電動(dòng)汽車快充、慢充、低壓充電以及制動(dòng)能量詳解

吉利新能源電動(dòng)汽車的充電技術(shù)涵蓋了快充、慢充、低壓充電以及制動(dòng)能量回收四大功能?？斐湎到y(tǒng)主要通過(guò)直流充電接口和動(dòng)力電池來(lái)實(shí)現(xiàn)，而慢充系統(tǒng)則依賴于交流充電接口、車載充電器和動(dòng)力電池。此外，車載充電器、各類充電接口以及高壓線束的詳細(xì)構(gòu)造可參見相關(guān)圖示。吉利帝豪GSe的充電系統(tǒng)進(jìn)一步細(xì)分為外接和內(nèi)部?jī)煞N。外接系統(tǒng)包括直流快充和交流慢充，而內(nèi)部系統(tǒng)則涵蓋低壓電源充電、智能充電以及制動(dòng)能量回收。充電時(shí)，用戶只需根據(jù)所選的充電類型連接相應(yīng)的充電插頭即可。北汽新能源的EV200車系充電系統(tǒng)同樣包括快充和慢充兩種系統(tǒng)，其構(gòu)造和組件均有詳細(xì)圖示說(shuō)明。

江淮新能源的iEV6電動(dòng)汽車充電系統(tǒng)則采用了直流快充接口、車載充電器、交流慢充接口等組件。充電時(shí)，車載充電器會(huì)根據(jù)整車控制單元的指令確定充電模式，并具備濾波裝置以抑制電網(wǎng)波動(dòng)對(duì)充電器的干擾。此外，車載充電器還采用了多項(xiàng)電路保護(hù)技術(shù)，以確保充電過(guò)程的安全和效率。廣汽新能源的GA3S PHEV和GS4 PHEV車型則配備了最大輸出功率為3.3kW的車載充電器，支持標(biāo)準(zhǔn)充電樁或家庭220V電源進(jìn)行充電。車載充電器通過(guò)DC/DC轉(zhuǎn)換器將交流電轉(zhuǎn)換為直流電以滿足動(dòng)力電池的充電需求。同時(shí)，充電器還采用了先進(jìn)的水冷散熱系統(tǒng)以確保充電過(guò)程的高效和安全。廣汽傳祺GE3的充電系統(tǒng)同樣采用了車載充電器、直流快充接口、交流慢充接口等組件，并支持高功率等級(jí)的快充和慢充需求。

對(duì)于純電動(dòng)汽車和插電式混合動(dòng)力汽車，動(dòng)力電池組的充電系統(tǒng)是不可缺少的子系統(tǒng)之一，它的功能是將電網(wǎng)的電能轉(zhuǎn)化為車載動(dòng)力電池組的電能，并在動(dòng)力電池組充滿后自動(dòng)停止充電。

動(dòng)力電池組充電系統(tǒng)主要由新能源汽車供電設(shè)備(EVSE)和車載充電部件兩大部分組成。

【一】新能源汽車供電設(shè)備(EVSE)

車輛之外的充電部件通常稱為電動(dòng)汽車供電設(shè)備(EVSE)。

大多數(shù)插電式混合動(dòng)力汽車和純電動(dòng)汽車在設(shè)計(jì)時(shí)就已經(jīng)考慮到與標(biāo)準(zhǔn)電動(dòng)汽車供電設(shè)備進(jìn)行對(duì)接。也有少數(shù)汽車廠家采用專有 EVSE 充電標(biāo)準(zhǔn)。

【1】充電系統(tǒng)外部設(shè)備包括以下部件

(1)便攜式充電電纜及其充電插頭(一級(jí)交流充電)。

(2)配有充電電纜的充電樁(二級(jí)交流充電)。

(3)可插入汽車充電插口的充電插頭。

(1)便攜式充電電纜及其充電插頭

便攜式充電電纜就是一條充電線，像手機(jī)一樣，只要帶著這根線，任何有普通電源插口的地方都可以充電。其體積和質(zhì)量均較小，因此使用非常方便。

便攜式充電電纜及其充電插頭是交流電壓網(wǎng)絡(luò)與車輛直流高電壓車載網(wǎng)絡(luò)之間的電氣連接設(shè)備。將交流電壓網(wǎng)絡(luò)連接到帶保護(hù)觸點(diǎn)的普通家用插座上(不帶車載充電器)。

(2)固定充電樁

插電式混合動(dòng)力汽車與純電動(dòng)汽車供電設(shè)備型號(hào)根據(jù)尺寸和電氣要求必須以固定方式安裝，例如用戶屋內(nèi)或車庫(kù)內(nèi)，在公共場(chǎng)所，例如停車場(chǎng)，也可設(shè)立充電樁。固定安裝式充電樁設(shè)備(簡(jiǎn)稱充電樁)分為交流電充電樁和直流電充電樁。

交流電充電樁可通過(guò) 2 相(美國(guó))或 3 相(德國(guó))方式將交流電充電樁連接至交流電壓網(wǎng)絡(luò)，但始終通過(guò)單相方式與新能源汽車充電接口連接。

在我國(guó)，固定安裝式交流電充電樁包括落地式和掛壁式兩種。

與交流電充電樁不同，直流電充電樁內(nèi)已將交流電壓轉(zhuǎn)化為直流電壓。因此無(wú)須通過(guò)車載充電器將交流電壓轉(zhuǎn)化為直流電壓。

在充電插口方面，有若干重要的要求需要滿足。首先，充電插口應(yīng)能承受較大的電流傳輸，避免插座因電流過(guò)大而發(fā)熱或故障。其次，插頭與插座應(yīng)能夠充分耦合，接觸電阻小，避免接觸不良導(dǎo)致的火花或虛接。此外，充電插口還應(yīng)具備通信功能，方便電動(dòng)汽車的CAN通信或電池管理系統(tǒng)與充電機(jī)進(jìn)行對(duì)接。同時(shí)，為了防止誤插，充電插口還應(yīng)具備識(shí)別功能，確保不同型號(hào)和性能的充電設(shè)備或電池能夠正確匹配。最后，充電插口的外形設(shè)計(jì)也應(yīng)合理，便于插拔操作。

在充電插口的標(biāo)準(zhǔn)方面，世界各國(guó)和地區(qū)都有各自的規(guī)定。目前，美國(guó)、歐洲和中國(guó)是三大主要的充電插口標(biāo)準(zhǔn)制定者。中國(guó)的國(guó)標(biāo)GB/T20234規(guī)定了交流與直流接口的標(biāo)準(zhǔn)，其中交流接口采用七針設(shè)計(jì)，直流接口采用九針設(shè)計(jì)，如圖4所示。

車載充電器在充電系統(tǒng)中扮演著至關(guān)重要的角色。它的主要功能包括將外部交流電轉(zhuǎn)換為直流電為動(dòng)力電池充電，根據(jù)車輛控制單元的指令確定充電模式，以及通過(guò)內(nèi)部濾波裝置抑制交流電網(wǎng)波動(dòng)對(duì)車載充電機(jī)的干擾。如圖5所示，這是大眾高爾夫插電混合動(dòng)力車型中的車載充電器高壓線束連接。

充電指示燈是另一個(gè)重要的部件，它使用不同的顏色(通常是綠、黃、紅三種顏色)來(lái)指示電量狀態(tài)。充電指示燈的功能及其在車輛上的位置因車型而異。以江淮電動(dòng)汽車為例，其充電指示燈具有特定的功能，如表1所示。

高壓配電箱(PDU)是新能源汽車中集中管理高壓配電設(shè)備的關(guān)鍵部件。它作為動(dòng)力電池與各高壓設(shè)備之間的電源和信號(hào)傳遞橋梁，確保整個(gè)充電系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行，如圖6所示。