純電動汽車交流充電控制流程探究

摘 要：近年來純電動汽車快速涌入人民的生活，車輛的充電是用戶面臨的主要問題，正確的充電方式能有效的延長電池的使用壽命，降低使用成本，提高使用安全。本文闡述了純電動汽車的交流充電模式以及充電過程控制。

關鍵詞：新能源汽車 純電動汽車 交流充電 充電控制

1 引言

為了應對我國能源危機和環境惡化，近幾年我國純電動汽車的產銷量都飛速增長，據中汽協的數據統計結果分析報告中顯示，2017年新能源汽車產銷量為77.7萬輛，同比增長53.3%，其中，純電動乘用車產銷量為46.8萬輛同比增長82.1%。從以上數據分析可知新能源汽車發展空間巨大，純電動汽車仍然處于絕對主導的地位。[1]

然而，對于純電動汽車，其單一動力源動力電池的使用壽命、補充動力的方式以及使用安全性是純電動汽車用戶極為關注的問題，用戶可以根據需要選擇交流或直流充電模式。為了延長動力電池的使用壽命，交流充電是電動汽車最常用的一種充電方式，本文介紹了主流純電動汽車交流充電模式的充電流程。

2 純電動汽車交流充電介紹

2.1 交流充電樁介紹

交流充電樁是給電動汽車提供交流電源的充電裝置，主要包括繼電器、控制引導電路如圖1所示、漏電保護電路、過流過壓保護電路、防雷模塊等組成。其控制引導電路主要完成與車輛的通訊以及充電控制。其作用為：

（1）確認連接狀態。車輛控制器根據監測點3與PE之間的電阻判斷充電插頭是否與車輛充電插座連接良好；同時供電裝置通過監測點1或監測點4的電壓來判斷供電裝置插頭與插座是否連接良好。

（2）設定充電電流。車輛控制裝置根據CC與PE之間的電阻確認電纜線的額定容量；通過檢測點2的PWM占空比信號確定當前供電設備的最大電流。兩者取其小，設定整車充電電流。

圖1 交流充電控制引導電路原理圖

2.1 交流充電模式

純電動汽車的交流充電模式主要分為：[2、3]

（1）單相220V交流充電。主要通過壁掛式、落地式充電樁以及便攜式充電寶對電動車進行充電，充電電流一般為8A、16A、32A。

（2）三相380V交流充電。主要通過交流充電樁實現，充電電流一般為63A。

用戶可根據不同的交流供電裝置選擇充電模式。

3 純電動汽車交流充電流程

為了提高電池的使用壽命，電動汽車通常選用交流充電模式。在充電的過程中為了更好的保護動力電池，保證充電的安全性，交流充電過程如圖1所示：[3-5]

（1）“插槍”后，交流供電裝置通過監測點1或檢測點4檢測CC/CP 回路電壓檢測供電插頭是否插好，確認無問題后閉合高壓繼電器K1、K2給車載充電機OBC 交流輸入供電。

（2）OBC 上電自檢，如無故障，輸出12V低壓輔助電源，對電源管理系統BMS 和整車控制器VCU 進行低壓喚醒。

（3）當VCU 檢測到“充電激活信號”和BMS 發出的“交流充電連接”信號后，VCU控制“慢充高壓繼電器”吸合，同時向車身控制模塊BCM發出信號，控制慢充電子鎖執行“閉鎖邏輯”。

（4）BMS 通過檢測點3檢測CC 回路電壓，確認車端槍頭是否插接良好，通過檢測CC與PE電阻獲得“電纜的額定容量”，同時通過檢測CP回路的PWM 占空比信號確認交流供電設備的最大供電電流；

BMS將前兩者與OBC 發送的“額定輸入電流值”需求進行比較，取其小設定為OBC 的“最大允許輸入電流值”，并將充電電壓及充電電流信息發送給OBC。

（5） BMS 吸合交流充電繼電器，并通過CAN報文發送“充電機控制命令”，OBC 收到后控制啟動充電。

（6）當BMS 檢測到電池達到“滿充狀態”或收到OBC 發送的“充電機中止充電報文”時，斷開充電繼電器；VCU 檢測到BMS斷開充電繼電器后，再斷開“交流高壓繼電器”并控制慢充電子鎖執行“解鎖邏輯”。

在整個充電的過程中，BMS自動識別充電模式，實時檢測動力電池包的充電電流、充電電壓、每節電芯的溫度以及SOC值計算等，并向OBC發送充電需求參數，監控整個充電過程；在出現充電異常時，限制或中止充電，以保障充電安全。

4 結語

本文闡述了純電動汽車的交流充電模式的充電控制流程，可方便電動車用戶了解純電動的充電過程，更好的使用車輛；也便于維修服務人員對充電故障進行判斷分析參考。

參考文獻：

[1] 2018年中國純電動汽車市場深度調研與發展前景分析報告[R] .2018.

[2] 李琳.電動汽車動力電池的充電方法的研究[C].2013.

[3] 北汽新能源.EV160-EV200用戶手冊[G].2015：53-58.

[4] 張孝軍，閔聃，姬園.一種電動汽車用充電控制策略研究[J] .第十一屆河南省汽車工程科技學術研討會，2014：373-375

[5] 范亦銘. 純電動汽車充電原理介紹.中國新技術新產品，2017.09（下）：16-18

作者簡介：

周偉偉，女，中級工程師、助教，1984年10月出生、碩士學位，單位：淄博職業學院汽車工程系，單位所在地：山東淄博