濤格與大家分享車(chē)載充電機(jī)組成及工作原理

上海濤格電器科技有限公司是一家致力于開(kāi)關(guān)電源行業(yè)研發(fā)、生產(chǎn)、銷(xiāo)售為一體的企業(yè)，在對(duì)于新能源鋰動(dòng)力電池充電器、磷酸鐵鋰動(dòng)力電池充電器和鉛酸電池充電器進(jìn)行了深入研究和開(kāi)發(fā)。接下來(lái)濤格帶大家了解車(chē)載充電機(jī)組成及工作原理。

1、組成及原理

上圖是標(biāo)準(zhǔn)《QCT 895-2011 電動(dòng)汽車(chē)用傳導(dǎo)式車(chē)載充電機(jī)》中的充電機(jī)結(jié)構(gòu)示意圖。可以看到，車(chē)載充電機(jī)主要的組成部分。輸入端口，控制單元，功率單元，低壓輔助單元和輸出端口。

輸入接口，7個(gè)pin口，三類連接，包括高壓電源連接、高壓中性線；車(chē)輛底盤(pán)地；低壓信號(hào)的充電連接確認(rèn)和控制確認(rèn)。標(biāo)準(zhǔn)的輸入接口采用工頻單相輸入220V電壓。但如果功率需要，也可以啟用兩個(gè)備用pin口（pin口NC1，NC2），可以實(shí)現(xiàn)380V輸入。

控制單元，采樣輸出電流和電壓，經(jīng)過(guò)處理后將實(shí)時(shí)值傳遞給PID（一種閉環(huán)自動(dòng)控制技術(shù)，是比例、積分、微分控制器的簡(jiǎn)稱）控制回路，由控制器比較測(cè)量值與期望值之間的差距，再將調(diào)節(jié)要求傳遞給PWM回路（PWM脈沖寬度調(diào)制技術(shù)），用脈沖寬度變化去控制高壓回路中功率器件的開(kāi)閉時(shí)間的長(zhǎng)短，實(shí)現(xiàn)輸出電流和電壓盡量接近于主控系統(tǒng)要求的數(shù)值。

低壓輔助單元，是一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)低壓電源，輸出電壓12V或者24V，用于充電期間，給電動(dòng)汽車(chē)上的用電器供電，比如電池管理系統(tǒng)、熱管理系統(tǒng)、汽車(chē)儀表等。

功率單元，一般包括輸入整流，逆變電路和輸出整流3個(gè)部分，將輸入的工頻交流電轉(zhuǎn)化成適合動(dòng)力電池系統(tǒng)能夠接受的適當(dāng)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，高壓充電回路正負(fù)極兩個(gè)pin口，底盤(pán)地，通訊線CANH和CANL（還可以有CAN屏蔽），充電請(qǐng)求信號(hào)線。其中，高壓連個(gè)pin口與電池包相連；充電請(qǐng)求信號(hào)線用于，充電機(jī)的輸入端口與外部電源之間完成充電連接確認(rèn)以后，通過(guò)“充電請(qǐng)求信號(hào)”線向車(chē)輛控制器發(fā)送充電請(qǐng)求信號(hào)，同時(shí)或延時(shí)一小段時(shí)間后，用低壓輔助電源給整車(chē)供電。

2、工作過(guò)程

車(chē)載充電機(jī)的充電工作過(guò)程，在標(biāo)準(zhǔn)《QCT 895-2011 電動(dòng)汽車(chē)用傳導(dǎo)式車(chē)載充電機(jī)》中有詳細(xì)敘述。

連接確認(rèn)

上圖所示，是汽車(chē)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)推薦的典型充電連接電路形式，圖示狀態(tài)為電源插頭與車(chē)輛上的充電插座插合后的狀態(tài)。

完成插頭插座連接后，車(chē)輛處于不可行駛狀態(tài)（具體實(shí)現(xiàn)形式?jīng)]有要求，可以是互鎖回路或者其他狀態(tài)控制方法）；

整車(chē)控制器VCU檢查檢測(cè)點(diǎn)3的電壓，用來(lái)確認(rèn)插頭插座是否連接完好。如果連接好，檢測(cè)點(diǎn)3應(yīng)該與系統(tǒng)地接通；

圖中的開(kāi)關(guān)S1為電源上的起動(dòng)開(kāi)關(guān)，閉合后，電源上的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；

車(chē)輛就緒

車(chē)載充電機(jī)充電控制引導(dǎo)電路如上圖所示。在完成前面的連接確認(rèn)過(guò)程以后，車(chē)載充電機(jī)通過(guò)輸出端口的“充電請(qǐng)求信號(hào)”線，向VCU發(fā)送充電請(qǐng)求信號(hào)，并通過(guò)低壓電源口向整車(chē)控制器供電；如果VCU判斷電池包狀態(tài)可以充電，則向充電機(jī)發(fā)送充電報(bào)文包含對(duì)充電參數(shù)的要求（報(bào)文內(nèi)容為整車(chē)通訊報(bào)文的一部分）。

電源通過(guò)PWM信號(hào)向整車(chē)控制器提供電源充電電流值，整車(chē)控制器綜合考慮電池包，車(chē)載充電機(jī)和充電電源三者的比較大的電流，選擇比較小的值作為此次充電的電流上限，避免三者中的任意一方出現(xiàn)過(guò)流。

充電

充電電流閾值設(shè)置完畢，閉合慢充回路繼電器，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；電源側(cè)則檢查檢測(cè)點(diǎn)1，確認(rèn)連接完好。

充電完成

充電完成的條件是電池充滿或者前面在充電開(kāi)始以前，充電連接確認(rèn)過(guò)程中，任何一個(gè)連接確認(rèn)條件不滿足，VCU都會(huì)要求充電結(jié)束，并發(fā)送報(bào)文，要求車(chē)載充電機(jī)停止工作，并停止低壓供電。

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