电动汽车快充、慢充的充电原理

由于全球对减少CO2排放和提高燃料效率的需求，电动汽车的研究和开发在全球范围内得到了推广和发展。 用以替代传统燃油车辆。 事实上，电动汽车由于其低功耗和无本地排放，可以提供一个相对很好的选择来减轻交通运输的环境影响和减少对能源的依赖。

在此背景下，电动汽车市场的销量自2010年以来一直快速增长，如图1所示。 2018年，全球电动汽车保有量超过510万辆，几乎是2017年的两倍。 截至2019年底，包括轻型汽车在内的全球电动汽车保有量为750万辆。 2020年，全球EV车队突破1000万辆，自2019年以来增长43%。 尤其是三分之二的存量和所有新注册的电动汽车是纯电电动汽车。 2021年，EV销量再创新高。 它们几乎翻了一番，达到660万辆，使道路上的电动汽车总数超过1650万辆。 经过几年的发展，与2020年相比，中国的销售额增长了三倍，达到330万辆，与2023年相比相比，2021年欧洲的销售额增长了三分之二，达到230万辆。 2021年全球电动汽车销量的85%以上来自中国和欧洲，与2020年相比增长了一倍多，达到63万辆，其次是美国，占10%。 图1展示了2010年至2021年全球电动车的保有量，图2展示了2016年至2021年全球电动汽车的销量和市场份额。

一、快充充电系统

1、快充系统介绍

快充充电又称为直流充电，即非车载充电机( 快充桩 ) 将电网交流电转化为高压直流电给电池包充电，功率较大，可高效、快速的在短时间内为电动汽车充满电。

快充桩一般用于高速公路服务区、公交场站、小区停车场等场所由380V三相电供电，功率可达几十千瓦及百干瓦，常见的有45kw、60kw、120kw、150kw、180kw等，输出电压平台有200-500V、500-750V或200-750V等，最大输出电流为几百安。

2、快充系统组成

快充系统由快充桩、电缆组件、快充充电接口、电动汽车构成，电网接入380V工业用电，经过快充桩的转换装置将380V交流电转换为高压直流电，通过车辆快充口，直接进入电池包，快充桩的ECU单元与车辆的BMS之间进行通讯，保证充电过程中的安全、可靠。

3、快充充电接口介绍

直流充电车辆端插座

快充充电接口仅用于提供直流电，快充接口由3个电源pin ( DC+、DC-、PE )，6个信号pin ( S+、S-、A+、A-、CC1、CC2) 组成。

CC1供电连接，CC1在车辆上没有电路，只存在充电座上，它是由直流桩检测车辆连接状态。CC2车辆连接，为车辆检测直流桩连接状态。

A+、A-为辅助电源，当枪和桩连接成功后会有12V唤醒BMS。

S+、S-为CAN通讯，车辆BMS会通过这两根线向直流桩实时发送电池充电需求参数，直流桩根据电池充电需求参数实时调整充电电压和充电电流。此外，桩和BMS还相互发送各自的状态信息。

4、快充充电工作原理

直流充电控制导引电路原理图，开关S为充电枪上的机械按钮，当充电枪与车辆插座完全连接后，开关S闭合。在整个充电过程中，非车载充电机控制装置应能检测接触器K1、K2，接触器K3、K4，车辆控制装置一般集成在电池管理系统( BMS) 中，控制接触器K5、K6。

检测点1由非车载充电控制装置检测，检测点2由车辆控制装置检测，R1=R2=R3=R4=R5=1000±3%Ω，U1=U2=12±5%V。充电桩内有绝缘检测回路(IMD)和泄放回路。

快充的工作过程总结为以下几点。

二、慢充充电系统

1、慢充系统的介绍

交流慢充系统通过慢充线束(充电桩或整车自带)与交流充电桩或220V家用交流插座连接，通过车载充电机OBC将220V交流电转化为直流电，实现电动汽车动力电池的能力补充。

2、慢充系统组成

新能源汽车充电系统主要由充电桩、充电线束、车载充电器、高压控制盒、动力电池、DC-DC转换器、低压蓄电池以及各种高压线束和低压控制线束等组成。

3、慢充充电接口介绍

当车辆处于交流充电模式下，车载充电机检测交流充电接口的CC、CP 信号 ( 充电枪插入、导通信号 )并唤醒 BMS，BMS唤醒车载充电机并发送指令充电，同时闭合主继电器，动力电池开始充电。充电时间:预估 13h ~ 14h 可充满

4、慢充充电工作原理

5、交流慢充系统充电条件：

(1)CC、CP信号135连接8509正常9287。方先生

(2)车载充电器(OBC)220VAC供电电源正常，OBC常电源正常，OBC工作正常。

(3).OBC唤醒信号正常

(4)车辆端VCU、组合仪表、车载终端、BMS通讯正常，正负接触器正常。

(5)动力电池包温度大于0度，小于45度。

(6)动力电池包最高单体电池电压与最低电池电压压差小于300mv。

(7)动力电池包最高温度点与最低温度点温差小于15度。

(8)车辆绝缘电阻阻值大于500Ω/v。

(9)实际最高单体电压不大于单体电池额定电压400mv。

(10)高低压线路连接正常、远程预约充电开关关闭。

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电动汽车交流慢充的原理、故障诊断及定位思路

1、充电枪接入汽车前，CP信号为12V高电平;

2、充电枪接入汽车后由于车载充电机中分压电阻的存在，CP信号会跳变为9V;

3、充电桩MCU检测到CP信号跳变为9V后，切换高电平输出为PWM输出;

4、PWM占空比表示充电桩最大输出电流;

5、汽车确认充电信号，将切换车载充电机中分压电阻，使其信号跳变为6V;

6、充电桩MCU检测到CP信号跳变为6V后，主继电器合闸，开始为汽车充电;

7、充电过程中实时检测PWM信号的幅值，当跳变为非6V后，要及时拉闸断电;