新能源電動汽車充電機,按照其是否固定在汽車上,分為車載充電機和非車載充電機兩類。
車載充電機(On-Board Charger;OBC)是迪龍新能源科技河北有限公司主要產品之一,它以交流電源作為輸入,輸出為直流電,為汽車動力電池充電。除此之外,公司還有車載DC-DC變換器與車載集成一體充電機等產品。
由于交流充電樁的基本功能只是將電網的交流電引出到方便電動汽車充電的位置,并提供一個標準的充電接口,所以車輛在使用交流充電樁充電時,都需要連接車輛內部的車載充電機進行交流到直流轉換,才能實現充電。
車載充電機是電動汽車電氣系統的重要組成部分,被固定安裝在車輛內部,其輸入端以標準充電接口的形式固定在車體上,用于連接外部交流電源,輸出端連接車輛動力電池的慢充接口。
在電動汽車CAN總線通訊拓撲結構中,車載充電機作為一個節點掛在CAN總線上,通過CAN與電池管理系統和整車控制器進行數據交換。
通過《QCT 895-2011電動汽車用傳導式車載充電機》標準中的充電機結構示意圖,可以看到車載充電機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pin口,三類連接,包括交流電源連接、高壓中性線、車輛底盤地、充電連接確認和控制確認。
標準的輸入接口采用單相輸入220V電壓,但如果功率需要,也可啟用兩個備用pin口,可以實現380V輸入。
控制單元,通過CAN與車輛電池管理系統進行通信,進行充電請求、充電監控,并調節輸出電流和電壓,實現輸出電流和電壓接近于電池管理系統要求的數值。
低壓輔助單元,是一個標準的低壓電源,輸出電壓為12V或24V,用于充電期間為電動汽車電池管理系統、熱管理系統、儀表等供電。
功率單元,主要將輸入的交流電轉換為適合動力電池系統電壓的直流電。
輸出端口,包括低壓輔助電源正負極兩個pin口、高壓直流輸出正負極兩個pin口和底盤地、CAN通訊H和L與充電請求信號線。
依據《QCT 895-2011電動汽車用傳導式車載充電機》標準中對車載充電機充電工作過程的詳細敘述,主要有連接確認、準備就緒、開始充電和充電完成等步驟。
步驟一:連接確認
在完成與外部電源插頭插座連接后,此時車輛處于不可行駛狀態,整車控制器VCU開始檢查檢測點3的電壓,用來確認外部電源插頭是否與車輛連接完好。
如圖所示,當開關S1閉合后,供電設備上的PWM發生器發出調制脈沖信號,VCU檢查檢測點2是否收到PWM信號,如果有信號,說明充電設備連接完成。
步驟二:準備就緒
如上圖車載充電機控制引導電路圖所示,在完成連接確認過程后,車載充電機向VCU發送充電請求信號,并通過低壓電源向整車控制器供電,如果VCU判斷電池包狀態可以充電,則向車載充電機發送充電報文。
然后由供電設備向整車控制器提供最大充電電流值,在VCU綜合考慮電池包、車載充電機和供電設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過流。
步驟三:開始充電
在充電電流閾值設置完畢后,慢充回路繼電器閉合,開始充電過程,過程中VCU監測檢測點3的狀態,周期確認連接狀態是否完好,供電設備端監測檢測點1,確認連接是否完好。
步驟四:充電完成
充電完成的條件是電池充滿或者在充電連接確認過程中,任何一個連接確認條件不滿足,VCU都會要求結束供電,并發送報文要求車載充電機停止工作。
審核編輯黃宇
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