新能源電動(dòng)汽車(chē)充電機(jī),按照其是否固定在汽車(chē)上,分為車(chē)載充電機(jī)和非車(chē)載充電機(jī)兩類(lèi)。
車(chē)載充電機(jī)(On-Board Charger;OBC)是迪龍新能源科技河北有限公司主要產(chǎn)品之一,它以交流電源作為輸入,輸出為直流電,為汽車(chē)動(dòng)力電池充電。除此之外,公司還有車(chē)載DC-DC變換器與車(chē)載集成一體充電機(jī)等產(chǎn)品。
由于交流充電樁的基本功能只是將電網(wǎng)的交流電引出到方便電動(dòng)汽車(chē)充電的位置,并提供一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的充電接口,所以車(chē)輛在使用交流充電樁充電時(shí),都需要連接車(chē)輛內(nèi)部的車(chē)載充電機(jī)進(jìn)行交流到直流轉(zhuǎn)換,才能實(shí)現(xiàn)充電。
車(chē)載充電機(jī)是電動(dòng)汽車(chē)電氣系統(tǒng)的重要組成部分,被固定安裝在車(chē)輛內(nèi)部,其輸入端以標(biāo)準(zhǔn)充電接口的形式固定在車(chē)體上,用于連接外部交流電源,輸出端連接車(chē)輛動(dòng)力電池的慢充接口。
在電動(dòng)汽車(chē)CAN總線通訊拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)中,車(chē)載充電機(jī)作為一個(gè)節(jié)點(diǎn)掛在CAN總線上,通過(guò)CAN與電池管理系統(tǒng)和整車(chē)控制器進(jìn)行數(shù)據(jù)交換。
通過(guò)《QCT 895-2011電動(dòng)汽車(chē)用傳導(dǎo)式車(chē)載充電機(jī)》標(biāo)準(zhǔn)中的充電機(jī)結(jié)構(gòu)示意圖,可以看到車(chē)載充電機(jī)的主要組成部分有輸入端口、控制單元、功率單元、低壓輔助單元和輸出端口。
如圖所示,輸入接口有7個(gè)pin口,三類(lèi)連接,包括交流電源連接、高壓中性線、車(chē)輛底盤(pán)地、充電連接確認(rèn)和控制確認(rèn)。
標(biāo)準(zhǔn)的輸入接口采用單相輸入220V電壓,但如果功率需要,也可啟用兩個(gè)備用pin口,可以實(shí)現(xiàn)380V輸入。
控制單元,通過(guò)CAN與車(chē)輛電池管理系統(tǒng)進(jìn)行通信,進(jìn)行充電請(qǐng)求、充電監(jiān)控,并調(diào)節(jié)輸出電流和電壓,實(shí)現(xiàn)輸出電流和電壓接近于電池管理系統(tǒng)要求的數(shù)值。
低壓輔助單元,是一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的低壓電源,輸出電壓為12V或24V,用于充電期間為電動(dòng)汽車(chē)電池管理系統(tǒng)、熱管理系統(tǒng)、儀表等供電。
功率單元,主要將輸入的交流電轉(zhuǎn)換為適合動(dòng)力電池系統(tǒng)電壓的直流電。
輸出端口,包括低壓輔助電源正負(fù)極兩個(gè)pin口、高壓直流輸出正負(fù)極兩個(gè)pin口和底盤(pán)地、CAN通訊H和L與充電請(qǐng)求信號(hào)線。
依據(jù)《QCT 895-2011電動(dòng)汽車(chē)用傳導(dǎo)式車(chē)載充電機(jī)》標(biāo)準(zhǔn)中對(duì)車(chē)載充電機(jī)充電工作過(guò)程的詳細(xì)敘述,主要有連接確認(rèn)、準(zhǔn)備就緒、開(kāi)始充電和充電完成等步驟。
步驟一:連接確認(rèn)
在完成與外部電源插頭插座連接后,此時(shí)車(chē)輛處于不可行駛狀態(tài),整車(chē)控制器VCU開(kāi)始檢查檢測(cè)點(diǎn)3的電壓,用來(lái)確認(rèn)外部電源插頭是否與車(chē)輛連接完好。
如圖所示,當(dāng)開(kāi)關(guān)S1閉合后,供電設(shè)備上的PWM發(fā)生器發(fā)出調(diào)制脈沖信號(hào),VCU檢查檢測(cè)點(diǎn)2是否收到PWM信號(hào),如果有信號(hào),說(shuō)明充電設(shè)備連接完成。
步驟二:準(zhǔn)備就緒
如上圖車(chē)載充電機(jī)控制引導(dǎo)電路圖所示,在完成連接確認(rèn)過(guò)程后,車(chē)載充電機(jī)向VCU發(fā)送充電請(qǐng)求信號(hào),并通過(guò)低壓電源向整車(chē)控制器供電,如果VCU判斷電池包狀態(tài)可以充電,則向車(chē)載充電機(jī)發(fā)送充電報(bào)文。
然后由供電設(shè)備向整車(chē)控制器提供最大充電電流值,在VCU綜合考慮電池包、車(chē)載充電機(jī)和供電設(shè)備三者的最大電流后,選擇最小值作為此次充電電流上限,避免三者中任意一方出現(xiàn)過(guò)流。
步驟三:開(kāi)始充電
在充電電流閾值設(shè)置完畢后,慢充回路繼電器閉合,開(kāi)始充電過(guò)程,過(guò)程中VCU監(jiān)測(cè)檢測(cè)點(diǎn)3的狀態(tài),周期確認(rèn)連接狀態(tài)是否完好,供電設(shè)備端監(jiān)測(cè)檢測(cè)點(diǎn)1,確認(rèn)連接是否完好。
步驟四:充電完成
充電完成的條件是電池充滿(mǎn)或者在充電連接確認(rèn)過(guò)程中,任何一個(gè)連接確認(rèn)條件不滿(mǎn)足,VCU都會(huì)要求結(jié)束供電,并發(fā)送報(bào)文要求車(chē)載充電機(jī)停止工作。
審核編輯黃宇
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