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想了解车载充电机,看这篇科普文章就行

发布于:2022-12-08 14:33:08 来自:电气工程/继电保护 [复制转发]

知识点:车载充电机

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车载充电机概述


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。


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车载充电机功能介绍


01. 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。


02. 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。


03. 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。


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相关企业


迪龙新能源科技河北有限公司(以下简称迪龙新能源)依托迪龙集团近20年电源研发生产经验,深耕研发创新,主要致力于电动汽车电源充电系统、新能源车载充电系统及设备的研发、生产、安装、维修及销售。


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迪龙新能源通过IATF16949-2016认证,是电动汽车市场上各种车载充电机、DC-DC转换器和模块电源的研发、设计、制造和组装领域的领导者。


其强大的研发团队和高效的垂直整合使我们能够快速、灵活地为客户提供不同的解决方案。


迪龙集团合作的中外电动汽车制造商数量超过170家,与电动汽车制造商合作超过十年,迪龙新能源就是以OBC车载充电机、便携充电机和DCDC技术的发展为核心。


无论是现有的产品还是定制化的解决方案,安全、可靠、完善的电子产品都符合国际标准和要求。


研发团队由在电源领域具有丰富经验的专家和工程师组成,研发团队占比公司超过50%,争做中国新能源供应行业的开拓者、领航者。


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迪龙将具有自主知识产权的高压全砖技术应用于DC-DC变换器,产品可靠性高,质量稳定,赢得了众多电动汽车厂商的信赖与支持。


车载充电机采用LLC软开关谐振技术、全数字控制技术,冷却方式有液冷、风冷或自冷,无故障运行时间更长,拥有高效率、高功率密度和高功率因数。


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充电系统分类


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,电能通过埋在路面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。


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充电机按照充电系统是否安装在车上,分为车载充电系统非车载充电系统


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间,分为慢充系统快充系统,分别对应交流供电和直流供电两种充电模式。


充电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之间进行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。


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车载充电机充电方式


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恒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间的增加而逐渐减小,当充电电流小于一定值后停止充电,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。


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恒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止充电。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;


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。


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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间来消除极化现象,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间歇为电池提供充足的休息时间,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、缩短充电时间、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、间歇休息和负脉冲放电。


首先进行正脉冲充电,休息一段时间后,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。


6

车载充电机技术现状


国内车载充电机厂商多达50多家,大部分厂家研发能力较弱,缺乏核心专利和高端研发人才,研发经费投入较少,产品主要面向国内。


目前,市场上的乘用车和专用车车载充电机功率主要包括3.3kw和6.6kw,效率集中在93%-95%之间,冷却方式主要包括风冷和水冷,客车领域采用“交流快充方式”的40kw、80kw大功率车载充电机。


国内部分车载充电机企业已进入国外整车企业供应链。迪龙新能源科技河北有限公司研发生产的“车载充电机”远销欧洲、美洲、北美洲……已经成为供应全球的车载充电机供应商,车载充电机采用液冷、风冷,极大提高了大功率器件的散热效率,充电效率超过95%,产品符合IATF16949-2016体系认证和欧盟CE/EMC产品认证标准。


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随着新能源汽车动力电池的容量增大,若要在6-8小时的慢速充电时间内为纯电动汽车充满电,就需要配置功率更大的车载充电,对兼容不同类型的交流充电桩要求越高。


在纯电动、插电式、增程式乘用车型中存在电机控制器、DC/DC变换器、车载充电机和高压接线盒等,将各部件在整车中合理集成布置拥有多种方式。


电机控制器与DC/DC变换器集成,电机控制器与车载充电机集成是功能集成的一种形式,产品研发过程往往由电机控制器厂商主导。


DC/DC变换器与车载充电机集成是功能集成的另一种形式,产品研发过程往往由车载电源厂商主导。


电机控制器、DC/DC变换器、车载充电机集成是功能集成较为复杂的一种形式,产品研发过程往往由整车企业主导,但在全球范围内成功案例很少。目前车载充电机主要作为独立器件供应新能源汽车,部分车载充电机企业(如迪龙新能源)开始供应集成化产品。


7

车载充电机技术发展优势


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面。


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总结


车载充电机的技术发展,为新能源汽车实用化和大众化提供了强有力的支撑。


本文介绍了充电机的种类,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;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;按照充电所耗时间,分为慢充系统和快充系统。


分析对比了车载充电机、交流充电桩和直流充电桩的性能特点。对常见的车载充电机充电方式,包括恒压充电、恒流充电、阶段性充电、脉冲充电等进行了介绍和简单分析。


并对国内车载充电机技术现状进行了分析,分析了车载车充电机发展趋势,随着技术进步,车载充电机正在向着双向充放电、智能化、集成化等方向发展。

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只看楼主 我来说两句抢沙发
这个家伙什么也没有留下。。。

继电保护

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