第六章 充 电 系 统

第一节　充电系统原理

充电系统是纯电动汽车主要的能源补给系统，为保障车辆持续行驶提供动力能源。根据动力电池的实时状态控制启动充电和停止充电；并根据动力电池的电量、温度控制充电电流的调节和给动力电池加热。充电系统布局如图6-1所示，充电系统原理如图6-2所示。

图6-1　充电系统布局和零部件

1—车载充电机（如配备）；2—充电接口照明灯；3—充电接口指示灯；4—交流充电接口（如配备）；5—直流充电接口；6—辅助控制器（ACM）

一、直流高压充电

直流高压充电也就是所谓的快充，快充充电大概在30min可充电80%。当直流充电设备接口连接到整车直流充电口时，直流充电设备发送充电唤醒信号给BMS，BMS根据动力电池的可充电功率，向直流充电设备发送充电电流指令。同时，BMS吸合系统高压正极继电器和高压负极继电器，动力电池开始充电。直流充电流量传递路径见图6-3。

图6-2　充电系统电气原理图

图6-3　直流充电流量传递路径

二、交流高压充电

交流高压充电，也就是所谓的慢充，当车辆处于交流充电模式下，ACM检测交流充电接口的CC、CP信号（充电枪插入、导通信号）并唤醒BMS，BMS唤醒车载充电机并发送指令充电，同时闭合主继电器，动力电池开始充电。交流充电流量传递路径见图6-4。慢充的充电时间在12h左右。

图6-4　交流充电流量传递路径

为防止车辆充电过程中充电枪丢失，车辆具有充电枪锁止功能。充电枪插入充电接口后，只要驾驶员按下智能钥匙闭锁按钮，充电枪防盗功能将开启；PEPS收到智能钥匙的闭锁信号后通过CAN总线将该信号传递到辅助控制模块（ACM），ACM将控制充电枪锁止电机锁止充电枪，此时充电枪无法拔出。如要拔出充电枪，需先按下智能钥匙解锁按钮，解锁充电枪。充电锁功能示意图见图6-5。

如果电动解锁失效，一般车辆都可通过后备厢机械解锁拉索解锁。

图6-5　充电锁功能示意图

三、低压充电

低压充电系统部件包括12V铅酸蓄电池、电机控制器、分线盒和动力电池。高压上电前，低压电路系统依赖12V铅酸蓄电池供电；当高压上电后，电机控制器将动力电池的高压直流电转换成低压直流电，为12V铅酸蓄电池充电（图6-6）。

图6-6　低压充电示意图

四、智能充电

长期停放的车辆容易造成低压蓄电池馈电，低压蓄电池严重馈电将会导致车辆无法启动上电。为避免这一问题，有些车辆（帝豪VE）具有智能充电功能。如图6-7所示，车辆停放过程中辅助控制器（ACM）将持续对电源蓄电池电压进行监控，当电压低于设定值时，ACM将唤醒BMS，同时VCU也将控制电机控制器通过DCDC对低压蓄电池进行充电，防止低压蓄电池馈电。

图6-7　智能充电示意图

五、制动能量回收

能量回收包括制动开关、动力电池、驱动电机、整车控制器、高压线束等部件。能量回收系统是在车辆滑行或制动过程中，驱动电机从驱动状态转变成发电状态，将车辆的动能转换为电能储存在动力电池中。

车辆在滑行或制动时，VCU根据当前动力电池状态和制动踏板位置信号，计算能量回收扭矩并发送指令给电机控制器，启动能量回收。如图6-8所示，制动能量回收传递路线与能量消耗相反。

图6-8　制动能量回收路径示意图

制动能量回收过程中电机消耗车轮旋转的动能发出交流电再输出给电机控制器，电机控制器将交流电转换成直流电给动力电池充电。