新能源汽车电气技术新能源汽车充电技术课件.ppt

1、新能源汽车电气技术2018新能源汽车的高电压组件采用了自安全设计结构，其控制系统能够可靠识别会给车主和技术人员带来危险的故障，并立即关闭高电压系统，确保工作部件上不再有危险电压。即便只取下高电压部件的一个盖板，高电压系统也会自动关闭。高电压系统采用容错设计结构，因此仅出现一个故障时没有直接危险。高电压系统的自诊断功能确定故障后会将其记录在故障码存储器内，这种情况下可以无危险地继续行驶。通过本任务的学习，熟悉新能源汽车国家高压法规相关要求。任务1 充电的类型和操作使用相关知识充电系统基本术语充电系统的组成充电指示灯充电类型不同类型的插电式混合动力汽车与纯电动汽车充换电方式不同类型的插电式混合动力

2、汽车与纯电动汽车充换电方式1.充电系统基本术语充电系统基本术语目前，我国的插电式混合动力汽车与纯电动汽车对使用的动力电池组采用补充充电或更换两种服务方式，其服务网络如下图所示。电动汽车充换电服务网络电动汽车充换电服务网络家用车一般采用直流充电和交流充电方式，商用车一般采用换动力电池组的方式，如下图所示。充电时既需要车内组件，也需要车外组件。在插电式混合动力汽车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，除交流电压网络和充电电缆外，还需要一个执行保护和控制功能的设备。如图展示了插电式混合动力汽车与纯电动汽车内部和外部的动力电池组充电组件，并将其与传统内燃机车辆加油所

3、需组件进行了比较。用于车辆加油和动力电池组充电的组件用于车辆加油和动力电池组充电的组件 不允许同时进行加油和高电压蓄电池充电两项作业操作！插有充电电缆时不要加油，要与易燃物品保持安全距离，否则未按规定插入或拔出充电电缆时，存在因燃油燃烧等原因导致人员受伤或物品受损的危险。车辆连接交流电压网络充电时，不允许进行与高电压系统有关的任何操作。在充电过程中，为冷却车载充电器可能会自动接通电动水泵和电子风扇。因此在车辆上接有充电电缆的情况下，不允许进行与电动驱动装置冷却系统和电子扇有关的作业。只能由经过相应培训的电气专业人员进行有关充电电缆、电动车辆供电设备、家用插座或充电站方面的工作。温馨提示温馨提示

4、交流充电（交流充电（AC chargingAC charging）：）：指通过交流电对带充电系统的新能源汽车的动力电池组充电。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，使其符合动力电池组的要求。直流充电（直流充电（DC chargingDC charging）：）：指通过直流电对带充电系统的新能源汽车的动力电池组充电。进行直流充电时，直流电被输送到动力电池组，由充电站来调整动力电池组的充电电压。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，如果检测到车辆有漏电现象，则 CCID 会中断充电电缆和车辆之间的电流。充电器（充电器

5、（ChargerCharger）：）：指将电气设备或其他电能供应设备输出的交流电，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充电。在北美地区，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。基本术语基本术语充电口或充电插口（充电口或充电插口（Charging port Charging port 或或 Charge inlet Charge inlet）：）：指安装

6、在电动汽车及插电式混合动力汽车上的电气插座，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（Charging cableCharging cable）：）：一级交流充电的便携式充电装置，其一端插入车辆，另一端插入 220V 墙壁插座。充电桩（充电桩（Charging stationCharging station）：）：一种用来将电能输送到插电式混合动力汽车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，也可能是适合多种车型、多种充电标准的复杂充电装置。一些公共

7、充电站可免费使用，而有些则需缴费，并由专人操作。EVSEEVSE（新能源汽车供电设备）：（新能源汽车供电设备）：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。EVSE 包含所有连接交流电源且带充电插头的供电设备。基本术语基本术语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，并在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。2.1新能源汽车供电设备（EVSE）车辆之外的充电部件通常称为电动汽车供电设备（EV

8、SE）。大多数插电式混合动力汽车和纯电动汽车在设计时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充电插头（所有充电方式，将在任务 2 中详细介绍）。（1）便携式充电电缆及其充电插头便携式充电电缆就是一条充电线，像手机一样，只要带着这根线，任何有普通电源插口的地方都可以充电。其体积和质量均较小，因此使用非常方便，如图所示。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

9、插头与“集成式电缆箱”之间的电缆连接。“集成式电缆箱”用于将普通家用插座 3 孔插头转换成可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。比亚迪比亚迪 e5 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 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高电压车载网络之间的电气连接设备。将交流电压网络连接到带保护触点的普通家用插座上（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。插头的设计原理可确保其首先与保护触点连接。通过搭铁线使车辆搭铁。可将便携式充电电缆及其充电插头

10、放在行李箱内。由于需要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，限制了最大充电电流强度。交流电压网络电压为 110240V，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 P max=U maxImax=7.7kW。在德国，针对交流电压网络提供的相关产品型号可使用最大 16A的电流或最大3.7kW的充电功率，属于车载慢充系统，该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汽车与纯电动汽车的动力电池组也可通过制动能量回收进行部分充电，但当插电式混合动力汽车和纯电动汽车与本地电能供应公司的交流电压网络连接时，会进行“正常”充电过程。此时，从交流电压网络获取能

11、量，并传输至插电式混合动力汽车与纯电动汽车的直流高电压车载网络中。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。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。温馨提示温馨提示 3.7kW 交流充电在很多国家均为标准配置。这种充电方式的优势在于，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低于 16A。例如在德国通过交流电压网络供电时，最大充电功率为 3680W（UI=230V16A）。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汽车及纯电动汽车的动力电

12、池组重新充满电大约需要持续 7h。为减少最大充电功率使用时间，不允许以最大充电电流充电，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，如果采用一些劣质插座，则可能导致充电插座烧毁、线路烧熔等安全事故。注意：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。（2）固定充电桩 插电式混合动力汽车与纯电动汽车供电设备型号根据尺寸和电气要求必须以固定方式安装，例如用户屋内或车库内，在公共场所，例如停车场，也可设立充电桩。固定安装式充电桩设备（简称充电桩）分为交流电充电桩和直流电充电桩。交流电充电桩可通过 2 相（美国）或

13、3 相（德国）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 32A，最大充电功率可为 7.4kW。这些最大值由安装场地电气所用导线横截面积决定。进行安装时，电气专业人员根据导线横截面积进行充电桩配置，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。交流充电桩交流充电桩 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，如图所示。与交流电充电桩不同

14、，在直流电充电桩内已将交流电压转化为直流电压。因此，在新能源汽车上无须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迅速地为动力电池组充电。直流充电桩直流充电桩2.2车载充电部件一般而言，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）充电器充电器指将电网提供的交/直流电转化为车载动力电池组所需的直流电的装置（即 AC/DC变换器）。纯电动汽车和插电式混合动力汽车的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

15、内）两种。车载充电器指将 AC/DC 变换器安装在插电式混合动力汽车或纯电动汽车上，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，也可称为感应充电器。其充电方式包括家用普通插座充电和充电桩充电两种。如图所示为北汽 EV160 车载充电器。为便于统一管理和数据交换，比亚迪 e5 的车载充电器已经与其他高压组件做成一个四合一的整体。车载充电器负责与交流电网建立连接并满足车辆充电的安全要求，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）。北汽北汽 EV160 EV160 车

16、载充电器车载充电器 非车载充电器指将 AC/DC 变换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分为接触式和感应式。通过充电设备直接连接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，在车内产生感应电流，以达到给动力电池组充电的目的，如图所示。感应式充电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：安装于车辆底部的二次绕组，安装在充电车位地面上的一次绕组。独特的绕组排列设计，实现了系统的小型化

17、和轻量化，以及感应磁场在三维空间的有效分布。电能通过绕组之间形成的交变磁场输送至车辆，不需要任何触点或电缆连接，目前可实现的充电功率为 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，这意味着一次绕组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。一次绕组和二次绕组之间的工作空间被持续监测，检测到有异物进入时充电过程会立即中止，以保证用电安全。（2）车载充电接口插电式混合动力汽车与纯电动汽车车载充电可分为快

18、充和慢充两种。为保证充电快速高效，要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，需按压充电接口盖或操作遥控钥匙开锁按钮使充电接口盖开锁。此外，充电时需要保证整车的防水密封性符合要求，通过另一个端盖防止真正的充电接口受潮和弄脏，如图所示。保证车载充电接口能够承受存在瞬时大电流的充电过程。充电口防潮保护装置充电口防潮保护装置车载充电接口一般设置在车辆的侧部（原加油口位置）或前部（车标后面），不同厂家的设置方式存在一定差异。比亚迪 e5 的车载充电接口安装在车标后面，如图所示，左侧插孔为交流充电接口，右侧插孔为直流充电接口。比亚迪比亚迪 e5 e5 充电接口充电接口对于可操作遥控

19、钥匙开锁按钮打开充电接口盖的插电式混合动力汽车与纯电动汽车而言，通过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，如图所示，通过一个电动机使充电接口盖开锁或上锁。1用于锁止充电接口盖的电动机2锁止钩3用于充电接口盖应急开锁的拉线宝马宝马 i3 i3 充电接口盖锁止组件充电接口盖锁止组件与锁止充电接口盖类似，通过一个电控锁钩来锁止充电插头，如图所示。电气锁止充电插头可防止充电期间拔出充电插头时产生电弧。宝马宝马 i3 i3 充电插头锁止组件充电插头锁止组件1用于锁止充电插头的电驱动装置2用于充电插头防潮保护盖应急开锁的拉线3锁钩启用车辆锁止功能时充电插头锁止

20、。只要有充电电流，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。打开充电接口盖的电气部件损坏时（例如上锁电动机失灵），可通过手动方式使充电接口盖或充电插头开锁，如图所示。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 2 个蓝色开关。需要打开充电接口盖时，必须拉动上方蓝色开关，拉动下方蓝色开关会使充电插头开锁。1用于充电接口盖应急开锁的开关2用于充电插头防潮保护盖应急开锁的开关宝马宝马 i3 i3 应急开锁

21、开关应急开锁开关插电式混合动力汽车与纯电动汽车充电时可通过充电接口的充电指示灯、220V 家用充电集成式电缆箱、充电桩（机）用户操作界面或按钮指示灯等进行充电状态的识别。3.1充电接口的充电指示灯充电接口的充电指示灯常见的有单个LED 指示灯和 C 形光导纤维 LED 指示灯。奇瑞 S15EV 采用单个 LED 指示灯，位于充电接口下方，打开充电口盖就可看到，如图所示。充电状态指示灯闪烁方式见下表。3.充电指示灯充电指示灯充电状态指示充电状态指示灯灯宝马公司的插电式混合动力车型与纯电动车型有一个宝马公司的插电式混合动力车型与纯电动车型有一个 C C 形光导纤维围绕形光导纤维围绕在充电接口周围，

22、用以显示充电状态，同时还用于充电接口的定向照明。在充电接口周围，用以显示充电状态，同时还用于充电接口的定向照明。充电接口定向照明的作用是插上和拔下充电电缆时为驾驶人提供方向引充电接口定向照明的作用是插上和拔下充电电缆时为驾驶人提供方向引导。充电接口盖打开后，导。充电接口盖打开后，2 2 个个 LED LED 灯就会发出白光，如左图所示。识别灯就会发出白光，如左图所示。识别到正确插入充电插头后，系统会关闭定向照明装置并显示初始化状态。到正确插入充电插头后，系统会关闭定向照明装置并显示初始化状态。正确插入充电插头后会立即开始初始正确插入充电插头后会立即开始初始化。初始化阶段最长持续化。初始化阶段最

23、长持续10s10s。期间，。期间，LED LED 灯发出橙色光，并以灯发出橙色光，并以 1Hz 1Hz 的频率的频率闪烁，如右图所示。成功进行初始化闪烁，如右图所示。成功进行初始化后可开始为动力电池组充电。后可开始为动力电池组充电。初始化状态指示灯（黄光）初始化状态指示灯（黄光）定向照明状态指示灯（白光）定向照明状态指示灯（白光）LED 灯发出蓝色光并闪烁表示目前动力电池组正处于充电过程，如左图所示，闪烁频率约为 0.7Hz。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），则充电暂停或充电就绪。充电结束时，LED 灯发出绿色光并持续亮起，表示动力电池组处于“已完全充电”状

24、态，如右图所示。充电结束状态指示灯（绿光）充电结束状态指示灯（绿光）正常充电状态指示灯（蓝光）正常充电状态指示灯（蓝光）如果在充电过程中出现故障，则 LED 灯发出红色光并闪烁，如图所示。此时，LED 灯的闪烁频率约为 0.5Hz，并连续闪烁三次，每三组间暂停约 0.8s。充电故障状态指示灯（红光）充电故障状态指示灯（红光）比亚迪家用充电集成式电缆箱比亚迪家用充电集成式电缆箱指示灯功能说明指示灯功能说明3.2家用充电集成式电缆箱指示灯220V 家用充电集成式电缆箱指示灯功能，如图所示。各指示灯状态的说明一般位于集成式电缆箱的背面。3.3充电桩/充电机指示灯 充电桩/充电机指示灯分为智能型和非智

25、能型。智能型带有用户操作界面直接显示（例如比亚迪100A 直流充电机）。充电时，蓝色充电指示灯不断闪烁，如右图所示。充电状态指示灯充电状态指示灯车辆充满电时，充电机自动停止充电，此时粉色充满指示灯闪烁，如左图所示。充满电状态指示灯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 直流充电机）。连接正常后，向右拧开充电机侧面的急停旋钮，此时充电机柜处于待机状态，中间LED 指示灯发红色光并闪烁；充电时，中间 LED 指示灯和启动/停止旋钮发绿色光；充满电时，充电机自动停止充电，中间 LED 指示灯发红色光并闪烁。如果充电过程中或启动充电时出现故障，则充

26、电机中间 LED 指示灯发黄色光并闪烁，如图所示。充电机中间充电机中间 LED LED 指示灯指示灯充电类型充电类型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，充电快慢影响着新能源汽车使用者的出行规律。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 指国际电工委员会）规定了不同的充电类型。带充电系统的汽车可以根据电压、电流、充电插头标准、最大充电速率进行分类。主要有四种充电类型，该表格汇总了各种充电类型的重要参数。一级交流充电一级交流充电根据充电电流大小及充电方式，交流充电可分为三种充电类型，各厂家的不同模式对应不同的充电导线或不

27、同颜色的插头。4.1一级交流充电（充电模式 1）家用充电插座内不带控制导线和接近导线，一级交流充电（如图所示）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，因此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车辆上的充电接口二级交流充电二级交流充电4.2二级交流充电（充电模式 2）几乎所有插电式混合汽车和纯电动汽车都配有二级充电电缆，如图所示，通常存放在车辆的行李箱内。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、控制电路及充电电路中断装置（CCID）都被集成到集成式电缆箱中。CCID负责检测

28、充电线在使用过程中是否存在漏电问题及其他故障，如果发现问题，则 CCID 会断开电路。对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备用解决方案。对于纯电动续驶里程相对短的插电式混合动力汽车来说，二级交流充电已能满足充电需求。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车辆上的充电接口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。温馨提示温馨提示由于使用普通家用插座将集成式电缆箱连接到交流

29、电压网络中，限制了最大充电电流 强度。充电模式 2 适用范围非常广，可设置在公寓、公共停车场及公共充电站等可长时间停放车辆的地方。因充电时间较长，可满足白天运行，晚上静置的车辆的充电需求。用于连接充电站用于连接充电站/充电桩的充电电缆充电桩的充电电缆4.3三级交流充电（充电模式 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，如左图所示。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车辆上的充电接口三级交流充电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

30、站/充电桩与车辆充电接口之间形成电气连接，如右图所示。三级交流充电电流范围很大，这取决于车辆动力电池的额定充电电流，以及充电站的额定充电电流。虽然三级交流充电设备的交流充电标准高达 80A，但许多三级交流充电站额定充电电流仅为 1632A，甚至更低。大多数电动汽车可通过三级交流充电站在 8h 内完全充满电，这让三级充电站成为住宅和工作场所的理想充电选择。4.4直流快速充电（充电模式 4）直流快充指专门为插电式混合动力汽车和纯电动汽车的动力电池组进行快速充电的充电方式，能在 30min 内将 SOC（荷电状态，即剩余电量）从 10%提高到 80%，如图所示，因此也称应急充电或快速充电模式。但要使

31、用这种类型的充电方式，动力电池组要能承受大电流充电，电流和电压一般在 150400A 和 200750V，充电功率大于 50kW。这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大。直流快速充电直流快速充电直流充电不使用车辆的车载充电器控制充电电压和电流，而是由充电桩直接控制。相比交流充电，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。部分制造商认为频繁的直流充电操作会降低动力电池的容量。虽然快速充电的充电速度非常高，其充电时间接近内燃机汽车加油的时间，但充电设备的安装要求和成本也非常高，且快速充电的

32、电流电压较高，短时间内对动力电池的冲击较大，容易令动力电池的活性物质脱落并使其发热，因此对动力电池散热方面的要求更高，并不是每型新能源汽车都可快速充电。快速充电不可避免地会给动力电池带来伤害，因为现阶段大多数快速充电都采用脉冲充电方式。脉冲快速充电指充电过程中反复放电、充电。首先，给动力电池组用 0.81 倍额定值的大电流进行定流充电，使动力电池在短时间内充至额定容量的 50%60%。接着，由电路控制停止充电 2540ms，再放电或反充电，使动力电池通过一个较大的反向脉冲电流，然后停止充电。此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-正脉冲充电的顺序循环，直至充满。脉冲快速充电

33、的最大优点是使充电时间大为缩短，且可适当增加动力电池容量，提高起动性能。但脉冲充电电流较大，对极板活性物质的冲刷力强，使活性物质易脱落，因此对动力电池组的寿命有一定影响。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。任务实施2.实施步骤实施步骤 2.1常规 220V 家用设备充电采用随车配备的便携式充电电缆及充电插头进行充电，可使用家用电源，如图所示。充电电流一般为 816A，电流可为两相交流电或

34、三相交流电，根据动力电池组容量大小，充电时间为 58h。比亚迪家用插座充电设备比亚迪家用插座充电设备新能源汽车多采用 16A 插头的电源线，配合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 插头并不适用，如图所示，需要用电热水器或空调的插座。电源线上的插头会标明 10A 或 16A。家用充电插头和插座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，与易燃物品保持安全距离。未按规定插入或拔出充电电缆时存在因燃油燃烧等原因导致人员受伤或物品损坏的危险。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，因此

35、必须注意以下事项：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，再拔出墙上的充电插头。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。如果过热，则应立即终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。切勿自行维修或改装充电电缆。进行清洁前将电缆两侧均拔出，不要浸入液体内。充电期间不允许洗车。仅在经过电气专业人员检查的插座上进行充电。在不了解的基础设施/插座上充电时，遵守用户手册内的特殊说明。常规 220V 家用设备充电时间较长

36、，但对充电条件要求不高，充电器和安装成本较低，可充分利用电力低谷时段充电，降低充电成本。更重要的是，可对动力电池深度充电，提升动力电池充放电效率，延长使用寿命。2.2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和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、住宅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两种。根据用户需求提供触摸液晶屏或数码管显示的高端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、异常处理流程和系统管理模块。本任务只学习充电流程，即实现整个充电过程

37、的刷卡、充电，终止充电、返还金额、打印票据等，以及这些操作之间的联系。（1）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，该设备为电动汽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。它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电应用场合，如公共停车场、生活小区和商场停车场等。具体使用步骤如下：1）默认界面：充电桩正常开机后，检测无故障，显示界面如左图所示，如果用户想充电，则直接插入充电枪。开机界面开机界面2

38、）刷卡界面：充电桩检测到充电枪已连接后，蓝色连接灯点亮，显示屏界面如右图所示。在此界面，用户可点击“上翻”及“下翻”按钮，选择所需充电模式，刷卡直接启动充电。刷卡界面刷卡界面3）充电界面：此时充电黄灯点亮，充电过程中会显示电压、电流及电量等充电信息，如左图所示。此状态下，用户可通过刷卡结束充电。若充电已经停止，但用户并未进行刷卡结算，则充电桩切换到充电停止界面。充电界面充电界面4）充电停止界面：如右图所示，在此界面时，充电已经停止，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，切换到结算界面。充电停止界面充电停止界面5）结算界面：结算界面显示用户此次的消费信息，包括充电

39、电量、消费金额、卡内余额等信息。此界面显示约 30s 后返回，用户也可通过点击确定或返回按钮直接返回到默认界面，此时可进行下一次充电，如左图所示。结算界面结算界面6）故障界面：如果充电桩发生故障，则切换到故障界面，且红色指示灯点亮。故障界面会显示故障信息，如右图所示。故障界面故障界面7）维护界面：维护界面会显示充电桩的运行信息，此界面只针对维护人员开放，如图所示。维护界面维护界面（2）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，该产品集功率变换、充电控制、人机交互控制、通信及计费计量等于一体，且具有良好的防尘、防水功能，防护等级达到 IP54，可在户

40、外安全运营维护。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 30120kW 的功率输出模式,满足不同容量的动力电池充电需求，产品系列涵盖了单枪输出、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。单枪初始界面单枪初始界面1）单枪操作过程。上电后的默认初始界面（如图所示），点击“开始充电”，则跳转到下一界面。点击开始充电后跳转到提示“请连接充电枪”界面，充电枪连接后则跳转到下一界面，可选择充电模式，如左图所示。充电模式选择充电模式选择如果选择自动充满模式，则自动跳到提示用户刷卡的界面（如右图所示），如果选择其他模式充电，则需要对该模式做简单设定。刷卡启动自动充电刷卡启

41、动自动充电如图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。不同充电模式的设置不同充电模式的设置充电中充电中刷卡后进入充电状态，会有简单的充电信息在界面上显示，如图所示。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，如图所示。如果直接刷卡结束，则直接显示界面 2。自动充电结束后的界面状态自动充电结束后的界面状态充电开始前，可点击显示屏左上方的“科陆电子”图标，进行简单的参数配置，如图所示。简单的参数配置简单的参数配置2）双枪操作过程。上电后的默认界面，液晶显示屏待机界面如图所示。此时，如果 A、B 的状态都显示“正常

42、，请连接充电枪”，则表示 A、B 口都可使用。默认待机界面默认待机界面若用户要进行充电，则将充电枪 A 或充电枪 B 拔出并插入汽车充电插座内，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，如图所示。A A 口充电枪已经连接好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。如果密码错误，则页面会提示“输入密码错误”的菜单，点击确定按钮

43、后重新输入，如图所示。如果在密码界面等待时间过长，则会切换回默认界面，需重新操作。A A 用户刷卡界面用户刷卡界面启动充电时用户会听见“滴”声，液晶屏显示默认界面，点击“结束充电”，则充电过程结束。点击动力电池信息可查看动力电池信息和状态，如图所示。A A 用户充电中，用户充电中，B B 用户空闲用户空闲此状态下，如果另一个充电接口状态显示“正常，请连接充电枪”，则另一个接口也可使用，参照以上步骤可使用另一个充电枪充电。如果有用户 A/B 进行刷卡结算，则暂时切换到对应结算信息界面，并在结算界面停留约10s 后返回，此过程不影响另一个用户的充电活动，如左图所示。A A 用户结算信息用户结算信息

44、以上过程中均可点击显示屏左上角的图标，弹出输入密码界面，输入密码后进入菜单模式，如右图所示。主菜单界面主菜单界面点击“参数设置”时弹出如左图所示的界面。参数设置界面参数设置界面点击“充电记录”时弹出如右图所示的界面。充电记录界面充电记录界面点击“状态信息”时弹出如图所示的界面。实时状态信息界面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

45、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。设备通电前请务必确认输入电压、频率、装置的断路器或熔丝及其他条件都已符合所订规格。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，断开所有电源，并立刻与现场管理人员联系。2.3非车载厂家充电机充电由于直流充电桩和充电站目前在国内城市并不普及，很多厂家都开发了非车载直流充电机。本任务以比亚迪为例进行介绍。（1）BYD 100A 直流充电机的使用如

46、图所示是比亚迪 100A 直流充电机。将比亚迪车停好，整车断电，确保充电插头可插到车身充电接口处。打开车身充电接口的防护盖，并检查直流充电接口，确保充电接口无尘、无水、无杂物。比亚迪比亚迪 100A 100A 直流充电机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，如左图所示。取下充电机上的充电插头取下充电机上的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卡扣卡在充电接口凹槽内，如右图所示。充电插头与车辆充电接口对准充电插头与车辆充电接口对准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点亮表示连

47、接好，如图所示。与车辆充电接口连接好与车辆充电接口连接好充电机侧面的急停按钮充电机侧面的急停按钮确保连接正常后，向右拧开充电机侧面的急停按钮，如左图所示。此时触摸屏进入开机状态，界面主要功能如右图所示。充电机功能示意充电机功能示意 待触摸屏进入“用户指导”界面时，点击屏幕左上方“一键启动”按键，充电机开始工作。如果在充电过程中需要停止充电，则点击触摸屏上的“停止”按键，使充电机停止工作。当车辆充满电时，充电机自动停止充电，最后按照与连接充电插头相反的步骤复原车辆和充电机插头。（2）BYD 30A 直流充电机的使用比亚迪 30A 直流充电机在满足纯电动汽车正常充电的前提下，拥有恒定的输出功率，适

48、合家庭和小型商业用户使用。其使用方法和 100A 直流充电机类似，主要区别是没有用户操作界面，只通过侧面的 3 个按钮指示灯进行识别，如图所示。充电机拥有限流功能，输出电流最大限定在 30A。如果发现充电电流异常，则立即按下急停按钮停止充电，并联系厂家进行测试和维修。比亚迪比亚迪 30A 30A 直流充电机直流充电机温馨提示温馨提示通过非车载厂家充电机进行高电压蓄电池充电时，应注意：充电时正确将充电插头与车辆连接，如果充电过程中出现故障，则按下停止按钮，清除故障，如果仍有故障信息则通知专业人员检查。车辆有内部故障时禁止充电，断电后通知专业人员检查。充电机在充电过程中有异常情况（无电流输出、有较

49、大响声、有焦糊味等），立即按下急停按钮，并通知专业人员检查。系统输入为 380V 交流电压，不要随意拔出电源输入线或擅自打开充电机的壳体，以免造成触电事故。应认真阅读使用说明，并严格按照上述开机和关机步骤操作。新能源汽车的高电压组件采用了自安全设计结构，其控制系统能够可靠识别会给车主和技术人员带来危险的故障，并立即关闭高电压系统，确保工作部件上不再有危险电压。即便只取下高电压部件的一个盖板，高电压系统也会自动关闭。高电压系统采用容错设计结构，因此仅出现一个故障时没有直接危险。高电压系统的自诊断功能确定故障后会将其记录在故障码存储器内，这种情况下可以无危险地继续行驶。通过本任务的学习，熟悉新能源

50、汽车国家高压法规相关要求。任务2 充电组件的技术要求与检修相关知识不同国家充电设备的建设情况充电插头标准和技术要求美国路边充电桩美国路边充电桩1.不同国家充电设备的建设情况不同国家充电设备的建设情况 目前，美国、日本、法国、英国、德国和加拿大等国都已经在其国内建成了大量的电动汽车充电设备，其中以充电桩为主。美国加州的 BP（Better Place）公司已经在旧金山（如图所示）和以色列境内建成了数千个充电桩和 15 个换电站，并在以色列积极推进动力电池租赁的换电模式。为实现真正的节能减排，而不是将汽车的排放转移到电厂，美国、日本等国正在尝试采用清洁能源为电动汽车充电。有些充电站装有太阳能发电系