新能源汽车车载充电机详解_新能源汽车车载充电机图解
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新能源汽车车载充电机详解
车载充电机是新能源汽车必不可少的核心零部件,其市场规模随着新能源汽车市场的快速增长而扩大。2016年,电动汽车车载充电机市场规模约20亿元,未来几年随着新能源汽车产量的逐年提升,一览众咨询预计到2020年国内电动汽车车载充电机市场规模将达到77亿元。
与传统汽车相比较,新能源汽车有三大核心部件,分别是:“电池”总成:指电池和电池管理系统;“电机”总成:指电动机和电动机控制器。
高压“电控”总成:包含车载 DC/DC 变换器、车载充电机、电动空调、PTC、高压配电盒和其他高压部件,主要部件是车载DC/DC 变换器和车载充电机。
图表 1 新能源汽车系统总成结构示意图
车载充电机参数:
1、输入电压:AC220V±10% 50-60Hz
2、输出电压:48V、 72V、 144V、 200-420V 、 500-650V
3、输出电流:30A、 25A、 20A、 10A 、 50A
4、输出功率:1.8kW 1.8kW 3kW 3.3kW 30KW
4、输出纹波:≤1% (满载)
5、电压、电流稳定精度:≤1%
6、谐波:≤5%
7、工作效率: ≥95%
8、工作状态:可以保持长期工作和单次充电
9、保护功能:过压,过流,过热,短路,反接保护
10、低压辅助电源:DC13.5V/100W稳压电源
11、CAN通讯介面:
12、安全指标:绝缘电阻≥200MΩ 耐压1500V/min
13、功率因数: 0.99(有源功率因数校正APFC)
14、尺寸:电议
功能
(1)具备高速CAN网络与BMS通信的功能,判断电池连接状态是否正确;获得电池系统参数、及充电前和充电过程中整组和单体电池的实时数据。
(2)可通过高速 CAN网络与车辆监控系统通信,上传充电机的工作状态、工作参数和故障告警信息,接受启动充电或停止充电控制命令。
(3)完备的安全防护措施:
1、交流输入过压保护功能。
2、交流输入欠压告警功能。
3、交流输入过流保护功能。
4、直流输出过流保护功能。
5、直流输出短路保护功能。
6、输出软启动功能,防止电流冲击。
7、在充电过程中,充电机能保证动力电池的温度、充电电压和电流不超过允许值;并具有单体电池电压限制功能,自动根据BMS的电池信息动态调整充电电流。
8、自动判断充电连接器、充电电缆是否正确连接。当充电机与充电桩和电池正确连接后,充电机才能允许启动充电过程;当充电机检测到与充电桩或电池连接不正常时,立即停止充电。
9、充电联锁功能,保证充电机与动力电池连接分开以前车辆不能启动。
10、 高压互锁功能,当有危害人身安全的高电压时,模块锁定无输出。
11、具有阻燃功能。
新能源汽车车载充电机图解
车载充电机作为一个电力电子系统,主要由功率电路和控制电路组成。
对于功率电路,由变压器和功率管组成的DC/DC变换器是其重要组成部分。
对于控制电路,它的核心是控制器,用来实现与BMS的CAN通信,并控制功率电路按照三段式充电曲线给锂电池组充电。
当车载充电机接上交流电后,并不是立刻将电能输出给电池,而是通过BMS 电池管理系统首先对电池的状态进行采集分析和判断,进而调整充电机的充电参数。
车载充电机有两大部分,电源部分(主回路)和充电机控制主板。
充电机控制住主板主要是对电源部分进行控制、监测、计量、计算、修正、保护以及与外界网络通信等功能,是车载充电机的“中枢大脑”。
电源部分主要作用是将220伏交流电转化为300多伏的直流电,电源部分又分为PFC和LLC两部分,实际上我们可以把PFC看作是AC/DC,而把LLC看作是DC/DC。
图表 3 车载充电机工作原理图
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