車載充電機工作原理與充電過程

新能源電動汽車充電機，按照其是否固定在汽車上，分為車載充電機和非車載充電機兩類。

車載充電機（On-Board Charger；OBC）是迪龍新能源科技河北有限公司主要產(chǎn)品之一，它以交流電源作為輸入，輸出為直流電，為汽車動力電池充電。除此之外，公司還有車載DC-DC變換器與車載集成一體充電機等產(chǎn)品。

由于交流充電樁的基本功能只是將電網(wǎng)的交流電引出到方便電動汽車充電的位置，并提供一個標準的充電接口，所以車輛在使用交流充電樁充電時，都需要連接車輛內(nèi)部的車載充電機進行交流到直流轉換，才能實現(xiàn)充電。

車載充電機是電動汽車電氣系統(tǒng)的重要組成部分，被固定安裝在車輛內(nèi)部，其輸入端以標準充電接口的形式固定在車體上，用于連接外部交流電源，輸出端連接車輛動力電池的慢充接口。

在電動汽車CAN總線通訊拓撲結構中，車載充電機作為一個節(jié)點掛在CAN總線上，通過CAN與電池管理系統(tǒng)和整車控制器進行數(shù)據(jù)交換。

通過《QCT 895-2011電動汽車用傳導式車載充電機》標準中的充電機結構示意圖，可以看到車載充電機的主要組成部分有輸入端口、控制單元、功率單元、低壓輔助單元和輸出端口。

如圖所示，輸入接口有7個pin口，三類連接，包括交流電源連接、高壓中性線、車輛底盤地、充電連接確認和控制確認。

標準的輸入接口采用單相輸入220V電壓，但如果功率需要，也可啟用兩個備用pin口，可以實現(xiàn)380V輸入。

控制單元，通過CAN與車輛電池管理系統(tǒng)進行通信，進行充電請求、充電監(jiān)控，并調節(jié)輸出電流和電壓，實現(xiàn)輸出電流和電壓接近于電池管理系統(tǒng)要求的數(shù)值。

低壓輔助單元，是一個標準的低壓電源，輸出電壓為12V或24V，用于充電期間為電動汽車電池管理系統(tǒng)、熱管理系統(tǒng)、儀表等供電。

功率單元，主要將輸入的交流電轉換為適合動力電池系統(tǒng)電壓的直流電。

輸出端口，包括低壓輔助電源正負極兩個pin口、高壓直流輸出正負極兩個pin口和底盤地、CAN通訊H和L與充電請求信號線。

依據(jù)《QCT 895-2011電動汽車用傳導式車載充電機》標準中對車載充電機充電工作過程的詳細敘述，主要有連接確認、準備就緒、開始充電和充電完成等步驟。

步驟一：連接確認

在完成與外部電源插頭插座連接后，此時車輛處于不可行駛狀態(tài)，整車控制器VCU開始檢查檢測點3的電壓，用來確認外部電源插頭是否與車輛連接完好。

如圖所示，當開關S1閉合后，供電設備上的PWM發(fā)生器發(fā)出調制脈沖信號，VCU檢查檢測點2是否收到PWM信號，如果有信號，說明充電設備連接完成。

步驟二：準備就緒

如上圖車載充電機控制引導電路圖所示，在完成連接確認過程后，車載充電機向VCU發(fā)送充電請求信號，并通過低壓電源向整車控制器供電，如果VCU判斷電池包狀態(tài)可以充電，則向車載充電機發(fā)送充電報文。

然后由供電設備向整車控制器提供最大充電電流值，在VCU綜合考慮電池包、車載充電機和供電設備三者的最大電流后，選擇最小值作為此次充電電流上限，避免三者中任意一方出現(xiàn)過流。

步驟三：開始充電

在充電電流閾值設置完畢后，慢充回路繼電器閉合，開始充電過程，過程中VCU監(jiān)測檢測點3的狀態(tài)，周期確認連接狀態(tài)是否完好，供電設備端監(jiān)測檢測點1，確認連接是否完好。

步驟四：充電完成

充電完成的條件是電池充滿或者在充電連接確認過程中，任何一個連接確認條件不滿足，VCU都會要求結束供電，并發(fā)送報文要求車載充電機停止工作。

審核編輯黃宇