電動汽車的充電方式有哪些？它的基本原理又是什么？
來源：寶鄂實業(yè)
2019-04-26 14:25
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電動汽車作為新潮炫酷，還兼具節(jié)能環(huán)保的交通工具，許多人包括ROHM君，都將眼光聚焦在電動汽車的續(xù)航能力上，這一點與我們今天的主人公——車載充電機緊密相關(guān)。
車載充電機（OnBoardCharger）是指固定安裝在電動汽車上的充電機，其主要功用是為電動汽車的動力電池安全、快速、便捷地充滿電。根據(jù)對電動汽車的充電方式，充電可分為交流充電和直流充電兩大類。交流充電給普通純電動轎車充滿電需要4~5個小時，俗稱“慢充”。直流充電具備直接給電池充電的能力，俗稱“快充”。本文將重點介紹一下車載充電機。
內(nèi)容概要：
介紹車載充電機概覽
1）介紹車載充電機的基本原理
2）介紹車載充電機的內(nèi)部結(jié)構(gòu)和主要電路
3）介紹車載充電機未來發(fā)展
純電動汽車或者插電式混合動力汽車的車載充電機是一種直流充電裝置，其電壓是跟原車搭配的電池相同，依據(jù)電池管理系統(tǒng)的管控命令，動態(tài)調(diào)節(jié)充電電流與電壓參數(shù)，完成電動汽車充電過程的核心部件。車載充電機作為一個電力電子系統(tǒng)，主要由功率電路和控制電路組成。功率電路是由交流整壓、變壓器和功率管組成的，DC/DC變換器是其重要組成部分。控制電路實現(xiàn)與電源管理的串行通信，并根據(jù)需求來控制功率驅(qū)動電路輸出一定的電壓和電流。通常對于整車廠來說，車載充電機的要求是低成本、尺寸小、重量輕、壽命長，同時具備高可靠性和高安全性，目前主流的車載充電機功率一般是3.3kw和6.6kw。
車載充電機的主要參數(shù)有輸入電壓范圍、輸出電壓范圍、充電功率和變換效率。另一種區(qū)分方式是單向和雙向，前者僅作為單向的電網(wǎng)對電動汽車充電；后者也可以通過電動汽車給外部接口放電，作為應(yīng)急或者V2G電網(wǎng)功率調(diào)節(jié)使用。作為一種汽車電子部件，要保證在整個汽車生命周期內(nèi)可靠穩(wěn)定運行，其要求是不低的，需要滿足-40°~85°的工作溫度、IP67的防水能力、承受長時間的震動顛簸、戶外的日曬雨淋、滿足長達5年10萬公里的可靠性要求。
第一部分：車載充電機基本原理
如前所述，車載充電機如下圖所示，一般有以下的接口：
1）AC輸入端：連接從交流充電插座進來的連接器
2）DC輸出端：車載充電機輸出到電池的部分
3）低壓控制接口：車載充電機與BMS和外部連接的低壓接口
4）液冷輸入和輸出流道接口：冷卻液流入和流出充電機的部分
從充電電源模塊而言，分為整流、PFC、DC/DC變壓幾個部分，有1~2獨立的控制器整流和變壓部分，如下圖所示。
以下藍色的部分為羅姆可以提供的一些器件。從另一角度劃分，我們也可以把車載充電機劃分為主回路電源部分和充電控制主板。其中充電控制主板主要是對電源部分進行控制、監(jiān)測、計量、計算、修正、保護以及與外界網(wǎng)絡(luò)通信等功能，是車載充電機的“中樞大腦”，電源部分主要作用是將220伏交流電轉(zhuǎn)化為300多伏的直流電，電源部分又分為PFC和LLC兩部分，實際上我們可以把PFC看作是AC/DC，而把LLC看作是DC/DC。
第二部分：車載充電機的電路細節(jié)
變壓器在使用中也是起著決定性作用的，平板變壓器由PCB預(yù)置線在電路板上結(jié)合而成，不會有很多冗余的線，另外現(xiàn)在工藝的手段都在向平板設(shè)計發(fā)展。
第三部分：車載充電機未來發(fā)展
車載充電機的發(fā)展方向是小型化和輕量化，如下圖所示kW/L和kW/kg都在快速增加。整個功率等級也開始從3.3kW往6.6kW的主流轉(zhuǎn)變。
未來在單相往三相的發(fā)展過程中，11kW和21kW的低價化也是一個核心的趨勢。
小結(jié)
發(fā)展新能源汽車是解決環(huán)境污染和能源危機，推動我國汽車產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級，實現(xiàn)我國汽車產(chǎn)業(yè)由大到強、跨越式發(fā)展的關(guān)鍵。車載充電機的技術(shù)發(fā)展，為新能源汽車實用化和大眾化提供了強有力的支撐。
車載充電機（OnBoardCharger）是指固定安裝在電動汽車上的充電機，其主要功用是為電動汽車的動力電池安全、快速、便捷地充滿電。根據(jù)對電動汽車的充電方式，充電可分為交流充電和直流充電兩大類。交流充電給普通純電動轎車充滿電需要4~5個小時，俗稱“慢充”。直流充電具備直接給電池充電的能力，俗稱“快充”。本文將重點介紹一下車載充電機。
內(nèi)容概要：
介紹車載充電機概覽
1）介紹車載充電機的基本原理
2）介紹車載充電機的內(nèi)部結(jié)構(gòu)和主要電路
3）介紹車載充電機未來發(fā)展
純電動汽車或者插電式混合動力汽車的車載充電機是一種直流充電裝置，其電壓是跟原車搭配的電池相同，依據(jù)電池管理系統(tǒng)的管控命令，動態(tài)調(diào)節(jié)充電電流與電壓參數(shù)，完成電動汽車充電過程的核心部件。車載充電機作為一個電力電子系統(tǒng)，主要由功率電路和控制電路組成。功率電路是由交流整壓、變壓器和功率管組成的，DC/DC變換器是其重要組成部分。控制電路實現(xiàn)與電源管理的串行通信，并根據(jù)需求來控制功率驅(qū)動電路輸出一定的電壓和電流。通常對于整車廠來說，車載充電機的要求是低成本、尺寸小、重量輕、壽命長，同時具備高可靠性和高安全性，目前主流的車載充電機功率一般是3.3kw和6.6kw。
車載充電機的主要參數(shù)有輸入電壓范圍、輸出電壓范圍、充電功率和變換效率。另一種區(qū)分方式是單向和雙向，前者僅作為單向的電網(wǎng)對電動汽車充電；后者也可以通過電動汽車給外部接口放電，作為應(yīng)急或者V2G電網(wǎng)功率調(diào)節(jié)使用。作為一種汽車電子部件，要保證在整個汽車生命周期內(nèi)可靠穩(wěn)定運行，其要求是不低的，需要滿足-40°~85°的工作溫度、IP67的防水能力、承受長時間的震動顛簸、戶外的日曬雨淋、滿足長達5年10萬公里的可靠性要求。
第一部分：車載充電機基本原理
如前所述，車載充電機如下圖所示，一般有以下的接口：
1）AC輸入端：連接從交流充電插座進來的連接器
2）DC輸出端：車載充電機輸出到電池的部分
3）低壓控制接口：車載充電機與BMS和外部連接的低壓接口
4）液冷輸入和輸出流道接口：冷卻液流入和流出充電機的部分
從充電電源模塊而言，分為整流、PFC、DC/DC變壓幾個部分，有1~2獨立的控制器整流和變壓部分，如下圖所示。
以下藍色的部分為羅姆可以提供的一些器件。從另一角度劃分，我們也可以把車載充電機劃分為主回路電源部分和充電控制主板。其中充電控制主板主要是對電源部分進行控制、監(jiān)測、計量、計算、修正、保護以及與外界網(wǎng)絡(luò)通信等功能，是車載充電機的“中樞大腦”，電源部分主要作用是將220伏交流電轉(zhuǎn)化為300多伏的直流電，電源部分又分為PFC和LLC兩部分，實際上我們可以把PFC看作是AC/DC，而把LLC看作是DC/DC。
第二部分：車載充電機的電路細節(jié)
變壓器在使用中也是起著決定性作用的，平板變壓器由PCB預(yù)置線在電路板上結(jié)合而成，不會有很多冗余的線，另外現(xiàn)在工藝的手段都在向平板設(shè)計發(fā)展。
第三部分：車載充電機未來發(fā)展
車載充電機的發(fā)展方向是小型化和輕量化，如下圖所示kW/L和kW/kg都在快速增加。整個功率等級也開始從3.3kW往6.6kW的主流轉(zhuǎn)變。
未來在單相往三相的發(fā)展過程中，11kW和21kW的低價化也是一個核心的趨勢。
小結(jié)
發(fā)展新能源汽車是解決環(huán)境污染和能源危機，推動我國汽車產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級，實現(xiàn)我國汽車產(chǎn)業(yè)由大到強、跨越式發(fā)展的關(guān)鍵。車載充電機的技術(shù)發(fā)展，為新能源汽車實用化和大眾化提供了強有力的支撐。
