電動汽車能源供給系統主要由供電系統、充電系統和動力蓄電池構成。另外還包括充電監控、電池管理和煙霧報警監控等。充電機是充電系統的重要組成部分。充電站給汽車充電一般分為三種方式:普通充電、快速充電、電池更換,而車載充電機提供的就是普通充電方式,也就是我們常說的慢充。
電動汽車充電機結構框圖
車載充電機又稱交流充電機,安裝于電動汽車上,通過插座和電纜與交流插座連接,以三相或單相交流電源向電動汽車提供充電電源。
車載充電機有兩大部分,電源部分(主回路)和充電機控制主板。
充電機控制住主板主要是對電源部分進行控制、監測、計量、計算、修正、保護以及與外界網絡通信等功能,是車載充電機的“中樞大腦”。
電源部分主要作用是將220伏交流電轉化為300多伏的直流電,電源部分又分為PFC和LLC兩部分,實際上我們可以把PFC看作是AC/DC,而把LLC看作是DC/DC。
車載充電機的優點是不管車載蓄電池在任何時候、任何地方需要充電,只要有充電機額定電壓的交流插座,就可以對電動汽車進行充電。車載充電機的缺點是受電動汽車的空間所限,功率較小,輸出充電電流小,蓄電池充電的時間較長。
車載充電機作為一個電力電子系統,主要由功率電路和控制電路組成。
對于功率電路,由變壓器和功率管組成的DC/DC變換器是其重要組成部分。
對于控制電路,它的核心是控制器,用來實現與BMS的CAN通信,并控制功率電路按照三段式充電曲線給鋰電池組充電。
當車載充電機接上交流電后,并不是立刻將電能輸出給電池,而是通過BMS電池管理系統首先對電池的狀態進行采集分析和判斷,進而調整充電機的充電參數。
車載充電機的主要參數有輸入電壓范圍、輸出電壓范圍、充電功率和變換效率等。輸出電壓/電流誤差測試、穩壓穩流精度測試、紋波系數測試、功率因數測試、限壓限流特性測試、效率測試等都是車載充電機必要的試驗項目。
電動汽車以其優越的環保和節能特性成為未來新能源汽車的發展方向,能夠實現交通領域能源利用的多元化和清潔化。充電系統作為電動汽車的能源補給系統,其技術水平對電動汽車的發展起著舉足輕重的作用,是電動汽車商業化和產業化過程中的重要支撐。雖然目前充電方式以非車載充電為主,但車載充電作為另一種充電模式,是充電技術的重要發展方向,其效率、損耗、利用率以及社會總投入成本都成為當前研究的熱點。