車(chē)載充電機(jī)又稱(chēng)交流充電機(jī)，安裝于電動(dòng)汽車(chē)上，通過(guò)插座和電纜與交流插座連接，以三相或單相交流電源向電動(dòng)汽車(chē)提供充電電源。車(chē)載充電機(jī)的優(yōu)點(diǎn)是不管車(chē)載蓄電池在任何時(shí)候、任何地方需要充電，只要有充電機(jī)額定電壓的交流插座，就可以對(duì)電動(dòng)汽車(chē)進(jìn)行充電。車(chē)載充電機(jī)的缺點(diǎn)是受電動(dòng)汽車(chē)的空間所限，功率較小，輸出充電電流小，蓄電池充電的時(shí)間較長(zhǎng)。車(chē)載充電機(jī)與充電電源連接如圖6-1所示。

　　電動(dòng)汽車(chē)車(chē)載充電機(jī)原理及特點(diǎn)

　　車(chē)載充電機(jī)主要為小型電動(dòng)汽車(chē)補(bǔ)充電能，充電功率較小，可利用建在路邊、小區(qū)等的交流充電樁為電動(dòng)汽車(chē)充電，并充分利用低谷時(shí)段充電。

　　1、原理結(jié)構(gòu)

　　車(chē)載充電機(jī)輸入采用有源功率因數(shù)校正電路，其電氣原理如圖6-16所示，外形如圖6-17所示。

　　2、功能特點(diǎn)

　　（1）具有為電動(dòng)汽車(chē)動(dòng)力電池安全、自動(dòng)充滿電的能力。充電機(jī)依據(jù)電池管理系統(tǒng)（BMS） 提供的數(shù)據(jù)，能動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)充電電流或電壓參數(shù)，執(zhí)行相應(yīng)的動(dòng)作，完成充電過(guò)程。

　　（2）具備高速CAN網(wǎng)絡(luò)與BMS通信的功能，判斷電池連接狀態(tài)是否正確，獲得電池系統(tǒng)參數(shù)及充電前和充電過(guò)程中整組和單體電池的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)。

　　（3）可通過(guò)高速CAN網(wǎng)絡(luò)與車(chē)輛監(jiān)控系統(tǒng)通信，上傳充電機(jī)的工作狀態(tài)、工作參數(shù)和故障 告警信息，接受啟動(dòng)充電或停止充電控制命令。

　　（4）完備的安全防護(hù)措施。

　　1）交流輸入過(guò)電壓保護(hù)功能。

　　2）交流輸入欠電壓告警功能。

　　3）交流輸入過(guò)電流保護(hù)功能。

　　4）直流輸出過(guò)電流保護(hù)功能。

　　5）直流輸出短路保護(hù)功能。

　　6）輸出軟啟動(dòng)功能，防止電流沖擊。

　　7）在充電過(guò)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(guò)允許值。

　　8）具有單體電池電壓限制功能，自動(dòng)根據(jù)BMS的電池信息動(dòng)態(tài)調(diào)整充電電流。

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

　　10）充電聯(lián)鎖功能，保證充電機(jī)與電動(dòng)汽車(chē)動(dòng)力電池連接分開(kāi)以前車(chē)輛不能啟動(dòng)。

　　11）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(wú)輸出。

　　12）具有阻燃功能。

　　3、技術(shù)指標(biāo)

　　（1）環(huán)境條件。

　　1）工作溫度：－30~70℃（50℃以上限制輸出功率為額定功率的50%）。

　　2）相對(duì)濕度：5%~95%。

　　3）海拔：不高于2000m。

　　（2）交流輸入。

　　1）交流工作電壓：220×（1±20%）V（單相三線）。

　　2）交流工作頻率：（50±1）Hz。

　　3）滿載功率因數(shù)：不小于0.99。

　　4）諧波電流總畸變率：不大于5%。

　　4、直流輸出

　　（1）穩(wěn)流精度：不超過(guò)±0.5%。

　　（2）穩(wěn)壓精度：不超過(guò)±0.5%。

　　（3）紋波系數(shù)：不小于0.5%。

　　（4）滿載效率：不小于94%。

　　（5）電壓范圍：140～350V。

　　（6）電流范圍：1～8A。

　　（7）最大功率：2.5kW（輸出可恒功率控制）。

　　5、結(jié)構(gòu)防護(hù)

　　（1）全封閉結(jié)構(gòu)，外殼防護(hù)等級(jí)IP54。

　　（2）充電機(jī)金屬外殼和零件采用雙層防銹處理，非金屬外殼具有防氧化保護(hù)膜或進(jìn)行防氧化處理。

　　（3）充電機(jī)內(nèi)部印制電路板、接插件進(jìn)行防潮濕、防霉變、防煙霧處理。

　　6、平均無(wú)故障時(shí)間

　　平均無(wú)故障時(shí)間（MTBF）：不小于50 000h。

　　電動(dòng)汽車(chē)車(chē)載充電機(jī)分類(lèi)及要求

　　（1）車(chē)載DC—DC變換器

　　DC—DC變換器是將一種直流電變換為另一種直流電的技術(shù)，主要對(duì)電壓、電流實(shí)現(xiàn)變換，它在電動(dòng)汽車(chē)中起著能量轉(zhuǎn)換和傳遞的作用。DC—DC變換器分為單向DC—DC和雙向DC - DC。單向DC—DC的能量只能單向流動(dòng)，而雙向DC一DC指保持變換器兩端的直流電壓極性不變的前提下，根據(jù)需要改變電流的方向，從而實(shí)現(xiàn)能量的雙向流動(dòng)的直流一直流變換器。雙向DC—DC可以實(shí)現(xiàn)能量回收，其應(yīng)用空間更加廣闊。

　　電動(dòng)汽車(chē)包括純電動(dòng)汽車(chē)、混合動(dòng)力車(chē)和燃料電池電動(dòng)汽車(chē)三大類(lèi)，車(chē)載雙向DC - DC變換器是電動(dòng)汽車(chē)的一項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)。

　　混合動(dòng)力燃料電池車(chē)：由于目前燃料電池發(fā)展水平，一般以燃料電池作為主動(dòng)力，另外均有超級(jí)電容（UC）和動(dòng)力蓄電池（High Voltage Battery，HVB，一般為高壓100~500V）作為輔助動(dòng)力，構(gòu)成混合動(dòng)力燃料電池車(chē)，如圖6-14所示。雙向DC—DC變換器作為超級(jí)電容和動(dòng)力蓄電池的功率管理單元，作用是：車(chē)輛加速時(shí)提供輔助能量，車(chē)輛爬坡時(shí)提供峰值功率，減速／制動(dòng)時(shí)回收能量，從而有效提高能源利用效率。

　　純?nèi)剂想姵仉妱?dòng)車(chē)：雙向DC—DC變換器作為車(chē)載蓄電池（Low Voltage Battery，LVB，一般為低壓12V或24V）的功率管理單元，作用是：燃料電池冷態(tài)啟動(dòng)，為燃料電池空壓機(jī)提供電源，車(chē)輛加速時(shí)助力，減速／制動(dòng)時(shí)回收能量，改善車(chē)輛的加速和減速性能，如圖6-16所示。

　　純電動(dòng)汽車(chē)：交流電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)：雙向DC—DC變換器調(diào)節(jié)逆變器直流側(cè)電壓，使得弱磁調(diào)速和回饋制動(dòng)易于實(shí)現(xiàn)，擴(kuò)大電動(dòng)機(jī)調(diào)速范圍，提高系統(tǒng)能源利用效率，尤其是對(duì)于電動(dòng)汽車(chē)上常用的低感抗電動(dòng)機(jī)更是有效。雙向DC—DC變換器直接驅(qū)動(dòng)直流電動(dòng)機(jī)四象限運(yùn)行。

　　汽車(chē)電子：現(xiàn)代汽車(chē)上電氣系統(tǒng)用電量日益增加，車(chē)載電氣包括12V和42V兩個(gè)等級(jí)。雙向DC- DC變換器可以用于12~42V雙電源變換系統(tǒng)。

　　（2）車(chē)載Charger

　　車(chē)載Charger是一種將交流電變換為直流電的技術(shù)，將電網(wǎng)的電能轉(zhuǎn)化為電動(dòng)車(chē)車(chē)載蓄電池的電能。車(chē)載高壓充電機(jī)安裝于電動(dòng)汽車(chē)上，通過(guò)插頭和電纜與交流插座連接，因此也可以稱(chēng)之為交流充電機(jī)。車(chē)載充電機(jī)的優(yōu)點(diǎn)是在蓄電池需要充電的任何時(shí)候，只要有可用的供電插座，就可以進(jìn)行充電，其缺點(diǎn)則是受車(chē)上空間所限，因而功率處理能力有限，只能提供小電流慢速充電，充電時(shí)間一般較長(zhǎng)。

　　充電機(jī)的基本構(gòu)成包括功率單元、控制單元、電氣接口和通信接口等。其中電氣接口包括充電機(jī)供電電纜及連接器件、充電電纜和充電連接器等。電動(dòng)車(chē)輛充電時(shí)，電動(dòng)車(chē)輛和電動(dòng)車(chē)輛充電設(shè)備要正確連接，便于在正常情況下使電能安全地從充電設(shè)備傳輸給電動(dòng)車(chē)輛。即使在正常使用中有些疏忽，也不會(huì)給周?chē)沫h(huán)境和人（尤其是充電的操作人員）帶來(lái)危險(xiǎn)。基本功能要求包括：

　　1）充電機(jī)應(yīng)能對(duì)下述電池中的一種或多種充電：鋰離子蓄電池、鎳氫電池、鉛酸電池等。

　　2）在充電過(guò)程中，充電機(jī)依據(jù)蓄電池管理系統(tǒng)提供的數(shù)據(jù)動(dòng)態(tài)調(diào)整充電參數(shù)、執(zhí)行相應(yīng)動(dòng)作，完成充電過(guò)程。

　　3）充電機(jī)應(yīng)具有與電動(dòng)汽車(chē)或蓄電池管理系統(tǒng)通信的功能。通信目的：判斷電池類(lèi)型；判斷充電機(jī)是否與電動(dòng)汽車(chē)蓄電池系統(tǒng)正確連接；獲得電動(dòng)汽車(chē)蓄 電池系統(tǒng)參數(shù)、充電前和充電過(guò)程中蓄電池的狀態(tài)參數(shù)；充電機(jī)還應(yīng)具有與充電站監(jiān)控系統(tǒng)通信的功能。

　　人機(jī)交互功能可以使充電人員獲得充電機(jī)的一些信息。充電機(jī)應(yīng)顯示的信息：電池類(lèi)型、充電電壓、充電電流、電能量計(jì)量信息；在出現(xiàn)故障時(shí)應(yīng)有相應(yīng)的提示信息；以及電池溫度、充電時(shí)間等。表6-1、表6-2為車(chē)載充電機(jī)的一些技術(shù)要求。