新能源汽車充電技術淺析(三)

◆文/江蘇 譚婷 吳書龍

新能源汽車充電技術淺析(三)

◆文/江蘇 譚婷 吳書龍

(接2016年第8期)

2.充電模式二

純電動汽車與插電式混合動力汽車車載充電器負責與交流電壓網絡建立連接并滿足車輛充電電氣安全要求，此外還通過控制導線與車輛建立通信。這樣可以安全啟動充電并在車輛與車載充電器之間交換充電參數(例如最大電流強度)。采用隨車配備的便攜式移動充電包進行充電，一般采用充電模式二(圖15)，可使用家用電源或廠家專用充電樁電源。充電電流較小一般在8～16A左右，電流可兩相交流電和三相交流電，因此依據電池組容量大小，充電時間為5～8h。

圖15 充電模式二

由于使用普通家用插座將集成式電纜箱連接到交流電壓網絡上，因此限制了最大充電電流強度。值得注意的是，一般家用插座為10A，16A插頭并不通用，需要用電熱水器或空調的插座。電源線上的插頭有標明該插頭是10A或16A。充電模式二適用非常廣泛，可設立在家里、公共停車場與公共充電站等地方。因充電時間較長，可滿足白天運作、晚上休息的車輛。

3.充電模式三

在充電站還沒有全面普及的情況下，公共充電樁或廠家充電機很大程度上解決了純電動汽車或插電式混合動力汽車在公共場合充電難的問題。通過廠家充電機或充電樁進行交流充電時，一般采用充電模式三(圖16)。

交流充電樁充電需要通過充電模式三的充電插頭進行車輛連接(圖17)。在美國充電電纜與交流電充電站/充電樁之間不允許使用插接連接件。因此用戶無法斷開充電電纜與交流電充電站/充電樁的連接。

圖16 充電模式三

圖17 交流充電樁充電

4.充電模式四

直流充電樁主要用于對純電動汽車進行快速充電，需要通過充電模式四的充電插頭進行車輛連接(圖18)。直流充電樁實質上為應急充電模式，其目的是短時間內給電動汽車充電。高功率、高電壓的工作條件使得直流充電樁僅存在大型充電站或公路旁作為應急使用?？傮w使用層面來說，并不建議常使用直流充電樁進行充電。直流充電樁僅部分車型支持，如特斯拉、比亞迪E6、北汽新能源E150/200、啟辰晨風和榮威E50。快速充電模式的電流和電壓一般在150～400A和200～750V，充電功率大于50kW。此種方式多為直流供電方式，地面的充電機功率大，輸出電流和電壓變化范圍寬。

圖18 直流充電樁(充電模式四)

雖然快速充電的充電速度非常高，其充電時間接近內燃機注入燃油的時間?？墒浅潆娫O備安裝要求和成本非常高，并且快速充電的電流電壓較高，短時間內對電池的沖擊較大，容易令電池的活性物質脫落和電池發熱，因此對電池保護散熱方面要求更高，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。

四、充電狀態識別

插電式混合動力與純電動汽車充電時可以通過充電接口的充電指示燈、220V家用充電移動包的集成式電纜箱、充電樁(機)用戶操作界面或按鈕指示燈等幾個方面進行充電狀態的識別。

1.充電接口的充電指示燈

充電接口的充電指示燈常見單個LED指示燈和C形光導纖維LED指示燈。奇瑞S15EV采用了單個LED指示燈，位于充電接口下方，打開加油口蓋和充電口蓋就可以看到(圖19)。充電狀態指示燈閃爍方式見表3。

圖19 充電狀態指示燈

表3 充電狀態指示燈閃爍方式

寶馬插電式混合動力汽車與純電動汽車有1個C形光導纖維圍繞在車輛充電接口周圍，通過其可顯示出充電狀態；同時光導纖維還用作充電接口定向照明。

充電接口定向照明裝置用于插上和拔下充電電纜時為駕駛員提供方向引導。充電接口蓋打開后，2個LED就會發出白光(圖20)。識別出正確插入充電插頭后，就會關閉定向照明裝置并顯示初始化狀態。

圖20 定向照明狀態指示燈(白光)

正確插入充電插頭后就會立即開始初始化。初始化階段最長持續10s。期間LED以頻率為1Hz的橙色閃爍(圖21)。成功進行初始化后可開始為高電壓蓄電池充電。

圖21 初始化狀態指示燈(黃光)

通過LED以藍色閃爍表示目前正處于高電壓蓄電池充電過程(圖22)。閃爍頻率約為0.7Hz。如果初始化階段已順利完成且當前不打算充電(例如設定夜間低谷時充電)，充電暫?；虺潆娋途w。

圖22 正常充電狀態指示燈(藍光)

充電結束后LED以綠色持續亮起時表示高電壓蓄電池充電狀態“已完全充電”(圖23)。

圖23 充電結束狀態指示燈(綠光)

如果在充電過程中出現故障，就會通過LED以紅色閃爍表示相關狀態(圖24)。在此LED以約0.5Hz的頻率閃爍3次，每3組暫停約0.8s。

圖24 充電時故障狀態指示燈(紅光)

2.220V家用充電移動包的集成式電纜箱指示燈

220V家用充電移動包的集成式電纜箱指示燈功能(圖25)。各個指示燈狀態的定義一般位于集成式電纜箱的背面。

圖25 集成式電纜箱狀態指示燈

3.充電樁/充電機指示燈

充電樁/充電機指示燈分為智能型和非智能型。智能型帶有用戶操作界面直接顯示(例如比亞迪100A的直流充電機)。充電時藍色充電指示燈不斷閃爍(圖26)。

圖26 充電狀態指示燈

當車輛充滿電時，充電機自動停止充電，此時粉色充滿指示燈閃爍(圖27)。

圖27 充滿電狀態指示燈

非智能型不帶用戶操作界面，只能通過按鈕背景指示燈進行識別(例如比亞迪30A的直流充電機)。連接正常后，向右旋開充電機側面的急停按鈕，此時充電機柜待機狀態，中間LED指示燈閃爍為紅色；充電時中間LED指示燈和啟動/停止按鈕為綠色；當電動車充滿電時，充電機自動停止充電，此時中間LED指示燈閃爍為紅色；如充電過程中或是啟動充電時出現故障，充電機中間LED指示燈閃爍為黃色(圖28)。

圖28 充電機中間LED指示燈

(全文完)