《新能源汽车原理与检修》教案之充电系统检修.pdf

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1、项目项目2 2：新能源汽车的充电技术：新能源汽车的充电技术项目描述：项目描述：本项目共 2 个学习任务，分别是：任务 1：充电的类型和操作使用任务 2：充电组件的技术要求与检修通过 2 个任务的学习，熟悉动力电池组的充电种类；独立完成三种方式的充电并能对各种充电状态指示灯做出判断；熟悉不同充电插头的标准和技术要求；会进行充电组件的检测与维修。任务任务1 1：充电的类型和操作使用：充电的类型和操作使用无论是插电式混合动力汽车，还是纯电动汽车均需要进行补充充电。充电就需要用到充电设备，因此通过本任务的学习，学生能够熟悉动力电池组的几种充电类型；能够说出我们国家常用了哪几种充电方法，会通过充电桩或家

2、用 220V 交流电插座对实训车辆插电式混合动力与纯电动汽车进行充电，并能根据不同的充电指示灯判断出各种充电状态。知识要求：掌握新能源汽车充电系统的结构组成和作用。熟悉国内外新能源汽车充电类型。技能要求：能够在实训车辆和台架上找出充电组件。会对实训车辆进行充电插头的区分并选择正确的插头充电。能够对新能源汽车各种充电状态进行识别。职业素养要求：严格执行汽车检修规范，养成严谨科学的工作态度。尊重他人劳动，不窃取他人成果。养成总结训练过程和结果的习惯，为下次训练总结经验。养成团结协作精神。严格执行 5S 现场管理。1.1.充电系统基本术语充电系统基本术语1.11.1 简介简介目前国内插电式混合动力与

3、纯电动汽车对使用的动力电池组采用补充充电或更换电池两种方式，其服务网络如图5-1-1所示。图5-1-1 电动汽车充换电服务网络对于小型轿车一般采用直流充电和交流充电，对于乘用车和商用车采用换电池的方式，如图5-1-2所示。图5-1-2 不同类型的插电式混合动力与纯电动汽车充换方式充电时既需要车内组件，也需要车外组件。在插电式混合动力与纯电动汽车上需要一个充电接口和一个车载充电器用于转换电压。在车辆外部，除交流电压网络和一跟充电电缆外，还需要一个执行保护和控制功能的设备。图 5-1-3展示了插电式混合动力与纯电动汽车内部和外部的动力电池组充电组件，并将其与传统车辆加油所需组件进行比较。图 5-1

4、-3 用于车辆加油和动力电池组充电的组件温馨提示：温馨提示：不允许同时进行车辆加油和高电压蓄电池充电！插有充电电缆时不要加油，要与易燃物品保持充足安全距离，否则未按规定插入或拔出充电电缆时存在因燃油燃烧等导致人员受伤或物品受损的危险。车辆连接交流电压网络进行充电时，不允许进行高电压系统方面的任何工作。在充电过程中，为了冷却车载充电器可能会自动接通电动冷却液泵和电子扇。因此在车辆上接有充电电缆的情况下不允许对电动驱动装置冷却系统和电子扇进行作业。只能由经过相应培训的电气专业人员而非不具备这项附加资质的维修人员进行充电电缆、电动车辆供电设备、家用插座或充电站方面的工作。1.21.2 基本术语基本术

5、语很多充电术语都有点类似，汽车制造商照例更愿意使用自己的术语。下列术语都是些常用的术语。交流充电（交流充电（ACAC chargingcharging）：是指通过交流电对带充电系统的新能源汽车的动力电池组进行充电。当进行交流充电时，车辆的车载充电器必须将交流电整流成直流电，并调节充电电压使之符合动力电池组的要求。直流充电（直流充电（DCDC chargingcharging）：是指通过直流电对带充电系统的新能源汽车的动力电池组进行充电。进行直流充电时，直流电被输送到电池组；充电站调整动力电池组充电电压。CCIDCCID（充电断路装置）（充电断路装置）：被并入到一级充电电缆的内嵌设备，如果车辆检

6、测到漏电现象，CCID将中断充电电缆和车辆之间的电流。充电器（充电器（chargercharger）：是指将电气设备或其它电能供应设备所输出的交流电，以标准电压和标准电流转变成直流充电电流的设备。车载充电器安装在车辆上，而非车载充电器则是 EVSE的一部分。充电插头（充电插头（charge connectorcharge connector）：充电插头即充电枪，插入汽车充电端口对动力电池组进行充电。在北美，一级和二级充电插头遵循 SAE标准J1772，该标准规定了充电插头的形状，电路和通信协议。充电口或充电插口（充电口或充电插口（charging port or charge inletcha

7、rging port or charge inlet）：是指安装在插电式汽车上的电气插座，通常位于保护盖后面。充电端口或充电插口的技术标准必须与插入车辆的充电插头一致，才能进行充电。充电电缆（充电电缆（chargingcharging cablecable）：一级交流充电的便携式充电装置，其一端插入到车辆，另一端插入 220V墙壁插座。充电桩（充电桩（chargingcharging stationstation）：一种用来将电力输送到插电式混动或纯电动汽车的固定设备（通常安装在家庭车库，工作地点，停车装置或公共区域）。充电站可能如220V电气插座那样简单，或者也可能是适合多种车型、多种充电标

8、准的复杂的充电装置。一些公共充电站可以免费使用；而有些则需要费用，需要有专人操作。EVSEEVSE（新能源汽车供电设备）（新能源汽车供电设备）：是指为插电式混合动力汽车和纯电动汽车充电的外部充电设备的通称。EVSE包含所有连接交流电源且带充电插头的供电设备。2.2.充电系统的组成充电系统的组成对于纯电动汽车和插电式混合动力汽车，动力电池组的充电系统是不可缺少的子系统之一，它的功能是将电网的电能转化为车载动力电池组的电能，当动力电池组充满后自动停止充电。动力电池组充电系统主要由新能源汽车供电设备（EVSE）和车载充电部件两大部分组成。2.12.1 新能源汽车供电设备（新能源汽车供电设备（EVSE

9、EVSE）这些独立于车辆之外的部件通常被称为电动汽车供电设备（EVSE）。大多数混合动力汽车和纯电动汽车在设计的时候就已经考虑到与标准电动汽车供电设备进行对接。也有少数汽车厂家采用专有 EVSE充电标准。充电系统外部设备包括以下部件：便携式充电电缆及其充电插头（一级交流充电）；配有充电电缆的充电桩（二级交流充电）；可插入汽车充电插口的的充电插头（所有充电方式，将在任务 2中详细介绍）。（1 1）便携式充电电缆及其充电插头便携式充电电缆及其充电插头所谓的便携式充电电缆，就是一条充电线，就像你用手机一样，只要你带着这根线，任何有普通电源插口的地方都可以充电，体积和重量均较小，所以使用非常方便，如图

10、5-1-4所示。图5-1-4 比亚迪e5便携式充电电缆及其充电插头便携式充电电缆及其充电插头包括以下组件：不同国家规格插头，用于带保护触点的普通家用插座不同国家规格插头与“集成式电缆箱”之间的电缆连接“集成式电缆箱”，用于将连接普通家用插座 3孔插头转换成连接车辆的充电枪装置“集成式电缆箱”与连接车辆接口的充电枪之间的电缆连接用于车辆接口的充电枪。便携式充电电缆及其充电插头是交流电压网络与车辆直流电压高电压车载网络之间的电气连接。将交流电压网络连接到带保护触点的普通家用插座上（当然不带车载充电器）。比亚迪e5使用的这种便携式充电电缆及其充电插头针对车辆充电接口始终采用单相设计。插头的设计原理可

11、确保首先与保护触点连接。通过地线使车辆接地接地。可将便携式充电电缆及其充电插头放在后备箱内。由于使用普通家用插座将便携式充电电缆及其充电插头连接到交流电压网络上，因此限制了最大充电电流强度。交流电压网络电压可为110V至240V，通过单相方式传输至车辆。交流电压网络的理论最大充电功率为Pmax=Umax x Imax=240 V x 32 A=7.7 kW。在德国针对该交流电压网络提供的相关产品型号可使用最大16A电流强度或最大3.7kW充电功率，属于车载慢充系统，车载慢充系统需要提升低压转高压的转化效率。虽然插电式混合动力与纯电动汽车的动力电池组也可通过制动能量回收利用进行部分充电，但当插电

12、式混合动力与纯电动汽车与本地能量供应公司的交流电压网络连接时就会进行“正常”充电过程。此时从交流电压网络获取能量并传输至插电式混合动力与纯电动汽车的直流电压高电压车载网络。3.7kW 交流电充电在很多国家均为标准配置。这种充电方式的较大优势在于，进行动力电池组充电时可将充电电缆连接到任何带有保护触点的普通家用插座上。但这样会使充电电流强度限制为最大16A。例如在德国通过交流电压网络供电时，最大充电功率为 3680 W（U x I=230 V x 16 A）。从纯粹的计算角度来说，使之前完全放电的插电式混合动力与纯电动汽车动力电池组重新充满电大约需要持续7小时。为减少数小时计的最大充电功率使用时

13、间，不允许以最大充电电流进行充电。因此实际充电持续时间更长。需要注意的是使用家用插座为新能源汽车充电时，也需要考虑插座及线路的承受能力，如果采用一些伪劣产品的插座，也可能导致充电插座烧毁、线路烧熔等安全隐患。温馨提示：温馨提示：操作和使用便携式充电电缆时，必须参考相关制造商的使用说明。不允许相关维修站点人员对便携式充电电缆及其充电插头进行保养或维修工作。便携式充电电缆及其充电插头损坏或故障时应联系制造商。（2 2）固定充电桩固定充电桩插电式混合动力与纯电动汽车供电设备型号根据其尺寸和电气要求必须以固定方式安装，例如客户屋内或车库内；在公共场所例如停车场也可以设立这种充电桩。固定安装式充电桩设备

14、（又称为“充电桩”）分为交流电充电桩和直流电充电桩。温馨提示：温馨提示：只能由经过相应培训的电气专业人员进行固定安装式充电桩的安装、保养和维修。由于相关维修站点人员通常缺少这种培训认证，因此不允许其进行相关工作。交流电充电桩可通过 2 相（美国）或 3 相（在德国普及）方式将交流电充电桩连接至交流电压网络，但始终通过单相方式与新能源汽车充电接口进行连接。在我国，固定安装式交流电充电桩包括落地式和挂壁式两种，如图 5-1-5所示。与便携式充电电缆及其充电插头不同，在此最大电流强度可为32 A，最大充电功率可为7.4 kW。这些最大值由安装场地电气安装所用导线横截面大小所决定。进行安装时，电气专业

15、人员根据导线横截面进行充电桩配置，从而确保通过控制信号可将相应最大电流强度传输至车辆。（a）落地式充电桩（b）挂壁式充电桩图5-1-5 交流充电桩在美国，充电电缆与交流电充电站之间不允许使用插接连接件。因此客户无法断开充电电缆与交流电充电站的连接。直流电充电桩是固定安装式充电桩的另一种形式，如图 5-1-6所示。与交流电充电桩不同，在直流电充电桩内已将交流电压转化为直流电压。因此在新能源汽车上无需通过车载充电器将交流电压转化为直流电压。直流电充电桩通常可提供远远高于交流电充电桩的充电功率。因此通过直流电充电桩可更加迅速地为动力电池组充电。图5-1-6 直流充电桩2.22.2 车载充电部件车载充

16、电部件一般而言，带充电系统的新能源汽车会有几个与外部充电设备相搭配的车载充电部件：将交流电整流成直流电的充电器（交流充电方式）；车载充电接口和充电控制系统；（1 1）充电器充电器所谓充电器是指将电网提供的交直流电能转化为车载动力电池组所需的直流电能的装置（即 AC/DC整流器）。纯电动汽车和插电式混合动力汽车车载充电器分为车载充电器（安装在车内）和非车载充电器（安装在充电桩内）两种。车载充电器是指将AC/DC整流器安装在插电式混合动力或纯电动汽车上，采用地面交流电网或车载电源对动力电池组进行充电的装置。车载充电器通常使用结构简单、控制方便的接触式充电器，也可以称为感应充电器。其充电方式包括家用

17、普通插座充电和充电桩充电。如图5-1-7所示为北汽EV160车载充电器，为便于统一管理和数据交换比亚迪 e5车载充电器已经和其它高压组件做成一个四合一的整体总成。车载充电器负责与交流电网建立连接并满足车辆充电电气安全要求。此外还通过控制导线与车辆建立通信。这样可以安全启动充电过程并在车辆与车载充电器之间交换充电参数（例如最大电流强度）。图5-1-7 北汽EV160车载充电器非车载充电器是指将AC/DC整流器安装在地面充电装置内，主要包括专用充电机、专用充电站、通用充电机、公共场所充电站等，它充电速度快，但价格昂贵。非车载充电器根据充电时的能量转换方式可以分为接触式和感应式。通过充电设备直接连接

18、到车辆充电接口的都属于接触式。感应式充电是利用高频交流磁场的变压器原理，将电能从车外感应到车内，以达到给动力电池组充电的目的，如图 5-1-8所示。图5-1-8 感应式充电相对于传统充电设备，感应充电系统的优势在于充电设施与动力电池组之间不再需要电缆连接。感应充电系统包含两个部分：安装于车辆底部的次级线圈；以及安装在充电车位地面上的初级线圈。独特的线圈排列设计，实现了系统的小型化和轻量化，以及感应磁场在三维空间的有效分布。电能通过线圈之间形成的交变磁场输送至车辆，无需任何触点或电缆连接，当前的充电功率为3.6kW。这种充电方式的效率超过 90，已经可以为新能源汽车的动力电池组提供高效、便捷、安

19、全的充电服务。感应式充电设备的所有导电部件均有绝缘保护措施，其使用不受天气条件的制约，即使是雨雪天气也不会对供电产生负面影响，这意味着初级线圈甚至可以安装在室外。在充电过程中，系统的电磁辐射也保持在最低水平。初级线圈和次级线圈之间的工作空间被持续监测，如果检测到有任何异物进入，充电过程即刻中止，以保证用电安全。（2 2）车载充电接口车载充电接口插电式混合动力与纯电动汽车车载充电可分为快充和慢充，为了保证充电迅速高效，使用特定的充电接口进行充电，像在传统车辆上必须打开燃油箱盖一样，按压充电接口盖或操作遥控钥匙开锁按钮从而使充电接口盖开锁。此外，充电时需要保证整车防水密封性要求，通过另一个端盖防止

20、真正的充电接口受潮和弄脏，如图5-1-9。并且要保证车载充电接口能够承受瞬时大电流的充电过程。图5-1-9 充电口防潮保护装置车载充电接口一般设置在车辆的侧面（原加油口位置）或前面（车标后面），不同厂家在充电接口位置设置时略有不同。比亚迪 e5电动汽车车载充电接口安装在车标后面，如图5-1-10所示。左侧插孔为交流充电接口；右侧插孔为直流充电接口。图5-1-10 比亚迪e5充电接口对于可以操控遥控钥匙开锁按钮打开充电接口盖的插电式混合动力与纯电动汽车车载充电接口而 言，通过一个弹簧操纵的锁钩使充电接口盖保持关闭状态。该锁钩是充电接口盖中控锁传动装置的组成部分，如图5-1-11。通过一个电机使充

21、电接口盖开锁/上锁。1-用于锁止充电接口盖的电机 2-锁止钩 3-用于充电接口盖应急开锁的拉线图5-1-11 宝马i3充电接口盖锁止组件与锁止充电接口盖时类似，通过一个电控锁钩来锁止充电插头，如图5-1-12。电气锁止充电插头可防止充电期间拔出充电插头从而产生电弧。1-用于锁止充电插头的电动驱动装置 2-用于充电插头防潮保护盖应急开锁的拉线 3-锁钩图5-1-12 宝马i3充电插头锁止组件启用车辆锁止功能时就会电气锁止充电插头。只要有充电电流流动，电气锁止功能就会一起启用。通过一个微型开关识别锁止状态。微型开关打开时表示充电插头处于锁止状态。微型开关关闭时表示充电插头处于中间位置或开锁状态。车

22、辆开锁时也会以电气方式使充电插头开锁，从而结束正在进行的充电过程。当打开充电接口盖的电气部件损坏时（例如上锁电机失灵），可通过手动方式使充电接口盖或充电插头开锁，如图5-1-13。首先必须打开充电接口盖一侧的后车门，打开后车门时可看到下部区域有两个蓝色按钮。需要打开充电接口盖时必须拉动上方蓝色按钮，拉动下方蓝色按钮会使充电插头开锁。3.3.充电指示灯充电指示灯1-用于充电接口盖应急开锁的按钮 2-用于充电插头防潮保护盖应急开锁的按钮图5-1-13 宝马i3应急开锁按钮插电式混合动力与纯电动汽车充电时可以通过充电接口的充电指示灯、220V 家用充电的集成式电缆箱、充电桩（机）用户操作界面或按钮指

23、示灯等几个方面进行充电状态的识别。3.13.1 充电接口的充电指示灯充电接口的充电指示灯充电接口的充电指示灯常见单个 LED 指示灯和C 形光导纤维 LED 指示灯。奇瑞 S15EV 采用了单个LED 指示灯，位于充电接口下方，打开加油口盖和充电口盖就可以看到，如图 5-1-14 所示。图 5-1-14 充电状态指示灯充电状态指示灯闪烁方式见表 5-1-1：表 5-1-1 充电指示灯状态序号序号123充电状态充电状态正在充电满电充电暂停指示灯状态指示灯状态红灯常亮绿灯常亮黄灯常亮4故障不亮宝马插电式混合动力汽车与纯电动汽车有一个C 形光导纤维围绕在车辆充电接口周围，通过其可显示出充电状态；同时

24、光导纤维还用作充电接口定向照明。充电接口定向照明装置用于插上和拔下充电电缆时为驾驶员提供方向引导。充电接口盖打开后，两 个LED 就会发出白光，如图 5-1-15 所示。识别出正确插入充电插头后，就会关闭定向照明装置并显示初始化状态。图 5-1-15 定向照明状态指示灯（白光）正确插入充电插头后就会立即开始初始化。初始化阶段最长持续 10s。期间 LED 以频率为 1Hz 的橙色闪烁，如图 5-1-16 所示。成功进行初始化后可开始为动力电池组充电。图 5-1-16 初始化状态指示灯（黄光）LED 以蓝色闪烁表示目前正处于动力电池组充电过程，如图 5-1-17 所示。闪烁频率约为 0.7Hz。

25、如果初始化阶段已顺利完成且当前不打算充电（例如设定夜间低谷时充电），充电暂停或充电就绪。图 5-1-17 正常充电状态指示灯（蓝光）充电结束时 LED 以绿色持续亮起时表示动力电池组充电状态“已完全充电”，如图 5-1-18 所示。图 5-1-18 充电结束状态指示灯（绿光）如果在充电过程中出现故障，就会通过 LED 以红色闪烁表示相关状态，如图 5-1-19 所示。在此 LED以约 0.5 Hz 的频率闪烁三次，每三组暂停约 0.8 s。3.23.2 家用充电集成式电缆箱指示灯家用充电集成式电缆箱指示灯 5-1-19 充电时故障状态指示灯（红光）图220V 家用充电集成式电缆箱指示灯功能，如

26、图 5-1-20 所示。各个指示灯状态的定义一般位于集成式电缆箱的背面。图 5-1-20 比亚迪家用充电集成式电缆箱指示灯3.33.3 充电桩充电桩/充电机指示灯充电机指示灯充电桩/充电机指示灯分为智能型和非智能型。智能型带有用户操作界面直接显示（例如比亚迪 100A的直流充电机）。充电时，蓝色充电指示灯不断闪烁，如图 5-1-21 所示。图 5-1-21 充电状态指示灯当车辆充满电时，充电机自动停止充电，此时粉色充满指示灯闪烁，如图 5-1-22 所示。图 5-1-22 充满电状态指示灯非智能型不带用户操作界面，只能通过按钮背景指示灯进行识别（例如比亚迪 30A 的直流充电机）。连接正常后，

27、向右旋开充电机侧面的急停按钮，此时充电机柜待机状态，中间 LED 指示灯闪烁为红色；充电时，中间 LED 指示灯和启动/停止按钮为绿色；当电动车充满电时，充电机自动停止充电，此时中间 LED 指示灯闪烁为红色；如充电过程中或是启动充电时出现故障，充电机中间 LED 指示灯闪烁为黄色，如图 5-1-23 所示。图 5-1-23 充电机中间 LED 指示灯4.4.充电类型充电类型充电是新能源汽车使用过程中必不可少的环节，充电快慢影响着电动车使用者出行的规律。根据新能源汽车动力电池组的技术特性和使用性质，在国际标准 IEC61851-1 中（IEC=国际电工委员会）规定了不同的充电类型。带充电系统的

28、汽车可以根据电压、电流、充电插头标准、和/或最大充电速率进行分类。主要有四种充电类型，表5-1-2 汇总了各种充电类型的重要参数。表 5-1-2 充电类型充电方式充电方式充电类型充电类型额定电压电流额定电压电流无与车辆通信与车辆通信充电插头连接充电插头连接插座一级交流充电220V AC/16A交流充电二级交流充电220V AC/8A 16A通过充电电缆内的模块插座三级交流充电220V AC/16A63A通过充电站内的模块直流充电直流快速充电380V AC/30A300A通过充电站内的模块交流充电桩非车载充电机（柜）同样是充电，究竟这些不同的充电类型除了充电时间外的差异，还有没有别的区别呢？根据

29、充电电流大小及充电方式的异同，交流充电可以分为三种充电类型，各厂家不同模式对应不同的充电导线或不同颜色的插头。4.14.1一级交流充电（充电模式一级交流充电（充电模式1 1）由于家用充电插座内不带控制导线和接近导线，一级交流充电（图5-1-24）无法与车辆建立通信，充电时无法限制和确认最大电流强度，所以大部分厂家都不采用。1-普通家用插座 2-用于普通家用插座的插头 3-保护开关4-充电电缆 5-充电插头 6-车辆上的充电接口图 5-1-24 一级交流充电4.24.2二级交流充电（充电模式二级交流充电（充电模式2 2）几乎所有的插电式混合汽车和纯电动汽车都配备有二级充电电缆，如图 5-1-25

30、 所示，通常存放在车辆的行李箱区域。这种充电线的一端有标准的220V 墙壁式插座插头，另一端则是J1772 充电插头。高压继电器，控制电路以及充电电路中断装置（CCID）都被集成到了“集成式电缆箱”中。CCID 负责检测充电线在使用过程中是否存在漏电问题以及其它各种故障，如果发现问题，CCID 则会断开电路。许多带充电系统的新能源汽车而言，二级交流充电通常是附近没有更大充电站的情况下的一个备用的解决方案。对于纯电动续航里程相对短的插电式混合动力汽车来说，二级交流充电差不多就足够了。1-普通家用插座 2-用于普通家用插座的插头 3-集成式电缆箱4-充电电缆 5-充电插头（欧规和美规）6-车辆上的

31、充电接口图 5-1-25 二级交流充电由于使用普通家用插座将集成式电缆箱连接到交流电压网络上，因此限制了最大充电电流强度。充电模式 2 适用非常广泛，可设立在家里、公共停车场与公共充电站等可长时间停放地方。因充电时间较长，可大大满足白天运作，晚上休息的车辆。温馨提示：温馨提示：操作和使用二级交流充电的充电电缆时，必须参考相关制造商的使用说明。不允许相关维修站点人员对充电电缆或集成式电缆箱进行保养或维修工作。充电电缆或集成式电缆箱损坏或故障时应联系制造商。4.34.3三级交流充电（充电模式三级交流充电（充电模式3 3）通过充电站或充电桩进行交流充电时，一般采用三级交流充电，如图 5-1-26 所

32、示。1-充电站或充电桩 2-充电插头（欧规）3-充电电缆4-用于连接车辆的充电插头（欧规和美规）5-车辆上的充电接口图 5-1-26 三级交流充电通过一个充电站/充电桩连接到交流电压网络。适用的充电电缆仅在充电站/充电桩与车辆充电接口之间形成电气连接，如图5-1-27 所示。1-用于连接充电站/充电桩的插头 2-充电电缆 3-用于连接车辆的插头图 5-1-27 用于连接充电站/充电桩的充电电缆温馨提示：温馨提示：在美国不允许充电电缆与充电桩/充电站之间采用可分离连接。因此客户无法断开充电电缆与交流电充电站/充电桩的连接。三级交流充电的速率范围很大，这取决于车辆电池的额定最大充电速率，和充电站的

33、额定最大充电速率。虽然三级交流充电设备的交流充电标准高达 80 安培，许多三级交流充电站额定充电速率仅为 16 32安培，甚至更低。大多数电动汽车可以通过三级交流充电站在八小时内完全充满电，这让三级充电站成为住宅和工作场所流行的选择。4.44.4直流快速充电（充电模式直流快速充电（充电模式4 4）直流快充是专门为插电式混合动力汽车和纯电动汽车动力电池组进行快速充电的充电方式，能在 30分钟内将 SOC 从 10充电到80，如图 5-1-28 所示，因此也称为应急充电或快速充电模式。但要使用这种类型的充电方式，须动力电池组能够承受这样的大电流充电，电流和电压一般在 150400A 和 20075

34、0V，充电功率大于50kW。此种方式多为直流供电方式，地面的充电机功率大，输出电流和电压变化范围宽。图 5-1-28 直流快速充电直流充电不使用车辆的车载充电器部件来控制充电电压和电流，而是由充电桩直接控制充电时的供电电压和电流。相比于交流充电，直流快充通常需要在车辆和充电桩之间进行额外的信息通信。目前，大多数插电式混合动力汽车和纯电动汽车的动力电池组不适合快速充电。部分插电式汽车制造商认为频繁的直流充电操作会降低电池的容量。虽然快速充电的充电速度非常高，其充电时间接近内燃机注入燃油的时间。可是充电设备安装要求和成本非常高。并且快速充电的电流电压较高，短时间内对电池的冲击较大，容易令电池的活性

35、物质脱落和电池发热，因此对电池保护散热方面要求有所更高的要求，并不是每款车型都可快速充电。无论电池再完美，长期快速充电终究影响电池的使用寿命。至于为什么快速充电会给电池带来伤害，是因为其充电方法是采用脉冲快速充电。脉冲快速充电是指充电过程中不断用反复放电充电的循环充电。首先给电池组用 0.81 倍额定容量的大电流进行定流充电，使蓄电池在短时间内充至额定容量的50%-60%。接着由电路控制先停止充电2540ms，接着在放电或反充电，使电池组反向通过一个较大的脉冲电流，然后在停止充电。之后的充电都按照正脉冲充电-前停充-负脉冲瞬间放电-后停充-再正脉冲充电的循环，直至充满。脉冲快速充电的最大优点为

36、充电时间大为缩短；且可增加适当电池容量，提高启动性能。可是脉冲充电电流较大，对极板的活性物质的冲刷力强，活性物质易脱落，因此对电池组寿命有一定影响。现阶段大多数快速充电都采取脉冲充电方法。1.1.任务准备任务准备安全防护：做好车辆高压安全防护与隔离工具设备：交直流充电桩、各种充电插头、绝缘防护用品、绝缘工具套装台架车辆：交流充电桩实训台（行云新能INW-EV-C5）、比亚迪 e5 教学版整车辅助资料：充电桩使用手册、教材2.2.实施步骤实施步骤2.12.1 常规常规220V220V家用充电家用充电采用随车配备的便携式充电电缆及其充电插头进行充电，可使用家用电源，如图5-1-29所示。充电电流较

37、小一般在8-16A左右，电流可两相交流电和三相交流电，根据动力电池组容量大小，充电时间为5至8小时。图5-1-29 比亚迪家用插座充电新能源汽车多数采用 16A 插头的电源线，配合着合适的插座和车载充电器，即可在家中为纯电动汽车与插电式混合动力汽车充电。值得注意的是，一般家用插座为10A，16A 插头并不通用，如图 5-1-30所示，需要用电热水器或空调的插座。电源线上的插头有标明该插头是 10A 还是 16A。图 5-1-30 家用充电插头和插座温馨提示：温馨提示：插有充电电缆时不要加油，与易燃物品保持充足安全距离。否则未按规定插入或拔出充电电缆时存在因燃油燃烧等导致人员受伤或物品损坏的危险

38、。通过家用插座为高电压蓄电池充电会导致插座上出现较高持续负荷，在其他家用情况下不会出现这种情况。因此必须遵守以下说明：不要使用适配器或延长电缆。充电后首先拔出车上的充电插头，然后再拔出墙上的充电插头。避免绊倒危险以及充电电缆和插座机械负荷。不要将充电插头插在损坏的插座上。不要使用损坏的充电电缆。为高电压蓄电池充电时，充电插头和充电电缆可能会变热。如果变得过热，则充电插座不适用进行充电或充电电缆已损坏。应立即中止充电并让电气专业人员进行检查。反复出现充电故障或中断情况时，联系具有资质的维修人员。仅使用防潮和防侵蚀的插座。不要用手指或物体接触插头触点区域。切勿自行维修或改进充电电缆。进行清洁前将电

39、缆两侧均拔出，不要浸入液体内。充电期间不允许进行自动洗车。仅在经过电气专业人员检查的插座上进行充电。常规 220V 家用充电缺点非常明显，充电时间较长，但其对充电的要求并不高，充电器和安装成本较低；可充分利用电力低谷时段进行充电，降低充电成本；更为重要的优点是可对电池深度充电，提升电池充放电效率，延长电池寿命。2.22.2 公共充电桩充电公共充电桩充电在充电站还没有全面普及的情况下，公共充电桩很大程度上解决了纯电动汽车或插电式混合动力汽车在公共场合充电难的问题。公共充电桩用于加油站、小区电动汽车充电状态的人机对话，分为交流充电桩和直流充电桩 2 种。根据用户需求提供触摸液晶屏或数码管显示的高端

40、及简易型智能充电桩，分为计时充电和计电度量充电两种方式。该系统主要包括 3 个功能模块，分别为充电流程、异常处理流程、系统管理模块。本任务只学习充电流程，即实现整个充电过程的刷卡、充电，中止充电、返还金额、打印票据等，以及这些操作之间的联系。（1 1）交流充电桩充电交流充电桩充电科陆 CL5430A 壁挂式交流充电桩是一种为电动汽车充电的设备，该设备为电动车提供交流充电电源，且具有电能计量和计费功能，通过刷卡的方式对充电用户收取费用，操作极其简便。可通过多种通信模式与监控主站交互信息，实现远程管理。壁挂式充电桩适用于对电动汽车充电速度要求不高、占地面积要求较小、成本较低、操作简单与安全的基本充

41、电应用场合，如公共停车场、生活小区、商场停车场等。具体使用步骤：默认界面：默认界面：充电桩正常开机后，检测无故障，显示界面如图 5-1-31 所示，如果用户想充电请直接插入充电枪。图 5-1-31 开机界面刷卡界面：刷卡界面：充电桩检测到枪已连接后，蓝色连接灯亮，显示屏界面如图 5-1-32 所示，在此界面用户可以点击“上翻”及“下翻”按钮，选择所需充电模式。刷卡直接启动充电。图 5-1-32 刷卡界面 充电界面：充电界面：此时充电黄灯亮起，充电过程中会显示电压、电流、电量等充电信息，如图 5-1-33 所示。此状态下用户可以通过刷卡结束充电。若充电已经停止，但用户并未进行刷卡结算，充电桩切换

42、到充电停止界面。图 5-1-33 充电界面 充电停止界面：充电停止界面：桩在此界面时，如图 5-1-34 表示充电已经停止，此时用户需要刷卡进行结算，此界面会显示此次充电的消费信息，用户刷卡结算后，界面切换到结算界面。图 5-1-34 充电停止界面 结算界面：结算界面：结算界面显示用户此次的消费信息，包括充电电量、消费金额、卡内余额等信息。在此界面显示约 30s 后返回，用户也可以通过点击确定或者返回按钮直接返回到默认界面，此时可以进行下一次充电。如图 5-1-35 所示。图 5-1-35 结算界面 故障界面：故障界面：如果充电桩发生故障，则切换到故障界面，并且红色指示灯亮起。故障界面会显示故

43、障信息。故障界面如图 5-1-36 所示。图 5-1-36 故障界面 维护界面：维护界面：维护界面会显示充电桩的运行信息，此页面只针对维护人员开放。如图 5-1-37 所示。图 5-1-37 维护界面（2 2）直流充电桩充电直流充电桩充电科陆 CL5810 系列一体式直流充电桩，主要用于电动汽车直流快速充电，本产品集功率变换、充电控制、人机交互控制、通讯、计费计量等于一体，并具有良好的防尘、防水功能，防护等级达到 IP54，可在户外安全的运营维护。充电桩的功率变换单元遵循模块化设计原则，可以灵活配置成 30kW 到 120kW 的功率输出,满足不同容量的电动汽车充电需求，产品系列涵盖了单枪输出

44、、双枪轮充输出、双枪功率分配输出等，是户外快速直流充电的最佳选择。单枪操作过程单枪操作过程上电后的默认初始界面，点击“开始充电”，则跳转到下一界面。则充电模式。图 5-1-38 单枪初始界面接上图，点击开始充电后跳转到提示“请连接充电枪”界面，充电枪连接上之后则跳转到下一界面，可选图 5-1-39 充电模式选择如过选择自动充满模式，则下一页自动跳到提示用户刷卡的界面，如选择其他模式充电，需要对该模式做简单的设定。图 5-1-40 刷卡启动自动充电下图分别列出了几种充电模式，分别是“时间模式”、“金额模式”、“电量模式”、“功率模式”，点击输入框可进行设置。图 5-1-41 不同充电模式的设置刷

45、卡后进入充电状态，会有简单的充电信息在界面上显示，见下图。束，则直接显示界面 2。图 5-1-42 充电中自动充电结束后的界面状态，有简单的提示信息界面 1，刷卡后跳到界面 2，见下图；如果直接刷卡结图 5-1-43 自动充电结束后的界面状态在充电开始前，可以点击显示屏左上方的“CLOU”图标，可以进行简单的参数配置。双枪操作过程双枪操作过程电枪”，则表示 A、B 口都可以使用。图 5-1-44 简单的参数配置机器上电后的默认界面，液晶显示屏待机界面如下图，此时如果A、B 的状态都显示“正常，请连接充图 5-1-45 默认待机界面若用户要进行充电，将充电枪A 或充电枪 B 拔出并插入汽车充电插

46、座内，待充电枪连接好后，液晶屏上对应的充电状态会显示：“已经连接，请点击开始充电按钮”。点击“开始充电”，执行下一步图 5-1-46 A 口充电枪已经连接好此时上方的开始充电按钮可用，用户点击“开始充电”按钮后，界面提示用户进行刷卡（针对收费客户）或输入密码（非收费客户）操作。密码授权操作模式，点击界面提示区域，会有键盘弹出，在键盘中输入密码验证后，点击下方“启动充电”按钮开始充电。如密码错误，页面会提示“输入密码错误”的菜单，点击确定按钮后重新输入。如果在密码界面等待时间过长，页面会切换回默认，请重新操作。图 5-1-47 A 用户刷卡界面机器启动充电时用会听见“滴”的一声，液晶屏显示界面默

47、认界面，点击“结束充电”结束充电。点击电池信息可查看电池信息和状态。图 5-1-48 A 用户充电中，B 用户空闲此中状态下，如果另一个充电接口状态显示“正常，请连接充电枪”，则另一个接口也可以使用，操作步骤参照以上步骤可以使用另一个充电枪进行充电。如果有用户 A/B 进行刷卡结账后，则暂时切换到对应结账信息界面，并在结算界面停留大概十秒钟后返回，此过程不影响另一个用户的充电活动。图 5-1-49 A 用户结算信息在以上过程中都可以点击显示屏左上方的CLOU图标，弹出输入密码界面，输入密码后进入菜单模式，见下图。图 5-1-50 主菜单界面点击“参数设置”时弹出下图。图 5-1-51 参数设置

48、界面点击“充电记录”时弹出下图。图 5-1-52 充电记录界面点击“状态信息”时弹出下图。图 5-1-53 实时状态信息界面温馨提示：温馨提示：通过公共充电桩进行动力电池组充电时，应注意：设备开通之前,请务必确认设备是否接地良好,以避免触电造成人员伤亡；所有使用的工具其不必要裸露的金属部分应做好绝缘处理，以防裸露的金属部分触碰金属机架，造成短路；在任何情况下切勿自行改装、加装和变更任何部件；确保设备的使用寿命和运行稳定，设备的使用环境应尽可能地保持清洁、恒温和恒湿，设备不得在有挥发性气体或易燃环境下使用；在充电过程中，不得强行拔出充电接头！强行拔出充电接头，可能引起接头处打火，造成安设备通电前

49、请务必确认输入电压、频率、装置的断路器或熔丝及其它条件都已符合所订规格全事故！若需提前停止充电，请按照充电“中止”步骤操作；充电过程中若发生安全事故，如异常声响、电线短路等，请按下面板上紧急停止按钮，断2.32.3厂家非车载充电机充电厂家非车载充电机充电由于直流充电桩和充电站目前在各个城市并不普及，所以很多厂家都开发了各自品牌的非车载直流充电机。本任务以比亚迪为例进行介绍。BYD 100ABYD 100A 直流充电机的使用直流充电机的使用图 5-1-54 所示是比亚迪100A 的直流充电机。将比亚迪车辆停好，整车断电，确保充电插头可以接插到车身充电接口处；打开车身上充电接口的防护盖，并检查直流

50、充电接口，确保充电接口无尘、无 水、无杂物。图 5-1-54 比亚迪 100A 直流充电机按住充电插头上的轻触开关，将充电插头从充电机侧面的插座上取下，如图 5-1-55 所示。图 5-1-55 取下充电机上充电插头手持充电手柄，将充电插头对准充电接口，确保充电插头前端银色的卡扣应卡在充电接口凹槽内，如图 5-1-56 所示。图 5-1-56 充电插头与车辆充电接口对准标记用力将充电插头推入充电接口内，会听见“咔”一声响，轻触开关处于弹起状态。（车辆仪表盘充电插座指示灯亮表示连接好，如图5-1-57 所示。图 5-1-57 与车辆充电接口连接完好确保连接正常后，向右旋开充电机侧面的急停按钮，如