第6章　电动汽车充电系统

6.1　充电系统概述

电动汽车以动力电池作为动力源，想要获得更多的续驶里程，就要及时对动力电池进行充电。电动汽车上都安装有车载充电系统。车载充电系统是纯电动汽车主要的能源补给系统，为保障车辆持续行驶提供动力能源。根据动力电池的实时状态进行控制启动充电和停止充电；并根据动力电池的电量、温度控制充电电流的调节和动力电池加热。

充电系统从功能上主要可分为快充、慢充、低压充电和制动能量回收四类，辅助功能还有充电枪锁、智能充电等。

（1） 快充（直流高压充电）

目前各高速公路服务器或充电站的充电机属于直流高压快速充电模式。当直流充电枪连接到车辆直流充电接口时，直流充电设备发送充电唤醒信号给电动汽车的BMS，BMS根据动力电池的可充电功率，向直流充电设备发送充电电流指令。同时，BMS吸合高压正极继电器和高压负极继电器，动力电池开始充电。这种充电形式直接为动力电池充电，不经过车载充电机。快充充电路径如图6-1-1所示。

图6-1-1 快充充电路径

（2） 慢充（交流高压充电）

当车辆处于交流充电模式下，ACM（辅助控制模块）或整车控制单元检测交流充电接口的CC信号（充电枪插入感应信号）和CP（充电导通）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。这种充电形式使用车载充电机将交流电转换为高压直流电为动力电池充电，充电路径如图6-1-2所示。

图6-1-2 慢充充电路径

（3） 低压充电

电动汽车高压系统上电前，低压电路系统依赖12V蓄电池供电，当高压系统上电后，电机控制器（内装DC/DC）或DC/DC模块将动力电池的高压直流电转换成低压直流电为12V蓄电池充电。低压充电路径如图6-1-3所示。

图6-1-3 低压充电路径

（4） 制动能量回收

能量回收系统是在车辆滑行或制动过程中，驱动电机从驱动状态转变成发电状态，将车辆的动能转换为电能储存在动力电池中。

车辆在滑行或制动时，VCU根据当前动力电池状态和制动踏板位置信号，计算能量回收转矩并发送指令给电机控制器，启动能量回收。制动能量回收传递路线与能量消耗相反，如图6-1-4所示。

图6-1-4 制动能量回收传递路线与能量消耗路线

制动能量回收过程中电机消耗车轮旋转的动能发出交流电再输出给电机控制器，安装在电机控制器内部的AC/DC将交流电转换成直流电给动力电池充电。

（5） 辅助功能

① 充电枪锁　为防止车辆充电过程中充电枪丢失，部分电动汽车具有充电枪锁功能。充电枪插入充电接口后，只要驾驶员按下智能钥匙闭锁按钮，充电枪防盗功能将开启；PEPS（无钥匙进入和启动系统）收到智能钥匙的闭锁信号后通过CAN总线将该信号传递到辅助控制模块（ACM），ACM将控制充电枪锁止电机锁止充电枪，此时充电枪无法拔出。

如要拔出充电枪，需先按下智能钥匙解锁按钮，解锁充电枪。

② 智能充电　长期停放的车辆容易造成12V蓄电池亏电，当12V蓄电池严重亏电将会导致车辆无法启动上电。为避免这一问题，智能充电功能在车辆停放过程中使用辅助控制模块（ACM）持续对12V蓄电池电压进行监控，当电压低于设定值时，ACM将唤醒BMS，同时VCU也将控制电机控制器通过DC/DC对12V蓄电池进行充电，防止12V蓄电池亏电。智能充电功能如图6-1-5所示。

图6-1-5 智能充电功能