端口、功率单元、控制单元、低压辅助单元、直流输出端口等部分组成。

3.充电接口

逐步实现统一。

（1）交流充电接口

（2）直流充电接口

三、充电方式

1.按充电快慢分类

按充电速度的快慢，电动汽车充电分为慢充、快充和更换电池三种方式。

（1）慢充

由220V/16A规格的标准电网电源供电，典型的充电时间为8～10h（SOC达到95%以上）。常规充电方法有定流充电法、定压充电法和阶段充电法三种。

①定流充电法

定流充电具有以下特点。

a.充电过程中，充电电流恒定，但充电电压是变化的（充电过程中，电池的端电压不断升高，为保证充电电流的恒定，充电电源电压或调节负载应随时变化）。

b.充电电流的大小可根据充电类型及电池的容量确定。

c.不同端电压的电池可以串联充电。

d.充电时间长。

②定压充电法，定压充电具有以下特点：

a.充电过程中，充电电压保持不变。

b.一般单格电池的充电电压选择2.5V（铅酸蓄电池），若充电电压选择过低，则电池出现充电不足的现象；若充电电压选择过高，则电池充足电后还会继续充电，此时的充电则为过充电。

c.定压充电开始时，电池电动势小，所以充电电流很大，对电池的寿命造成不良影响，且容易使电池极板弯曲，造成电报报废；在充电中后期，由于电池极化作用的影响，正极电位变得更高，负极电位变得更低，所以电动势增大，充电电流过小，形成长期充电不足，

影响电池使用寿命。

③阶段充电法

a.两阶段法采用恒电流和恒电压相结合的充电方法，首先，以恒电流充电至预定的电压值，然后，改为恒电压完成剩余的充电。一般两阶段之间的转换电压就是第二阶段的恒电压。

b.三阶段充电法在充电开始和结束时采用恒电流充电，中间用恒电压充电。当电流衰减到预定值时，由第二阶段转换到第三阶段。这种方法可以将出气量减到最少，但作为一种快速充电方法使用，受到一定的限制。阶段充电法由于同时采用了定流充电和定压充电，可以综合这两种充电方法的优点，其充电速度比定流充电和定压充电快。

（2）快速充电，常用的快速充电方法有脉冲充电法、ReflexTM快速充电法、变电流间歇充电法、变电压间歇充电法和变电压/变电流波浪式间歇正负零脉冲快速充电法等。

①脉冲快速充电，间歇期可使电池经化学反应产生的氧气和氢气有时间重新化合成水，减小电池极化现象，使下一轮的定流充电能够更加顺利地进行，提高蓄电池的存储能量。由于有较充分的反应时

间，减少了析气量，提高了蓄电池的充电电流接受率。

②ReflexTM快速充电，用于提高充电速度并降低充电过程中的极化。

③变电流间歇充电，通过间歇停充，使电池经化学反应产生的氧气和氢气有时间重新化合而被吸收掉，减小的极化现象，使下一轮的定流充电能够更加顺利地进行，提高电池的存储能量。

④变电压间歇充电，在每个定电压充电阶段，由于电压恒定，充电

电流自然按照指数规律下降，符合电池电流可接受率随充电过程逐渐下降的特点。

⑤调幅/调频式充电，综合了各种充电方法的优点。a.脉冲电流的幅值可变，驱动充/放电开关管信号（PWM）的频率固定。b.脉冲电流的幅值不变，PWM信号的频率可调。c.脉冲电流的幅值不变，PWM信号的频率固定，PWM信号的占空比可调。

（3）更换电池充电，采取地面充电方式有利于电池维护，提高电池使用寿命和车辆使用效率，但对车辆及电池更换设备提出了更高的要求。地面充电有分箱充电和整组充电两种方法。

①分箱充电，每台充电机对电池组中一箱电池充电，并和该箱的电池管理单元通信，完成充电控制。采用这种方式，有利于提高电池组的均衡性，延长电池组使用寿命，但充电机数量多，电池组与充电机间的连线多，监控网络复杂，成本较高。

②整组充电，充电机数量少，监控网络简单，但相对单箱充电方式而言，电池组的均衡性较差，使用寿命较低。

2.按电力传输方式分类

按充电时电力传输方式的不同，电动汽车充电可分为有线式充电和无线式充电两种。

无线充电：电磁感应充电、磁共振充电和微波充电三种方式。

3.按充电时车辆的运行方式分类，分为：停车充电和行车充电。

四、智能充电管理

智能充电管理即无需