隨著新能源電動汽車不斷地走進(jìn)千家萬戶，市場對車輛充電的便利性、效率性和安全性提出了越來越高的要求，充電方便、快速且安全是用戶市場對電動汽車的一致需求，本期我們就圍繞電動汽車交流充電系統(tǒng)的組成、電氣原理與控制策略做主要介紹。

目前，電動汽車較普遍的充電方式主要有兩種，一是交流充電方式（慢充），二是直流充電方式（快充），這兩種充電系統(tǒng)的組成、電氣原理與控制方式有許多不同之處。

交流充電指電網(wǎng)給電動汽車輸入的電壓為交流電，通常為單相220V交流電或三相380V交流電。

交流電通過標(biāo)準(zhǔn)的充電插頭與插座進(jìn)入安裝在車輛內(nèi)部的車載充電機(jī)（On Board Charger；OBC），由OBC把交流電轉(zhuǎn)換為適合動力電池的直流電壓，完成交流充電。

迪龍：車載充電機(jī) OBC

其中，參與交流充電的主要設(shè)備有交流充電樁、標(biāo)準(zhǔn)的充電插頭和插座、充電線束、車載充電機(jī)（OBC）、車輛控制器（VCU）、電池管理系統(tǒng)（BMS），如圖一所示。

圖一：參與交流充電的主要設(shè)備

其中交流充電插座與車載充電機(jī)固定安裝在汽車上，充電線隨車配送，交流充電樁固定安裝在停車場，各個(gè)部件的作用如下。

車載充電機(jī)是電動汽車交流充電系統(tǒng)的關(guān)鍵部件，其根據(jù)VCU和BMS的控制指令把交流電轉(zhuǎn)化為直流電為電池充電。

迪龍：車載充電機(jī) OBC

交流充電插座是國家標(biāo)準(zhǔn)件，是車輛連接外部電網(wǎng)的接口，由2個(gè)信號回路、1個(gè)接地回路、1個(gè)零線回路和3個(gè)火線回路，共7個(gè)插孔組成，其根據(jù)輸入的電壓是220V或380V應(yīng)用相應(yīng)的火線接口。

國標(biāo)交流充電插座

車輛控制器實(shí)施汽車充電狀態(tài)的監(jiān)控，向車載充電機(jī)發(fā)送控制指令使其開始工作或停止工作，并控制其工作時(shí)的輸出電壓和電流，是電動汽車充電的控制大腦。

模式2充電線是連接外部電網(wǎng)和車輛的充電線，可以為車載充電機(jī)提供220V交流電源，其線纜上的功能盒可檢測與電網(wǎng)和車輛的連接狀態(tài)，具有一定的保護(hù)功能。

模式2充電線

根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)要求，模式2充電線輸入的電流限制在13A以內(nèi)，輸入電壓為220V，所以使用模式2充電線充電時(shí)，車載充電機(jī)的最大輸入功率僅為2860W，充電時(shí)間會很長。

交流充電樁也是車輛連接外部電網(wǎng)的部件，可直接給車載充電機(jī)提供220V或380V交流電源。根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)要求，交流充電樁的輸出電流大于32A時(shí)，供電電壓必須采用380V，因此使用交流充電樁充電時(shí)，充電功率一般較大，充電時(shí)間會縮短。

交流充電是國家標(biāo)準(zhǔn)的充電方式，其電氣原理圖、檢測和控制需要滿足GB/T 18487.1-2015《電動汽車傳導(dǎo)式充電系統(tǒng)第一部分》標(biāo)準(zhǔn)的要求。

根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)要求，CC信號是充電插頭和充電插座是否連接的判斷信號，同時(shí)車輛根據(jù)CC的信號值判斷RC阻值，確定線束的容量，CP信號是判斷供電設(shè)備的供電能力，通過PWM值確定。

模式2充電的電氣原理圖

RC電阻值和PWM值都必須滿足標(biāo)準(zhǔn)要求，且控制器必須按照標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行判斷，以滿足車輛的充電需求。

交流樁充電的電氣原理圖

如電氣原理圖所示，模式2與交流樁（模式3）充電原理基本相同，只是電網(wǎng)的交流供電方式有所不同，以此，我們來闡述電動汽車交流充電控制策略與順序。

首先，車載充電機(jī)檢測CC和CP信號，可根據(jù)CC信號判斷充電線的容量，根據(jù)CP信號判斷供電設(shè)備的供電能力。

當(dāng)車輛處于停車休眠狀態(tài)，并且充電插頭連接充電插座時(shí)，車載充電機(jī)檢測到CC和CP信號，自身喚醒，在車載充電機(jī)自喚醒后，喚醒VCU和BMS。在VCU和BMS被喚醒后，車輛開始進(jìn)入交流充電模式，并檢測車輛是否有故障，電池是否滿電。

車載充電機(jī)反饋充電線束狀態(tài)和供電設(shè)備信息給BMS，BMS根據(jù)車載充電機(jī)反饋的信息和車輛狀態(tài)，向車載充電機(jī)發(fā)送開始充電或停止充電指令。

模式2充電線或交流充電樁的供電控制裝置，通過CP信號判斷車輛狀態(tài)，連接或斷開K1和K2，即連接或斷開交流電的輸入。

最后，車載充電機(jī)根據(jù)接收到的指令，開始給車輛充電或停止充電進(jìn)入休眠。

交流充電過程簡易圖

以上就是整個(gè)交流充電過程的簡述，在開始充電前，車輛和交流充電樁都會首先判斷充電接口是否連接好，才會判斷是否啟動充電，所以為了保證充電的安全，我們必須插槍到位。

雖然電動汽車使用交流充電時(shí)充電速度較慢，但經(jīng)常使用交流充電有利于延長電池使用壽命，且不易過熱或發(fā)生故障。

直流快充雖然能更快完成充電，但對電池?fù)p傷較大，也容易發(fā)生過熱從而起火，因此建議多采用交流充電模式，可有效延長電池使用壽命，并減少起火事故的發(fā)生。

審核編輯黃宇