新能源汽車動力電池拆裝與檢測學(xué)習(xí)單元1-1 充電裝置的使用

充電裝置的使用學(xué)習(xí)單元1.1《新能源汽車動力電池拆裝與檢測》

學(xué)習(xí)單元1.1充電裝置的使用123456學(xué)習(xí)導(dǎo)航7情境導(dǎo)入學(xué)習(xí)小結(jié)實踐技能拓展閱讀理論知識學(xué)習(xí)目標(biāo)自主學(xué)習(xí)

小王買了一輛新的比亞迪E5電動汽車，需要利用家用220V電源對電動車進行補充充電，你知道如何安全規(guī)范的進行充電嗎？自主學(xué)習(xí)情境導(dǎo)入學(xué)習(xí)目標(biāo)理論知識拓展閱讀實踐技能學(xué)習(xí)小結(jié)

學(xué)習(xí)單元1.1充電裝置的使用1．能通過查閱相關(guān)維修技術(shù)資料等方式獲取車輛信息。2．能根據(jù)充電要求制定正確的充電計劃。3．能按照正確操作規(guī)范進行動力電池的補充充電。4．能按照要求整理現(xiàn)場。自主學(xué)習(xí)情境導(dǎo)入學(xué)習(xí)目標(biāo)理論知識拓展閱讀實踐技能學(xué)習(xí)小結(jié)

學(xué)習(xí)單元1.1充電裝置的使用

1.1.2車上充電系統(tǒng)

1.1.3慢充充電方式1.1.1充電模式自主學(xué)習(xí)情境導(dǎo)入學(xué)習(xí)目標(biāo)理論知識拓展閱讀實踐技能學(xué)習(xí)小結(jié)

學(xué)習(xí)單元1.1充電裝置的使用

1.1.4慢充充電策略

1.1.5快充充電方式

1.1.6比亞迪E5充電口電路分析動力電池作為電動汽車的唯一能量來源，需要外部進行充電。當(dāng)動力電池剩余電量低于一定電量時（一般為30%），在儀表板上會出現(xiàn)類似圖1-1-1的圖標(biāo)，提醒使用者對電動汽車進行充電。充電是指將交流或直流電網(wǎng)（電源）調(diào)整為校準(zhǔn)的電壓/電流，為電動汽車動力電池提供電能，也可額外地位車載電氣設(shè)備供電。

充電標(biāo)示學(xué)習(xí)單元1.1充電裝置的使用當(dāng)剩余電量低于一定值時（一般為10%），為保護動力電池車輛會限速行駛。電動汽車充電是電動汽車使用過程中必不可少的環(huán)節(jié)，充電快慢影響著電動車使用者出行的規(guī)律。根據(jù)電動車動力電池組的技術(shù)特性和使用性質(zhì)，可存在著不同充電模式。電動汽車還可以采用換電方式，在換電站進行動力電池的更換，更換時間只需要5-10分鐘，與燃油汽車進站加油時間相當(dāng)。這種方式?jīng)Q定了電動汽車在電能耗盡后，只需在短時間內(nèi)更換電池而不用當(dāng)時進行充電的優(yōu)點，但該方式也受電池的許多因素的限制，如電池型號是否匹配、接口是否通用等。快速換電池的方式常見于專業(yè)電動車電池更換站以及電池種類較為齊全的充電站。目前大規(guī)模采用難度較大。

學(xué)習(xí)單元1.1充電裝置的使用1.1.1充電模式1.模式1-直接連接充電將電動汽車連接到交流電網(wǎng)（電源）時，在電源側(cè)使用了符合標(biāo)準(zhǔn)要求的插頭插座，在電源側(cè)使用了相線、中性線和接地保護的導(dǎo)體。這種模式是指直接將交流電網(wǎng)通過電纜組件直接連接車上充電設(shè)備（一般為車載充電機）。這種方式充電保護較弱，充電較慢。2.模式2-交流適配器連接充電將電動汽車連接到交流電網(wǎng)（電源）時，在電源側(cè)使用了符合標(biāo)準(zhǔn)要求的插頭插座，在電源側(cè)使用了相線、中性線和接地保護的導(dǎo)體，并且在充電連接時使用了纜上控制欲保護裝置。這種模式是指采用交流適配器將電網(wǎng)（一般為家用電220V插座）與車上充電設(shè)備（一般為車載充電機）進行連接。這種方式費用較低，但充電較慢。

學(xué)習(xí)單元1.1充電裝置的使用1.1.1充電模式3.模式3-交流充電樁充電將電動汽車連接到交流電網(wǎng)（電源）時，使用了專用供電設(shè)備，將電動汽車與交流電網(wǎng)直接連接，并且在專用供電設(shè)備上安裝了控制導(dǎo)引裝置。這種模式是指采用了交流充電樁連接車輛進行充電，采用線纜組件連接車上充電設(shè)備（一般為車載充電機）。這種方式需要安裝交流充電樁，充電速度較直流充電樁慢，但是有助于延長電池壽命。4.模式4-直流充電樁充電將電動汽車連接到交流電網(wǎng)或直流電網(wǎng)時，使用了帶控制導(dǎo)引功能的直流供電設(shè)備。這種模式是指采用了直流充電樁連接車輛進行充電，充電時間短，但是不利于延長電池使用壽命。

學(xué)習(xí)單元1.1充電裝置的使用1.1.2車上充電系統(tǒng)無論通過哪種充電模式，外部電網(wǎng)都需要通過線纜和其他設(shè)備等連接車輛，因此車上充電系統(tǒng)一般包括：交流充電口、車載充電機、直流充電口、高壓配電裝置、動力電池、電池管理器等，如圖

學(xué)習(xí)單元1.1充電裝置的使用1.1.3慢充充電方式慢充充電也稱為交流充電或常規(guī)充電方式，指用充電連接線將電動汽車和交流充電裝置連接進行充電的方式。根據(jù)充電裝置的不同，慢充充電又可以分為兩類：交流充電樁充電（充電模式3）和充電適配器充電（充電模式2）。慢充充電模式缺點是充電時間較長，但其對充電設(shè)備的要求并不高，充電器和安裝成本較低；可充分利用電力低谷時段進行充電，降低充電成本；更為重要的是可對電池深度充電，提升電池充放電效率，延長電池壽命。充電樁交流充電為標(biāo)準(zhǔn)充電模式時（充電樁充電），在環(huán)境溫度（大于0℃）的情況下，車輛從電量報警狀態(tài)到充滿電，耗時6-10小時。當(dāng)使用充電適配器充電式時，充電功率為3KW左右，為家用標(biāo)準(zhǔn)空調(diào)插座（16A插座）所能提供的最大安全功率。

學(xué)習(xí)單元1.1充電裝置的使用1.1.3慢充充電方式1.交流充電樁充電將充電連接線直接連接交流充電樁進行充電，充交流接線可以連接交流公共充電樁和車輛。如圖。充電連接線一端是藍(lán)色的充電槍，用來連接車輛慢充口，另一端是黑色充電槍，用來連接充電樁。連接車輛端的充電槍有7個針腳，

學(xué)習(xí)單元1.1充電裝置的使用1.1.3慢充充電方式2.通過交流適配器充電這種充電方式使用家庭用220V交流電進行充電，需要將隨車配置的交流充電適配器的三項插頭插入家庭用電，充電槍插入電動汽車慢充接口即可進行充電，如圖。充電電流有16A和32A兩種，16A電流充電時間一般在6-8小時。32A電流充電時間一般在4-6小時。因此用戶在使用該類充電方式時一定要注意所用插座允許使用的最大電流，以免發(fā)生危險。

學(xué)習(xí)單元1.1充電裝置的使用1.1.3慢充充電方式3.慢充口采用慢充充電方式時，要將充電槍連接到慢充口。部分車輛的慢充口在原油箱加油口位置，也有部分車輛設(shè)置在車輛前部進氣柵格下。比亞迪E5的慢充口和快充口設(shè)計在一起，位于車輛前部進氣柵格下

學(xué)習(xí)單元1.1充電裝置的使用1.1.3慢充充電方式車身上慢充口帶有7個針腳的接口CP端：控制確認(rèn)，該針腳信號正常說明充電槍和車上系統(tǒng)控制信號正常；CC端：充電連接器確認(rèn)，該針腳信號正常說明充電槍和車身連接正常；N端：家庭用電220V零線端，該針腳為零線供電端；PE端：接地端，該針腳用于接地；L端：家庭用電220V火線端，該針腳為火線供電端；NC2端：空；NC1端：空。

學(xué)習(xí)單元1.1充電裝置的使用1.1.3慢充充電方式4.慢充的特點常規(guī)慢充方式的優(yōu)點。充電所需功率和電流相對較低，充電設(shè)備成本比較低?？沙浞掷秒娏Φ凸葧r段進行充電，降低充電成本?？商岣叱潆娦屎脱娱L電池的使用壽命。常規(guī)慢充方式的缺點。充電時間過長，當(dāng)車輛有緊急運行需求時難以滿足，并且需要專門的停車場地。電池和車載充電機與車輛是一個整體，使得整車的價格相對較高。

學(xué)習(xí)單元1.1充電裝置的使用1.1.3慢充充電方式4.慢充的特點常規(guī)慢充方式適用情況主要有：1）用戶對電動乘用車的行駛里程要求相對較低，車輛行駛里程能滿足用戶1天使用需要，利用晚間停運時間可以完成充電。2）由于常規(guī)慢充充電電流和充電功率比較小，因此在居民區(qū)、停車場和公共充電站都可以進行充電。3）規(guī)模較大的集中充電站，能夠同時為多輛電動乘用車提供停車場地并進行充電。

學(xué)習(xí)單元1.1充電裝置的使用1.1.4慢充充電策略鋰離子電池慢充時一般采用恒壓充電的方式進行充電，超過一定電壓值，電池物質(zhì)會發(fā)生分解，影響電池的安全性。所以鋰離子電池對充電終止電壓的精度要求很高，一般誤差不能超過額定值的1%。對于鋰離子電池，充電過程一般分為三個階段：預(yù)充電階段、恒流充電階段和恒壓充電階段

學(xué)習(xí)單元1.1充電裝置的使用1.1.5快充充電方式1.快充口快充充電方式也稱為直流充，指用充電連接線將電動汽車和直流充電樁連接進行充電的方式。這類充電方式充電時間短，能夠在較短時間給蓄電池補充大量電能。目前，直流充電樁可以提供100A的充電電流。一般直流充電樁帶有充電連接線，如圖1-1-9所示，可以連接車輛的快充口進行直流充電。

學(xué)習(xí)單元1.1充電裝置的使用1.1.5快充充電方式1.快充口車身上快充口帶有9個針腳的接口。各個針腳的定義如下：DC-：直流電源負(fù)；DC+：直流電源正；PE：車身地（搭鐵）；A-：低壓輔助電源負(fù)極；A+：低壓輔助電源正極；CC1：充電連接確認(rèn)1；CC2：充電連接確認(rèn)2；S+：充電通信CAN_H；S-：充電通信CAN_L。

學(xué)習(xí)單元1.1充電裝置的使用1.1.5快充充電方式2.快充充電策略快充充電方法是采用脈沖快速充電。脈沖快速充電是指充電過程中不斷用反復(fù)放電充電的循環(huán)充電。首先進行一級充電，給電池組用0.8-1倍額定容量的大電流進行定流充電，使蓄電池在短時間內(nèi)充至額定容量的50%-60%。接著由電路控制先停止充電25～40ms，接著再放電或反充電，使電池組反向通過一個較大的脈沖電流，然后再停止充電。當(dāng)電池電量到達(dá)標(biāo)稱容量的60%后，進行二級充電，充電電流變?yōu)?.5-0.6倍額定容量的大電流。隨著電池電量逐漸增加，之后的充電都按照正脈沖充電-前停充-負(fù)脈沖瞬間放電-后停充-再正脈沖充電的循環(huán)，充電電流按照上一級的60%來繼續(xù)進行充電，直至充滿。

學(xué)習(xí)單元1.1充電裝置的使用1.1.5快充充電方式快速充電模式實質(zhì)上為應(yīng)急充電模式，其目的是短時間內(nèi)給電動汽車充電。高功率高電壓的工作條件，從而使得快速充電模式僅存在在大型充電站或公路旁作為應(yīng)急使用。雖然快速充電的充電速度非常高，其充電時間接近內(nèi)燃機注入燃油的時間。可是充電設(shè)備安裝要求和成本非常高。并且快速充電的電流電壓較高，短時間內(nèi)對電池的沖擊較大，容易令電池的活性物質(zhì)脫落和電池發(fā)熱，因此對電池保護散熱方面要求有所更高的要求，并不是每款車型都可快速充電。無論電池再完美，長期快速充電終究影響電池的使用壽命。

學(xué)習(xí)單元1.1充電裝置的使用1.1.6比亞迪E5充電口電路分析

學(xué)習(xí)單元1.1充電裝置的使用（1）慢充口充電連接及充電確認(rèn)信號車上交流充電口上1、2端子為CC和CP信號，分別為充電連接確認(rèn)和充電控制確認(rèn)。當(dāng)車上充電口未連接充電槍時，CC信號電壓為12V，無電流；當(dāng)充電槍連接車輛充電口時，CC信號為12V，高壓電控總成檢測該線路電阻來確定是否連接完成以及該充電槍的額定充電功率。1.1.6比亞迪E5充電口電路分析

學(xué)習(xí)單元1.1充電裝置的使用充電槍上CC端子與充電口CC端子對應(yīng)，充電槍上PE端子與充電口PE端子對應(yīng)，R與RC為電阻，S為常閉微動開關(guān)。1.1.6比亞迪E5充電口電路分析

學(xué)習(xí)單元1.1充電裝置的使用不插電時，充電口CC端子為12V且無電流。將充電槍插入時，操作人員按下充電槍按鈕，開關(guān)S斷開，R與RC電阻串聯(lián)；當(dāng)槍上CC端子和充電口CC端子連接后，車輛控制裝備檢測電路電阻為R和RC電阻之和，表示充電槍已插入但是操作人員未松開充電槍按鈕。當(dāng)操作人員把充電槍到位并松開按鈕時，S開關(guān)閉合，此時R電阻被短路，因此車輛控制裝備檢測電路組織為RC電阻，充電槍已經(jīng)插好且操作人員已經(jīng)離開充電槍，此時充電槍與充電口連接正常，具備充電條件1.1.6比亞迪E5充電口電路分析

學(xué)習(xí)單元1.1充電裝置的使用充電口上CP端子在不連接充電槍時，電壓為0V，插上充電槍且未充電狀態(tài)時，CP端子為9V的PWM信號，當(dāng)CP端子降低為6V的PWM信號時表示充電槍控制確認(rèn)信號正常，可以進行充電。額定充電功率RC阻值3.3kw及以下680Ω7kw220Ω40kw100ΩRC阻值與充電槍充電功率的關(guān)系1.1.6比亞迪E5充電口電路分析

學(xué)習(xí)單元1.1充電裝置的使用（2）慢充口充電鎖交流充電口3和4號端子分別為充電鎖閉鎖信號和開鎖信號。當(dāng)充電槍連接充電口時，BCM控制閉鎖電路工作，慢充口充電鎖鎖閉，防止其他人拔下充電槍。當(dāng)按下車輛遙控鑰匙車輛開鎖按鈕時，BCM控制開鎖電路工作，慢充口充電鎖解鎖，可以拔下充電槍。5號端子為慢充口充電鎖狀態(tài)監(jiān)測信號。（3）慢充口充電口溫度傳感器信號交流充電口上安裝有溫度傳感器，用來檢測充電過程中充電口溫度，其信號送入高壓電控總成。圖1-1-13中的7號端子即溫度傳感器信號，8號端子為溫度信號地。1.1.6比亞迪E5充電口電路分析

學(xué)習(xí)單元1.1充電裝置的使用2.比亞迪E5快充口比亞迪E5快充充電口電路如圖（1）直流充電口低壓輔助電源直流充電口1、2號端子分別為接地和低壓輔助電源正。目的為直流充電繼電器供電，使車上雙路電供電的相關(guān)低壓設(shè)備能夠工作。1.1.6比亞迪E5充電口電路分析

學(xué)習(xí)單元1.1充電裝置的使用（2）直流充電感應(yīng)信號圖中3號端子為直流充電感應(yīng)信號，連接BMS。（3）快充CAN通訊圖中4、5號端子為快充CAN總線信號，其中4號端子為快充CAN_L，5號端子為快充CAN_L，連接BMS，和BMS進行通訊以確定電池狀態(tài)、充電策略等。1.1.6比亞迪E5充電口電路分析

學(xué)習(xí)單元1.1充電裝置的使用（4）快充口充電口溫度傳感器信號快充口上安裝有溫度傳感器，用來檢測充電過程中充電口溫度，其信號送入BMS。1.1.7電動汽車無線充電技術(shù)自主學(xué)習(xí)學(xué)習(xí)目標(biāo)理論知識拓展閱讀實踐技能學(xué)習(xí)小結(jié)

情境導(dǎo)入學(xué)習(xí)單元1.1充電裝置的使用1.1.7電動汽車無線充電技術(shù)

有線充電技術(shù)能源轉(zhuǎn)換一次性獲得，電能損失小，節(jié)能環(huán)保;交直流轉(zhuǎn)換一次性，不存在中高頻電磁輻射;充電樁及充電機等充電設(shè)備技術(shù)門檻不太高，經(jīng)濟投入不大，維修方便;充電功率調(diào)節(jié)范圍較寬，適合多種不同電壓和電流等級的動力電池儲能補給。其缺點是：充電設(shè)備的移動搬運和電源的引線過長，人工操作繁瑣;充電站及充電設(shè)備公共占地而積過大;人工操作過程中，極易出現(xiàn)設(shè)備的過度磨損等不安全性隱患。學(xué)習(xí)單元1.1充電裝置的使用1.1.7電動汽車無線充電技術(shù)

無線充電技術(shù)使用方便、安全，無火花及觸電危險，無積塵和接觸損耗，無機械磨損和相應(yīng)的維護問題，可適應(yīng)多種惡劣環(huán)境和天氣。其缺點是：設(shè)備的經(jīng)濟成本投入較高，維修費用大;實現(xiàn)遠(yuǎn)距離大功率無線電磁轉(zhuǎn)換，能量損耗相對較高;無線充電設(shè)備的電磁輻射會對環(huán)境造成污染。無線充電技術(shù)引源于無線電力輸送技術(shù)。無線電力傳輸也稱無線能量傳輸或無線電能傳輸，主要通過電磁感應(yīng)、電磁共振、射頻、微波、激光等方式實現(xiàn)非接觸式的電力傳輸。根據(jù)在空間實現(xiàn)無線電力傳輸供電距離的不同，可以把無線電力傳輸形式分為短程、中程和遠(yuǎn)程傳輸三大類。學(xué)習(xí)單元1.1充電裝置的使用1.1.7電動汽車無線充電技術(shù)

1.短程傳輸通過電磁感應(yīng)電力傳輸(ICPT)技術(shù)來實現(xiàn)，一般適用于小型便攜式電子設(shè)備供電。ICPT主要以磁場為媒介，利用可分離變壓器耦合，通過初級和次級線圈感應(yīng)產(chǎn)生電流，電磁場可以穿透一切非金屬的物體，電能可以隔著很多非金屬材料進行傳輸，從而將能量從傳輸端轉(zhuǎn)移到接收端，實現(xiàn)無電氣連接的電能傳輸。電磁感應(yīng)傳輸功率大，能達(dá)幾百千瓦，但電磁感應(yīng)原理的應(yīng)用受制于過短的供電端和受電端距離，傳輸距離上限是10cm左右。學(xué)習(xí)單元1.1充電裝置的使用1.1.7電動汽車無線充電技術(shù)

2.中程傳輸通過電磁耦合共振電力傳輸(ERPT)技術(shù)或射頻電力傳輸(RFPT)技術(shù)實現(xiàn)，中程傳輸可為手機、MP3等儀器提供無線電力傳輸。ERPT技術(shù)主要是利用接收天線固有頻率與發(fā)射場電磁頻率相一致時引起電磁共振，發(fā)生強電磁耦合的工作原理，通過非輻射磁場實現(xiàn)電能的高效傳輸。電磁共振型與電磁感應(yīng)型相比，采用的磁場要弱得多，傳輸功率可達(dá)幾千瓦，能實現(xiàn)更長距離的傳輸，傳輸距離可達(dá)3-4m。RFPT主要通過功率放大器發(fā)射射頻信號，通過檢波、高頻整流后得到直流電，供負(fù)載使用。RFPT距離較遠(yuǎn)，能達(dá)10m，但傳輸功率很小，為幾毫瓦至百毫瓦。學(xué)習(xí)單元1.1充電裝置的使用1.1.7電動汽車無線充電技術(shù)

3.遠(yuǎn)程傳輸通過微波電力傳輸(MPT)技術(shù)或激光電力傳輸(LPT)技術(shù)來實現(xiàn)。。MPT是將電能轉(zhuǎn)化為微波，讓微波經(jīng)自由空間傳送到目標(biāo)位置，再經(jīng)整流，轉(zhuǎn)化成直流電能，提供給負(fù)載。微波電能傳輸適合應(yīng)用于大范圍、長距離且不易受環(huán)境影響的電能傳輸，如空間太陽能電站等。LPT是利用激光可以攜帶大量的能量，用較小的發(fā)射功率實現(xiàn)較遠(yuǎn)距離的電能傳輸。激光方向性強、能量集中，不存在干擾通信衛(wèi)星的風(fēng)險，但障礙物會影響激光與接收裝置之間的能量交換，射束能量在傳輸途中會部分喪失。學(xué)習(xí)單元1.1充電裝置的使用1.1.8交流充電適配器的使用

自主學(xué)習(xí)學(xué)習(xí)目標(biāo)理論知識拓展閱讀實踐技能學(xué)習(xí)小結(jié)情境導(dǎo)入學(xué)習(xí)單元1.1充電裝置的使用1.1.8交流充電適配器的使用

1）打開后備箱蓋，取出交流充電模式2連接線；該線上有三相插頭、適配器以及交流充電槍，適配器上有電源指示、故障指示、充電指示功能；使用該連接線時，確保充電口干燥且無異物，供電端必須增加漏電保護開關(guān)，三相插頭必須與插座可靠連接，供電端必須可靠接地；使用過程中嚴(yán)謹(jǐn)撞擊、拖拽充電線；此連接線僅用于電動汽車充電使用，雨天不可使用此設(shè)備進行充電；充電時要注意額定充電電流與供電端匹配。學(xué)習(xí)單元1.1充電裝置的使用1.1.8交流充電適配器的使用

2）打開車門，拉起充電口拉手，打開前格柵學(xué)習(xí)單元1.1充電裝置的使用1.1.8交流充電適配器的使用

3）將三相插頭插入供電端，電源指示燈點亮；各種模式下指示燈狀態(tài)如圖學(xué)習(xí)單元1.1充電裝置的使用1.1.8交流充電適配器的使用

4）打開充電槍蓋，打開慢充口內(nèi)蓋，按下充電槍按鈕，插入充電槍學(xué)習(xí)單元1.1