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1、,学习任务4电动汽车交流充电桩的运用,4,任务4 电动汽车交流充电桩的运用,【动力电池及能量管理技术】,主讲人：李冰 王登强,目录,CONTENTS,01,学习目标,02,知识准备,03,实验实训,04,课堂练习,05,课程总结,学习目标,学习重点,学习重点,1.电动汽车充电模式与连接方式,学,习,重,点,2.控制导引电路及基本功能,交流充电桩安装于机场、码头、车站、商厦等公共停车场或街道公共停车位等场所，为具有车载充电机的电动车提供交流电源，是中小型电动汽车重要的充电设施。,知识准备,特点：充电功率较小，由于输出充电电流小，电池充电时间较长，可充分利用低谷时段充电。,落地式交流充电桩,壁挂式
2、交流充电桩,知识准备,电动汽车充电模式与连接方式（1）电动汽车充电模式,知识准备,1,（1）电动汽车充电模式,当电动汽车使用充电模式3进行充电时，该电路由供电控制装置、接触器K、电阻R1、R2、R3、R4、R5、R6、二极管D1、开关S1、S2、S3、车载充电站和车辆控制装置组成。开关S1为供电设备内部开关。电阻R3、R4安装在供电插头和车辆插头上。开关S2为供电插头或者车辆插头的内部常闭开关，与插头的下压按钮（用以触发机械锁止装置）联动，按下按钮解除机械锁止功能的同时，S2处于断开状态。开关S3为车辆控制装置内部开关，在车辆接口完成后，如果车载充电机自检测完成后无故障情况，并且电池组处于可以
3、充电状态时，S3为闭合状态。,知识准备,知识准备,（2）控制导引电路基本功能,知识准备,（3）交流充电接口,适用于电动汽车传导充电用的交流充电接口功能定义执行国家标准GBT20234-2011规定。,交流充电接口的额定值,知识准备,电动汽车车辆接口和供电接口的触头布置方式如图所示。,知识准备,（3）交流充电接口,电动汽车车辆接口和供电接口的触头布置方式如图所示。,知识准备,（3）交流充电接口,交流充电接口的连接界面如图所示。在充电过程中，首先连接保护接地触头，最后连接控制确认触头与充电连接确认触头。在脱开的过程中，首先断开控制确认触头与充电连接确认触头，最后断开保护接地触头。,知识准备,（3）
4、交流充电接口,（4）充电过程的工作控制程序,1）车辆插头与车辆插座插合，使车辆处于不可行驶状态2）确认供电接口已完全连接3）确认车辆接口已完全连接4）确认充电连接装置是否已完全连接5）车辆准备就绪6）供电设备准备就绪7）充电系统的启动,知识准备,8）检查充电接口的连接状态及供电设备的供电能力变化情况 在充电过程中，车辆控制装置和供电控制装置分别对检测点4（对于连接方式B和C）和检测点2（对于充电模式3，并且采用连接方式A和B）的电压进行不间断检测，确认供电接口和车辆接口的连接状态。检测周期不大于50ms。在充电过程中，供电控制装置对检测点1的电压进行不间断检测，确认充电连接装置的连接状态和车辆
5、是否处于可充电状态。检测周期不大于50ms。车辆控制装置对检测点3的PWM信号进行不间断检测，当占空比有变化时，车辆控制装置实时调整车载充电机的输出功率。检测周期不大于5s。,知识准备,（9）正常条件下充电结束或停止 在充电过程中，当达到车辆设置的结束条件或者驾驶员对车辆实施了停止充电的指令，车辆控制装置断开S3，并使车载充电机处于停止充电状态。在充电过程中，当达到操作人员设置的结束条件、操作人员对供电装置实施了停止充电的指令或者检测到S3断开，则供电控制装置控制开关S1切换到与+12V连接状态，并通过断开K切换交流供电回路。,知识准备,（10）非正常条件下充电结束或停止 在充电过程中，车辆控
6、制装置通过对检测点4的电压进行检测（对于连接方式B和C），如果判断开关S2由闭合变为断开（状态B，参见下表），并在一定时间内（如300ms）持续保持，则控制车载充电机停止充电，并断开S3。,知识准备,在充电过程中，车辆控制装置通过对检测点4的电压进行检测（对于连接方式B和C），如果判断车辆接口由完全连接变为断开（状态A），则控制车载充电机停止充电，并断开S3。在充电过程中，车辆控制装置对检测点3的PWM信号进行检测，当信号中断时，则控制车载充电机停止充电。在充电过程中，如果检测点1的电压值为12V（状态1）、9V（状态2）或者0V（状态4），则供电控制装置控制开关S1切换到与+12V连接状态，
7、并断开交流供电回路。,知识准备,在充电过程中，供电控制装置通过对检测点2的电压进行检测（对于充电模式3，并且采用连接方式A和B），如果判断开关S2由闭合变为断开（状态B），并在一定时间内（如300ms）持续保持，则控制开关S1切换到与+12V连接状态，并在一定时间后（如100ms），断开交流供电回路。,知识准备,在充电过程中，供电控制装置通过对检测点2的电压进行检测（对于充电模式3，并且采用连接方式A和B），如果判断供电接口断开（状态A），则供电控制装置控制开关S1切换到与+12V连接状态并断开交流供电回路。在充电过程中，如果剩余电流动作断路器动作，则车载充电机处于欠压状态，车辆控制装置断开S
8、3。,知识准备,控制导引电路及基本功能交流充电桩与车载充电机间的报文规范,交流充电桩为车载充电机充电的通信过程包括握手阶段、配置阶段、充电阶段和充电结束阶段,知识准备,2,（1）握手阶段 当交流充电桩和车载充电机物理连接完成并上电后，交流充电桩和车载充电机进入握手阶段。握手阶段工作状态转换流程图如图所示。,知识准备,（2）配置阶段 握手阶段完成后，交流充电桩向车载充电机发送最大输出能力的报文。车载充电机向交流充电桩发送车载充电机和电池参数报文，以及是否接受有序充电调控。,知识准备,（3）充电阶段 交流充电桩根据电网有序充电要求、充电过程是否正常、是否达到人为设定的时间、电量等充电结束条件以及是
9、否收到车载充电机中止充电报文来判断是否结束充电。车载充电机根据充电过程是否正常、是否达到人为设定的充电参数值以及是否收到交流充电桩中止充电报文来判断是否结束充电。,知识准备,（4）充电结束阶段 当交流充电桩和车载充电机停止充电后，双方进入充电结束阶段。在该阶段车载充电机发交流充电桩发送整个充电过程中的充电统计数据，包括初始SOC、终了SOC等；交流充电桩向车载充电机发送整个充电过程中的输出电量、累计充电时间等信息。,知识准备,实训项目：车载充电机的检测与拆装,实训目的（1）培养踏实肯干的工作态度，养成良好的工作习惯，树立安全意识；（2）会判断车载充电机的常见故障（3）掌握车载充电机的拆装步骤与
10、检测方法,实验实训,1,实训设备（1）北汽E150EV纯电动整车（2）常用拆装工具（3）高压绝缘设备（4）绝缘手套（5）万用表（6）防水胶,实验实训,2,知识准备,E150EV参数,实验实训,3,车载充电机内部可分为3部分，主电路、控制电路、线束及标准件。1）主电路前端将交流电转换为恒定电压的直流电，主要是全桥电路+PFC电路。后端为DC/DC变换器，将前端转出的直流高压电变换为合适的电压及电流供给动力电池。2）控制电路作控制MOS管的开关，与BMS之间通讯，监测充电机状态，与充电桩握手等功能。3）线束及标准件用于主电路及控制电路的连接，固定元器件及电路板。,（1）车载充电机内部构造,实验实训
11、,1）根据电池特性设计充电的曲线，可以延长电池的寿命；2）使用方便，维护简单，单独对BMS进行供电，由BMS控制智能充电，无需人工职守；3）保护功能齐全，适用范围广，具有过压，欠压，过流，过热，输出短路、反接等保护功能；4）温度保护，当散热器温度低于45时，充电机风扇不转动。当散热器温度高于45时风机开始转动。整机温度保护为75，当机内温度高于75时，充电机输出电流变小，高于85时，充电机停止输出。,（2）车载充电机特点,实验实训,（3）充电机指示灯1）交流指示灯电源指示灯，当接通交流电后，电源指示灯亮起。2）工作指示灯当充电机接通电池进入充电状态后，充电指示灯亮起。3）警告灯。报警指示灯，当
12、充电机内部有故障或者错误的操作亮起。,实验实训,4）充电机接口如图所示,充电机接口,充电状态仪表显示,实验实训,（4）充电机外观检查,检测涉水情况,涂抹防水胶水,防水操作完成,实验实训,（5）诊断,步骤1：根据指示灯的故障诊断（根据指示灯的故障诊断）,实验实训,步骤2：12V低压供电异常当充电机12V模块异常时，BMS、仪表等由于没有唤醒信号唤醒，无法与充电机进行通讯。判断方式：当12V未上电，最简单的判断方式就是交流上电的时候，电池没有发出继电器闭合的声音，一般都是12V异常。需要检查低压保险盒内充电唤醒的保险及继电器，以及充电机端子是否出现退针的情况。,实验实训,步骤3：充电机检测的电池电
13、压不满足要求此问题是在充电过程中，BMS可以正常工作，但充电机工作开始前需要检测动力电池电压，当动力电池电压在工作范围内，车载充电机可以正常工作，否则充电机认为电池不满足充电的要求。判断方法:此情况常见的为高压插件端子退针或高压保险熔断，或者电池电压超过工作范围。,实验实训,步骤4：充电机检测与充电桩握手不正常 充电机工作过程中会检测与充电桩之间的握手信号，当判断到CC的开关断开，充电机认为此时将要拔掉充电枪，此时会停止工作，防止带电插拔，提升充电枪端子寿命。当充电枪未插到位，可能出现此情况。,实验实训,步骤5：充电桩输入电压正常，由于施工时电源线不符合标准所引起的无法充电故障，车辆在低温环境
14、下，充电桩开始时与充电机连接正常，由于车辆动力电池低温下需将电芯加热至0-5时，才能进行正常充电，加热过程时，负载较小，电压下降并不多，进入充电过程时，负载加大，输入电压下降。充电桩为充电机提供的电源电压低于187V时，充电机无法正常工作，充电机停止工作后，负载减小，测量时电压又恢复正常，这种情况一定要在充电机进入充电过程时测量当时准确电压，来找到故障所在。,实验实训,问题一：简述电动汽车的充电模式和充电方式。,问题二：电动汽车充电机有哪些类型？其特点有哪些？,问题三：简述电动汽车平面充电站的结构组成以及各部分功能。,问题四：简述电动汽车充电机的基本组成和工作原理。,课堂练习,1、动力电池的结构认识与使用2、动力电池能量管理3、电动汽车充电设备运用,学习任务2已学习结束,累计星奖励,
