电动汽车快充与慢充工作原理

来源：线束世界•作者：线束世界-Jimmy•2023-05-15 12:57

充电系统可分为常规充电和快速充电两种方式，从外观大小来看，其实充电口的分别非常简单，快充口大且为9孔（两大孔、一中孔、6小孔)，慢充口小且为7孔(5个大孔、2个小孔)，这样就算是小白用户也不会插错。一般两个充电口会分别设计在车头和车尾，而部分车型也会将两个充电口设计在一起，例如车头或车尾。车主可根据充电时长需求来选择充电方式。

快速充电(快充)

快速充电为直流充电方式。充电电流要大一些，这就需要建设快速充电站，它并不要求把动力电池完全充满，只满足继续行驶的需要就可以了。这种充电模式下，在20~30min的时间里，只为动力电池充电50%~80%即可。地面充电桩(设备)直接输出直流电能给车载动力电池充电，电动汽车只需提供充电及相关通信接口。

快速充电的优点：

充电时间短，充电车辆流动快，节省加电站停车场面积。

快速充电的缺点：

充电机制造、安装和工作成本较高;充电电流大，对充电的技术和方法要求高，对动力电池的寿命有负面影响;易造成动力电池异常，存在安全隐患，且大电流充电会对公用电网产生冲击，会影响电网的供电质量和安全。

常规充电(慢速)

这种充电模式为交流充电方式，由外部电网提供220V民用单相交流电源给电动汽车车载充电机，由车载充电机给动力电池充电，充满电一般需要5~8小时。

普通充电的优点：

充电桩(充电盒)成本低、安装方便;可利用电网晚间的低谷电进行充电，降低充电成本;充电时段充电电流较小、电压相对稳定，能保证动力电池组安全并能延长动力电池的使用寿命。

普通充电的缺点：

充电时间过长，难以满足车辆紧急运行的需求。

快充接口

640 (1).jpg

DC+：直流电源正；
DC -：直流电源负；
PE：接地（搭铁）；
S+：通讯CAN-H；
S-：通讯CAN-L；
CC1：充电连接确认；
CC2：充电连接确认；
A+：12V+；
A-：12V-。

其中CC1、CC2是如何确认是否连接正常呢？

640 (2).jpg

下面是CC1充电桩连接检测原理图:

640 (3).jpg

通过下面的图表可以知道，要判断连接是否正常，可以通过检测点的电压来确认，不同电压通过不同电阻分压获得。

屏幕截图 2023-05-15 124526.jpg

然后是CC2车辆控制装置连接确认原理图:

640 (4).jpg

接通后，两电阻分压获得6V电压，否则获得12V电压。

640 (5).jpg

以比亚迪e6举例，车辆充电时车身连接装置用，将外界电能传导、输入到动力电池。充电口盖有阻尼特性，即检测充电口上“CC1”对“PE”的阻值是否为1KΩ；同时，需要检测充电口到电源管理器的连接是否正常。

慢充接口

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640 (7).jpg

“缆上控制盒”与“车辆控制装置”相互确认连接是否正确。

首先“缆上控制盒”会通过CP检测点1与检测点4，检测电压是否为12V。如果没有连接好，检测点4就没有搭铁，就检测不出电压，如果连接好了，检测点4通过PE就与车辆搭铁相通了，这时电压就是12V，有12V电后“缆上控制盒”就会让S1与PWM接通，否则S1是与+12接通。

接着，车辆控制装置会通过CC检测R3电阻来确认充电枪与车辆插座是否连接，如果未连接好，电阻为无穷大，否则有相应电阻值。

在这里，车辆控制装置会设定车载充电机功率（一般都是厂家出厂默认设定好的）。

车载充电装置，通过CP的占空比信号，判断缆上控制盒的最大充电电流，一般设定比例如下表:

屏幕截图 2023-05-15 124629.jpg

同时车载充电装置，也会通过CC上的RC判断电缆额定容量。

屏幕截图 2023-05-15 124654.jpg

最后，车辆控制装置计算充电电缆额定容量与缆上控制盒的电流后，把车载充电机最大功率设为他们的最小值。

说了这么多，肯定有人要问：“为什么要配备两种充电接口？统一成一种不好吗？”这主要还是快充决定的。

要知道，车辆的充电过程并不仅仅是从电网到电池，中间需要经过充电桩，充电线缆、充电插头、车辆插座接口才能进入车辆。从前面的原理我们也了解到，对于交流充电，进到车辆之后，还并不是直接去往电池，中间还要经过车载充电机和BMS两道关卡。

对于快充而言，充电功率相比较交流充电，具体的充电电压和电流并没有限制，从20kW、40kW、60kW到200kW、250kW、350kW都有。只要输入（电网）和输出端（车辆）支持，可以做的很大。

电网的电能先进入充电桩，然后通过充电线缆来到车辆，大部分的充电线都固定在充电桩上，另一端是个枪状的插头连接车辆（标准中将这种连接方式称为连接方式C）。

也有少部分充电桩是孤零零的，需要一根独立的线缆，两端分别接充电桩和车辆的（连接方式B）；至于充电线缆固定在车辆上的方式（连接方式A）几乎没有应用。交流充电可以使用连接方式B和连接方式C，交流充电电流大于32A以及直流充电只能使用连接方式C。

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由于车辆的电力系统是一个直流系统，所以交流充电时，交流电并不能够直接给电池充电，需要经过一个名叫车载充电机（OBC，On-board Charger）的部件，进行交直流转换并根据BMS的命令变压之后再提供给电池。

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在这张车载充电机的构成图中，有两个核心部件——ACDC整流器和DCDC变压器（图中的功率单元）。

前者用于将交流电转化为车辆电池可接受的直流电，后者的作用是调整直流电的电压。

根据BMS的命令，动态调整充电的电流电压，适配不同阶段电池的充电需求，比如恒流充电时，随着电池电量的提高，充电电压也需要随之提高。也负责转换低压，给12V的小电瓶充电。

而直流充电时，直流桩本身便是一个ACDC整流器加DCDC变压器，直接根据BMS的需求，在车辆外部转换交流电，替代了车载充电机的作用，因而直流充电桩也被称为非车载充电机。

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