1?電動汽車交流充電系統(tǒng)
????電動汽車交流充電是指通過傳導(dǎo)的方式，按照一定的充電模式,，將交流電源調(diào)整為校準(zhǔn)的電壓或電流,，為電動汽車動力電池等儲能裝置提供電能。其中,，充電模式有模式1,、模式2、模式3三種,。圖1為電動汽車交流充電系統(tǒng)典型結(jié)構(gòu),，系統(tǒng)構(gòu)成主要包括了交流充電設(shè)施、充電連接裝置以及車載充電機3部分,。
交流充電設(shè)施是為電動汽車提供交流電源的裝置,，一般由繼電器／接觸器、,、控制導(dǎo)引電路,、漏電保護(hù)電路、過流過壓保護(hù)電路,、計量模塊,、防雷模塊、通信模塊,、人機交互界面等組成,，有便攜式、落地式,、壁掛式等多種安裝方式,，其額定容量有2.2 kW（220 VAC,，10 A）、3.3 kW（220 VAC,，16A）,、6.6 kW（220 VAC，32A）及22.4 kW （380 VAC,，63 A）等幾類,。充電連接裝置是充電裝置與電動汽車之間的物理傳輸媒介。
交流充電時,，將工頻50 Hz單相或三相交流電經(jīng)充電設(shè)施及充電連接裝置傳輸至車載充電機,，經(jīng)車載充電機整流、濾波等處理后轉(zhuǎn)換為直流電,，為車載儲能裝置充電,。充電設(shè)施通過PWM告知電動汽車允許最大可用電流，該電流不應(yīng)超過其額定電流,、連接點額定電流,、電源額定電流中的最小值。
充電所使用的充電連接裝置的物理尺寸,、機械結(jié)構(gòu),、電氣特性等應(yīng)符合GB/T 20234.1-2015《電動汽車傳導(dǎo)充電用連接裝置第1部分：通用要求》、GB/T201234.2-2015《電動汽車傳導(dǎo)充電用連接裝置第2部分：交流充電接口》的相關(guān)要求,，以保證充電連接物理適應(yīng)性,。連接裝置的連接方式有A、B,、C3種,。按照目前最新實施的標(biāo)準(zhǔn)GB/T 18487.1-2015《電動汽車傳導(dǎo)充電系統(tǒng)第1部分：通用要求》規(guī)定，只有充電模式2,、模式3適用于交流充電,，表1為2種充電模式使用條件。不符合條件的充電將導(dǎo)致電動汽車無法充電,，嚴(yán)重者或引起安全事故,。
??? 2?電動汽車交流充電過程解析
??? 物理接口禍合是電動汽車開始充電的先決條件。禍合時,，接口保護(hù)地端子（PE）最先接通,，控制導(dǎo)引端子（CP）與充電連接確認(rèn)端子（CC）最后接通；與之對應(yīng),，在充電結(jié)束物理接口解禍脫開時,，CP端子與CC端子最先斷開，PE端子最后斷開。電動汽車交流充電系統(tǒng)應(yīng)具有控制導(dǎo)引電路,，以實現(xiàn)以下功能：對保護(hù)地導(dǎo)體連續(xù)性的持續(xù)監(jiān)測,、電動汽車與充電設(shè)施正確連接的確認(rèn)、供電控制功能,、斷電控制功能以及充電電流的持續(xù)監(jiān)測等,。圖2所示為充電模式2、3與不同連接方式的充電系統(tǒng)控制導(dǎo)引原理圖,。
圖3為電動汽車交流充電整體流程,。當(dāng)充電物理接口連接后，車輛控制裝置將通過測量檢測點3與PE之間的電阻值來判斷車輛接口是否完全連接,，確認(rèn)完全連接后,，車輛接口內(nèi)的電子鎖將在主供電開關(guān)K1,、K2閉合前將車輛接口鎖定,。充電設(shè)施內(nèi)的供電控制裝置將測量檢測點1或4的電壓值來判斷供電接口是否完全連接，確認(rèn)完全連接后,，供電接口內(nèi)的電子鎖亦將在主供電開關(guān)KL K2閉合前將供電接口鎖定,。如鎖定失敗或不能鎖定，充電過程將被終止,。此時,，車載充電機啟動自檢，確認(rèn)系統(tǒng)無故障且儲能裝置處于可充電狀態(tài)時,，車輛控制裝置閉合開關(guān)S2,，車輛充電準(zhǔn)備就緒。充電設(shè)施通過判斷檢測點1的峰值電壓為6V時,，充電設(shè)施準(zhǔn)備就緒,，供電控制裝置閉合主供電開關(guān)K1，K2,，交流供電回路導(dǎo)通,。至此，電動汽車與充電設(shè)施間電氣連接已經(jīng)建立,。
為了使電動汽車與充電設(shè)施間在確保安全的前提下能以最佳充電能力進(jìn)行充電,，需要使二者進(jìn)行能力匹配。匹配時電動汽車控制裝置基于圖2中檢測點2的PWM信號占空比D來判斷當(dāng)前充電設(shè)施可提供的最大充電電流IEVSE,，同時基于檢測點3與保護(hù)地端子之間的電阻值（僅適用于連接方式B,、C）來判斷當(dāng)前充電接口是否已完全連接以及連接裝置的額定電流ICABLE 9而后對IEVSE、ICABLE以及IOBC（車載充電機自身額定輸入電流）進(jìn)行比較,，并選取三者中最小值設(shè)置為車載充電機當(dāng)前允許的最大充電輸入電流,，充電過程中的最大充電電流不得超過該電流值。匹配成功后即啟動充電，匹配失敗應(yīng)提示操作人員結(jié)束充電或檢查后重新進(jìn)行充電流程,。充電過程中如車輛或充電設(shè)施監(jiān)測到有異常發(fā)生,，比如車輛接口或供電接口連接斷開、PWM信號中斷,、檢測點1電壓出現(xiàn)非6V狀態(tài),、剩余電流保護(hù)器動作等，即結(jié)束充電,。同時,，充電過程中，電動汽車周期性地對充電設(shè)施的供電能力進(jìn)行監(jiān)測,，當(dāng)供電能力變化時,，電動汽車應(yīng)監(jiān)測到檢測點2的PWM信號占空比發(fā)生變化，車輛控制裝置即根據(jù)PWM信號占空比動態(tài)調(diào)整電動汽車的實際充電電流,。如出現(xiàn)能力無法匹配,，亦應(yīng)停止充電。
在充電過程中,，當(dāng)?shù)竭_(dá)預(yù)定的充電終止條件（如達(dá)到設(shè)定充電時間或到達(dá)設(shè)定SOC值等）或者操作人員主動對電動汽車發(fā)出了停止充電操作時,，車輛控制裝置斷開內(nèi)部開關(guān)S2，使車載充電機充電電流降為0停止充電,；充電設(shè)施停止充電時,，供電控制裝置將控制開關(guān)S1切換至12V連接狀態(tài)，開關(guān)K I,、K2斷開切斷主供電回路,，車輛及充電設(shè)施接口鎖定解鎖，拔出充電接口后充電過程結(jié)束,。
??? 3 結(jié)束語
??? 本文闡述了電動汽車交流充電系統(tǒng)典型構(gòu)成,，并基于此詳細(xì)梳理和解析了整個充電過程。不難發(fā)現(xiàn),，電動汽車交流充電是一個復(fù)雜的協(xié)同過程,，車輛、連接裝置以及充電設(shè)施間任何時序錯誤或?qū)?dǎo)致無法充電甚至引發(fā)安全事故,。
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