一文学懂新能源汽车充电系统(一)

　　纯电动新能源汽车充电系统方式主要有两种，一种是交流充电方式，即为慢充，另外一种是直流充电方式，即为快充。两种充电方式的组成、电气原理和控制方式各不相同。本文章主要介绍的是快充系统。

　　快速充电系统如下图所示，这种充电方式通常采用直流供电，具备高功率和高电压的工作条件，主要分布在大型充电站、公路旁、高速公路服务区等地，用于紧急充电需求。

　　动力电池SOC降到20％需要充电，充电倍率约1.2C，30～45min可充至容量的80%。属于低中倍率充电，不建议长期采用快充电。

　　BMS通过快充CAN将动力电池充电接受能力的数据发送直流充电桩，充电桩对充电电流进行控制。

　　直流充电桩（充电站）接入电网中的工业380V三相交流电，整流器采用高频开关电路转换成直流电，通过快充线给动力电池充电。通常，直流充电系统允许接入电流的充电功率一般在30KW--100KW之间，通过直流充电系统，普通新能源汽车仅需2h左右就可以充满。

　　车内部设备：快充口、快充高压线束、高压盒、动力电池高压线束、动力电池、BMS、分控盒、电压采样线、电流传感器、温度传感器等。

　　充电桩分为一体式、分体式和便携式。充电桩与充电设备集成称为一体式，充电桩与充电设备分开称为分体式，安装轮子能够移动的称为便携式。它的基本构成包括功率单元，充电控制器，计量表计，充电接口等，液晶屏和读卡器为可选。

　　快充CAN总线系统如下图所示，连接的模块有BMS、快充口（通往直流充电桩控制单元）、数据采集终端模块、故障诊断接口（可连接故障诊断仪）。终端电阻安装在BMS和数据采集终端内部，CAN-h和CAN-I之间，作用是吸收CAN信号反射回波。每个终端电阻为120Ω，测量CAN-h和CAN-I之间是两个电阻的并联值，为60Ω。

　　9.充电桩控制单元：控制充电机工作，与BMS之间通过快充CAN交换信息。

　　10.唤醒信号继电器：闭合后发出唤醒信号，唤醒VCU、数据采集终端、仪表ECU、VCU再发出唤醒信号用来唤醒BMS。

　　①检测快充线与充电桩连接。充电桩控制单元读取检测点1电压，快充线、R2均为1000Ω，检测点1是6V，说明充电枪内的CC1与PE构成回路。只有更换快充线时才断开快充线与充电桩连接，此时充电机不会启动。

　　②检测充电枪与快充口连接。按下充电枪按钮S断开，插入充电枪，检测点1是R1和R4的分压，仍然是6V；松开充电枪按钮S闭合，此时R2与R4并联，由于R2与R4均为1000Ω，并联等效电阻是500Ω，检测点1是4V（1000Ω与500Ω的分压），充电桩控制单元确认充电枪与快充口已连接，并且充电枪的机械锁已经锁止。

　　③唤醒整车控制器VCU。充电桩控制单元指令唤醒信号继电器的K3、K4闭合，输出12V唤醒VCU、数据采集终端、仪表ECU、VCU再发出唤醒信号用来唤醒电池管理系统BMS。

　　⑧结束充电。当BMS及充电桩控制单元判定充电结束，充电桩断开K1、K2，车辆断开K5、K6，充电终止；充电桩断开K3、K4，取消唤醒信号。⑨强制停止。充电过程中如果出现充电机故障，充电机在100ms内断开K1-K4。如果出现动力电池故障，车辆在300ms内断开K5、K6。如果出现CAN通讯超时，充电桩与车辆在10s内断开K1-K6。如果在充电中按动充电枪按钮，S断开，充电机在50ms内将充电电流降至5A或以下。如果强行拔开充电枪，此时S断开，检测点1变为12V，充电机在1s内断开K1-K4。若充电电压大于动力电池最高允许电压，充电机在1s内断开K1-K4。以上这些措施都是保证快速充电期间的用电安全，防止火灾。