新能源汽车系统(绿色革命加速新能源汽车充电系统全解析)

前言

对于纯电动汽车和插电式混合动力汽车，动力电池组的充电系统是不可缺少的子系统之一，它的功能是将电网的电能转化为车载动力电池组的电能，并在动力电池组充满后自动停止充电。

动力电池组充电系统主要由新能源汽车供电设备（EVSE）和车载充电部件两大部分组成。

【一】新能源汽车供电设备（EVSE）

车辆之外的充电部件通常称为电动汽车供电设备（EVSE）。

大多数插电式混合动力汽车和纯电动汽车在设计时就已经考虑到与标准电动汽车供电设备进行对接。也有少数汽车厂家采用专有 EVSE 充电标准。

【1】充电系统外部设备包括以下部件

（1）便携式充电电缆及其充电插头（一级交流充电）。

（2）配有充电电缆的充电桩（二级交流充电）。

（3）可插入汽车充电插口的充电插头。

（1）便携式充电电缆及其充电插头

便携式充电电缆就是一条充电线，像手机一样，只要带着这根线，任何有普通电源插口的地方都可以充电。其体积和质量均较小，因此使用非常方便。

便携式充电电缆及其充电插头是交流电压网络与车辆直流高电压车载网络之间的电气连接设备。将交流电压网络连接到带保护触点的普通家用插座上（不带车载充电器）。

（2）固定充电桩

插电式混合动力汽车与纯电动汽车供电设备型号根据尺寸和电气要求必须以固定方式安装，例如用户屋内或车库内，在公共场所，例如停车场，也可设立充电桩。固定安装式充电桩设备（简称充电桩）分为交流电充电桩和直流电充电桩。

交流电充电桩可通过 2 相（美国）或 3 相（德国）方式将交流电充电桩连接至交流电压网络，但始终通过单相方式与新能源汽车充电接口连接。

在我国，固定安装式交流电充电桩包括落地式和挂壁式两种。

与交流电充电桩不同，直流电充电桩内已将交流电压转化为直流电压。因此无须通过车载充电器将交流电压转化为直流电压。

直流电充电桩通常可提供远高于交流电充电桩的充电功率。因此，通过直流电充电桩可更迅速为动力电池组充电。

【二】车载充电部件

一般而言，带充电系统的新能源汽车会有几个与外部充电设备相搭配的车载充电部件：

（1）将交流电整流成直流电的充电器（交流充电方式）。

（2）车载充电接口和充电控制系统。

（1）充电器

充电器是将电网提供的交/直流电转化为车载动力电池组所需的直流电的装置（即AC/DC变换器）。分为车载充电器（安装在车内）和非车载充电器（安装在充电桩内）两种。

车载充电器指将AC/DC变换器安装在插电式混合动力汽车或纯电动汽车上，采用地面交流电网或车载电源对动力电池组进行充电的装置。

车载充电器通常使用结构简单、控制方便的接触式充电器，也可称为感应充电器。其充电方式包括家用普通插座充电和充电桩充电两种。

非车载充电器指将 AC/DC 变换器安装在地面充电装置内，主要包括专用充电机、专用充电站、通用充电机、公共场所充电站等，它充电速度快，但价格昂贵。

非车载充电器根据充电时的能量转换方式可分为接触式和感应式。

通过充电设备直接连接到车辆充电接口的都属于接触式。

感应式充电是利用高频交流磁场的变压器原理，在车内产生感应电流，以达到给动力电池组充电的目的。

（2）车载充电接口

车载充电可分为快充和慢充两种。

为保证充电快速高效，要使用特定的充电接口进行充电，像在传统车辆上必须打开燃油箱盖一样，需按压充电接口盖或操作遥控钥匙开锁按钮使充电接口盖开锁。

此外，充电时需要保证整车的防水密封性符合要求，通过另一个端盖防止真正的充电接口受潮和弄脏。保证车载充电接口能够承受存在瞬时大电流的充电过程。

车载充电接口一般设置在车辆的侧部（原加油口位置）或前部（车标后面），不同厂家的设置方式存在一定差异。