车载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。 1.电动汽车车载充电机的组成： 车载充电机由交流输入端口、功率单元、控制单元、低压辅助单元、直流输出端口等部分组成。车载充电机连接示意图如图1-55所示。
(1)交流输入端口：交流输入端口是车载充电机与地面供电设备的连接装置,当使用车载充电机对电动汽车充电时,推荐使用如图1-56所示的典型引导电路作为充电接口连接状态及车载充电机输入的判断装置。
(2)功率单元：功率单元作为充电能量的传递通道,主要包括电磁干扰抑制模块、整流模块、功率因数校正模块、滤波模块、全桥变换模块、直流输岀模块,其作用是在控制单元的配合下,把电网的交流电转换成蓄电池需要的高压直流电。
(3)控制单元：控制单元主要包括原边检测及保护模块、过流检测及保护模块、过压/欠压监测及保护模块、DSP主控模块,其作用是通过电力电子开关器件控制功率单元的转换过程,通过闭环控制方式精确完成转换功能,并提供保护功能。
(4)低压辅助单元：低压辅助单元主要包括CAN通信模块、辅助电源模块、人机交互模块,其作用是为控制单元的电力电子器件提供低压供电及实现系统与外界的联系。
(5)直流输出端口：直流输出端口是车载充电机与蓄电池之间的连接装置,车载充电机输出控制引导电路如图1-57所示。
2.电动汽车车载充电机的技术参数：
车载充电机输入技术参数的推荐值见表1-16。
输出电流可根据各厂家蓄电池组的电压情况设定。车载充电机在额定输入电压、额定负载的状态下,效率应不低于90%,功率因数应不低于0.92。
车载充电机的技术参数误差要求:输入电压波动范围为额定输入电压±15%;输入电压频率波动范围为额定频率士2%;车载充电机在恒压输出状态下运行时,其输出电压与设定电压的误差应为±1%;车载充电机在恒流输出状态下运行时,其输出电流与设定电流的误差应为±5%;车载充电机在允许的输出电流的范围内,输出电流的周期和随机偏差不能大于设定电流值的10%;车载充电机在稳流区间工作时,其稳流精度应小于1%,在稳压区间工作时,稳压精度应小于0.5%。
3.电动汽车车载充电机充电接口：
电动汽车车载充电机属于交流充电,其接口应满足交流充电接口的要求。
车载充电机车辆供电插头和插座的触头布置方式如图1-58所示。
车载充电机车辆供电插头和充电插座如图1-59所示。
在充电连接过程中,首先接通保护接地触头,最后接通控制确认触头与充电连接确认触头;断开过程相反。车辆充电接口的电气连接界面如图1-60所示,其供电接口的电气连接界面如图1-61所示。
4.电动汽车车载充电机的充电过程：
利用车载充电机对电动汽车进行充电的过程如下。
①将车辆插头和插座插合后,车辆的总体设计方案可以自动启动某种触发条件,通过互锁或者其他控制措施使车辆处于不可行驶状态。
②电动汽车车辆控制装置通过测量图1-56中检测点3与PE之间的电阻值,判断车辆插头与车辆插座是否已完全连接。
③在操作人员对供电设备完成充电启动设置后,如供电设备无故障,并且供电接口已完全连接,则闭合S1,供电控制装置发出脉冲宽度调制(PWM)信号,电动汽车车辆控制装置通过测量图1-56中检测点2的PWM信号,判断充电连接装置是否已完全连接④在电动汽车和供电设备建立电气连接及车载充电机完成自检后,通过图1-56中检测点2的PWM信号确认充电额定电流值;车载充电机给电动汽车控制装置发送充电感应请求信号,同时或延时给车辆控制装置供电;根据充电协议进行信息确认,若需充电,则电动汽车控制装置发送需充电报文并控制充电接触器闭合,车载充电机按所需功率输出。
⑤车辆控制装置通过判断图1-56中检测点2的PWM信号占空比确认供电设备当前能提供的最大充电电流值;车辆控制装置对供电设备、充电连接装置及车载充电机的额定输入电流值进行比较,将其最小值设定为车载充电机当前最大允许输入电流;当判断充电连接装置已完全连接,并完成车载充电机最大允许输入电流设置后,车辆控制装置控制图1-56中K3、K4闭合,车载充电机开始对电动汽车进行充电。
⑥充电过程中,车辆控制装置可以对图1-56中检测点3的电压值PWM信号占空比进行监测,供电控制装置可以对图1-56中检测点1的电压值进行监测。
⑦在充电过程中,当充电完成或者因为其他不满足充电条件时,车辆控制装置发出充电停止信号给车载充电机,车载充电机停止直流输出、CAN通信和低压辅助电源输出。
