车载充电机阅读：1051

    车载充电机技术发展为新能源汽车的普及起到了推动作用，车载充电机对充电功率、充电效率、重量、体积、成本以及可靠性要求较高。为实现车载充电机的智能化、小型化、轻量化、高效率化，相关的研究与开发工作取得了长足的发展，研究方向主要集中在智能化充电、电池充放电安全管理、提高车载充电机效率和功率密度、实现车载充电机的小型化等方而。

    新能源汽车充电系统有许多分类方法。按照充电系统与公共电网是否直接接触，分为接触式充电系统和感应式充电系统。接触式充电系统具有结构简单、成本较低、电能传输效率高等特点，是目前主流的充电系统。感应式充电系统小需要电源插座或充电电缆，电能通过埋在路而内的充电板无线传送给车内的动力电池实现充电，感应式充电系统具有通用性强、操作简单、节约人力成本、节省土地资源等优点)但结构复杂、效率较低、成本较高，目前小范围应用于公交车等公共充电领域[2] 。
    充电机按照充电系统是否安装在车上，分为车载充电系统和非车载充电系统。车载充电系统安装在车辆内部，具有体积小、冷却和封闭性好、重量轻等优点，但功率普遍较小，充电所耗时间长;非车载充电系统安装在新能源汽车外部，具有规模大、使用范围广、功率大等优点，但体积大、重量大、不易移动，主要适用于新能源汽车的快速充电。
    充电机按照充电所耗时问，分为慢充系统和快充系统，分别对应直流供电和交流供电两种充电模式。充系统主要由车辆外部至供电端线缆、充电接口及线缆、车载充电、高压线束、高压配电设备、动力电池及其控制器等构成。充电桩或家用交流电源通过车辆接口及线束与车载充电机连接，将交流220V电源转换为直流电，给动力电池进行充电。充电过程由车载充电机与BMS之问进行CAN通信交互，保证充电过程的安全。相较慢充系统，快充系统架构较为简单，涉及到的车端零部件仅为充电接口、快充线束、动力电池及其控制器。快充系统供电设备为充电桩，充电桩内部包含电源模块、计费系统、通信及控制系统、读卡及授权系统等。快充系统将三相380V工业电直接转成直流电给动力电池进行充电，充电过程由充电系统的通信模块与BMS进行通信以保证安全。
    ②充电机充电方式
    电池采用不同的充电方法对电池寿命会有不同程度的影响，采用适当的充电方式对延长电池的使用寿命意义重大。
    常见的车载充电机充电方式有恒压充电、直流充电、阶段性充电、脉冲充电等。恒压充电，在整个充电过程中充电电压保持不变，充电电流随着充电时问的增加而逐渐减小，当充电电流小于一定值后停比充电。整个充电过程中能耗较小，能有效避免电池过充，控制简单，易于操作。但往往待充电电池的初始电压值较小，导致充电初期的充电电流很大，过大的电流一方面会造成电池极化现象的发生，影响充电速度;另一方面造成电池温度迅速提升，严重时容易烧坏电池，酿成事故。所以在充电开始阶段，需要对充电电流值进行限制，让电池保持在一个可接受的电流范围内充电。
    直流充电开始时以恒定的电流为动力电池充电，将要充满时，改用恒定的小电流进行浮充充电，用来充足剩余电量和补偿电池自放电，当充电电压达到额定电压时停比充电。恒流充电避免了恒压充电电流过大的问题，电流始终被限制在电池组可接受的范围内。
    阶段性充电根据实际应用情况可以分为两阶段或者三阶段充电。第一阶段为恒流充电，用大电流快速给电池充电，使电池的电压达到一定电压值(根据动力电池组电压设老;第二阶段为恒压充电，用比恒流小点的电流继续对电池充电，降低电池的产气量;第三阶段为浮充充电，以涓流给电池充电，确保电池能够充满，当控制系统检测充电电流小于一定设定值时，结束充电。阶段性充电结合了恒压与恒流充电方式的优点，有利于减少电池的极化，避免了过充和大电流充电冲击。目前，充电大多采用阶段性充电。
    恒压充电、恒流充电和阶段性充电的充电电压和电流是连续的，没有给电池足够的休息时问来消除极化现象，极化可以引起电池过热，析气等现象，限制充电速度，严重时影响电池寿命。脉冲充电方式和正负脉冲充电方式采用不连续的充电电流，能有效地减少或消除极化现象的发生，加快充电速度和延缓电池的使用寿命。
    脉冲充电方式采用脉冲充电问歇为电池提供充足的休息时问，有利于电池内部的活性物充分反应，有效地减少和消除极化现象的发生，并可以采用较大的电流充电，而不必担心电池过热，能有效提高充电效率、缩短充电时问、延缓电池寿命。
    正负脉冲充电方式是对脉冲充电方式的改进，整个充电过程中包括正脉冲充电、问歇休息和负脉冲放电。首先进行正脉冲充电，休息一段时问后，再对其进行短暂的负脉冲放电。对电池短暂的负脉冲放电能有效去除极化现象的发生，加快电池内部的电化学反应，降低电池温度，虽然损失了部分电能，但能够使电池以较高的充电电流充电，能有效加快充电速度和提高充电效率，延缓电池寿命。

    (1)具备高速CAN网络与BMS通信的功能，判断电池连接状态是否正确;获得电池系统参数、及充电前和充电过程中整组和单体电池的实时数据。
    (2)可通过高速 CAN网络与车辆监控系统通信，上传充电机的工作状态、工作参数和故障告警信息，接受启动充电或停止充电控制命令。
    (3)完备的安全防护措施：
    · 交流输入过压保护功能。
    · 交流输入欠压告警功能。
    · 交流输入过流保护功能。
    · 直流输出过流保护功能。
    · 直流输出短路保护功能。
    · 输出软启动功能，防止电流冲击。
    · 在充电过程中，充电机能保证动力电池的温度、充电电压和电流不超过允许值;并具有单体电池电压限制功能，自动根据BMS的电池信息动态调整充电电流。
    · 自动判断充电连接器、充电电缆是否正确连接。当充电机与充电桩和电池正确连接后，充电机才能允许启动充电过程;当充电机检测到与充电桩或电池连接不正常时，立即停止充电。
    · 充电联锁功能，保证充电机与动力电池连接分开以前车辆不能启动。
    · 高压互锁功能，当有危害人身安全的高电压时，模块锁定无输出。
    · 具有阻燃功能。

    车载充电机是指固定安装在电动汽车上的充电机，具有为电动汽车动力电池，安全、自动充满电的能力，充电机依据电池管理系统(BMS)提供的数据，能动态调节充电电流或电压参数，执行相应的动作，完成充电过程。