纯电动汽车交流充电控制流程探究

摘 要：近年来纯电动汽车快速涌入人民的生活，车辆的充电是用户面临的主要问题，正确的充电方式能有效的延长电池的使用寿命，降低使用成本，提高使用安全。本文阐述了纯电动汽车的交流充电模式以及充电过程控制。

关键词：新能源汽车 纯电动汽车 交流充电 充电控制

1 引言

为了应对我国能源危机和环境恶化，近几年我国纯电动汽车的产销量都飞速增长，据中汽协的数据统计结果分析报告中显示，2017年新能源汽车产销量为77.7万辆，同比增长53.3%，其中，纯电动乘用车产销量为46.8万辆同比增长82.1%。从以上数据分析可知新能源汽车发展空间巨大，纯电动汽车仍然处于绝对主导的地位。[1]

然而，对于纯电动汽车，其单一动力源动力电池的使用寿命、补充动力的方式以及使用安全性是纯电动汽车用户极为关注的问题，用户可以根据需要选择交流或直流充电模式。为了延长动力电池的使用寿命，交流充电是电动汽车最常用的一种充电方式，本文介绍了主流纯电动汽车交流充电模式的充电流程。

2 纯电动汽车交流充电介绍

2.1 交流充电桩介绍

交流充电桩是给电动汽车提供交流电源的充电装置，主要包括继电器、控制引导电路如图1所示、漏电保护电路、过流过压保护电路、防雷模块等组成。其控制引导电路主要完成与车辆的通讯以及充电控制。其作用为：

（1）确认连接状态。车辆控制器根据监测点3与PE之间的电阻判断充电插头是否与车辆充电插座连接良好；同时供电装置通过监测点1或监测点4的电压来判断供电装置插头与插座是否连接良好。

（2）设定充电电流。车辆控制装置根据CC与PE之间的电阻确认电缆线的额定容量；通过检测点2的PWM占空比信号确定当前供电设备的最大电流。两者取其小，设定整车充电电流。

图1 交流充电控制引导电路原理图

2.1 交流充电模式

纯电动汽车的交流充电模式主要分为：[2、3]

（1）单相220V交流充电。主要通过壁挂式、落地式充电桩以及便携式充电宝对电动车进行充电，充电电流一般为8A、16A、32A。

（2）三相380V交流充电。主要通过交流充电桩实现，充电电流一般为63A。

用户可根据不同的交流供电装置选择充电模式。

3 纯电动汽车交流充电流程

为了提高电池的使用寿命，电动汽车通常选用交流充电模式。在充电的过程中为了更好的保护动力电池，保证充电的安全性，交流充电过程如图1所示：[3-5]

（1）“插枪”后，交流供电装置通过监测点1或检测点4检测CC/CP 回路电压检测供电插头是否插好，确认无问题后闭合高压继电器K1、K2给车载充电机OBC 交流输入供电。

（2）OBC 上电自检，如无故障，输出12V低压辅助电源，对电源管理系统BMS 和整车控制器VCU 进行低压唤醒。

（3）当VCU 检测到“充电激活信号”和BMS 发出的“交流充电连接”信号后，VCU控制“慢充高压继电器”吸合，同时向车身控制模块BCM发出信号，控制慢充电子锁执行“闭锁逻辑”。

（4）BMS 通过检测点3检测CC 回路电压，确认车端枪头是否插接良好，通过检测CC与PE电阻获得“电缆的额定容量”，同时通过检测CP回路的PWM 占空比信号确认交流供电设备的最大供电电流；

BMS将前两者与OBC 发送的“额定输入电流值”需求进行比较，取其小设定为OBC 的“最大允许输入电流值”，并将充电电压及充电电流信息发送给OBC。

（5） BMS 吸合交流充电继电器，并通过CAN报文发送“充电机控制命令”，OBC 收到后控制启动充电。

（6）当BMS 检测到电池达到“满充状态”或收到OBC 发送的“充电机中止充电报文”时，断开充电继电器；VCU 檢测到BMS断开充电继电器后，再断开“交流高压继电器”并控制慢充电子锁执行“解锁逻辑”。

在整个充电的过程中，BMS自动识别充电模式，实时检测动力电池包的充电电流、充电电压、每节电芯的温度以及SOC值计算等，并向OBC发送充电需求参数，监控整个充电过程；在出现充电异常时，限制或中止充电，以保障充电安全。

4 结语

本文阐述了纯电动汽车的交流充电模式的充电控制流程，可方便电动车用户了解纯电动的充电过程，更好的使用车辆；也便于维修服务人员对充电故障进行判断分析参考。

参考文献：

[1] 2018年中国纯电动汽车市场深度调研与发展前景分析报告[R] .2018.

[2] 李琳.电动汽车动力电池的充电方法的研究[C].2013.

[3] 北汽新能源.EV160-EV200用户手册[G].2015：53-58.

[4] 张孝军，闵聃，姬园.一种电动汽车用充电控制策略研究[J] .第十一届河南省汽车工程科技学术研讨会，2014：373-375

[5] 范亦铭. 纯电动汽车充电原理介绍.中国新技术新产品，2017.09（下）：16-18

作者简介：

周伟伟，女，中级工程师、助教，1984年10月出生、硕士学位，单位：淄博职业学院汽车工程系，单位所在地：山东淄博