車載充電機(jī)（On-board Charger）是指固定安裝在新能源汽車上的充電機(jī)，具有為fcv、動(dòng)力電池安全、自動(dòng)充滿電的能力。車載充電機(jī)依據(jù)電池管理系統(tǒng)（BMS）提供的數(shù)據(jù)，能動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)充電電流或電壓參數(shù)，執(zhí)行相應(yīng)的動(dòng)作，完成充電過程。車載充電機(jī)是新能源汽車充電系統(tǒng)的重要組成部分。
功能
車載充電機(jī)具備以下功能：
1）具備高速CAN網(wǎng)絡(luò)與BMS通信的功能，判斷電池連接狀態(tài)是否正確；獲得電池系統(tǒng)參數(shù)、及充電前和充電過程中整組和單體電池的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)。
2）可通過高速 CAN網(wǎng)絡(luò)與車輛監(jiān)控系統(tǒng)通信，上傳充電機(jī)的工作狀態(tài)、工作參數(shù)和故障告警信息，接受啟動(dòng)充電或停止充電控制命令。
3）完備的安全防護(hù)措施：
- 交流輸入過壓保護(hù)功能。
- 交流輸入欠壓告警功能。
- 交流輸入過流保護(hù)功能。
- 直流輸出過流保護(hù)功能。
- 直流輸出短路保護(hù)功能。
- 輸出軟啟動(dòng)功能，防止電流沖擊。
- 在充電過程中，充電機(jī)能保證動(dòng)力電池的溫度、充電電壓和電流不超過允許值；并具有單體電池電壓限制功能，自動(dòng)根據(jù)BMS的電池信息動(dòng)態(tài)調(diào)整充電電流。
- 自動(dòng)判斷充電接插件、充電電纜是否正確連接。當(dāng)充電機(jī)與充電樁和電池正確連接后，充電機(jī)才能允許啟動(dòng)充電過程；當(dāng)充電機(jī)檢測(cè)到與充電樁或電池連接不正常時(shí)，立即停止充電。
- 充電聯(lián)鎖功能，保證充電機(jī)與動(dòng)力電池連接分開以前車輛不能啟動(dòng)。
- 高壓互鎖功能，當(dāng)有危害人身安全的高電壓時(shí)，模塊鎖定無輸出。
- 具有阻燃功能。
充電系統(tǒng)
新能源汽車充電系統(tǒng)有多種分類方法。按照充電系統(tǒng)與公共電網(wǎng)是否直接接觸，分為接觸式充電系統(tǒng)和感應(yīng)式充電系統(tǒng)。接觸式充電系統(tǒng)具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、成本較低、電能傳輸效率高等特點(diǎn)，是目前主流的充電系統(tǒng)。感應(yīng)式充電系統(tǒng)不需要電源插座或充電電纜，電能通過埋在路面內(nèi)的充電板無線傳送給車內(nèi)的動(dòng)力電池實(shí)現(xiàn)充電，具有通用性強(qiáng)、操作簡(jiǎn)單、節(jié)約人力成本、節(jié)省土地資源等優(yōu)點(diǎn)，但結(jié)構(gòu)復(fù)雜、效率較低、成本較高，目前小范圍應(yīng)用于公交車等公共充電領(lǐng)域。
充電機(jī)按照充電系統(tǒng)是否安裝在車上，分為車載充電系統(tǒng)和非車載充電系統(tǒng)。車載充電系統(tǒng)安裝在車輛內(nèi)部，具有體積小、冷卻和封閉性好、重量輕等優(yōu)點(diǎn)，但功率普遍較小，充電所耗時(shí)間長(zhǎng)；非車載充電系統(tǒng)安裝在新能源汽車外部，具有規(guī)模大、使用范圍廣、功率大等優(yōu)點(diǎn)，但體積大、重量大、不易移動(dòng)，主要適用于新能源汽車的快速充電。
充電方式
車載充電機(jī)的充電方式對(duì)電池壽命有重要影響。常見的充電方式包括恒壓充電、直流充電、階段性充電、脈沖充電等。恒壓充電方式在整個(gè)充電過程中充電電壓保持不變，充電電流隨著充電時(shí)間的增加而逐漸減小。直流充電開始時(shí)以恒定的電流為動(dòng)力電池充電，將要充滿時(shí)，改用恒定的小電流進(jìn)行浮充充電。階段性充電結(jié)合了恒壓與恒流充電方式的優(yōu)點(diǎn)，有利于減少電池的極化，避免了過充和大電流充電沖擊。脈沖充電方式采用不連續(xù)的充電電流，能有效地減少或消除極化現(xiàn)象的發(fā)生，加快充電速度和延緩電池的使用壽命。
技術(shù)要求
車載充電機(jī)的技術(shù)要求根據(jù)《電動(dòng)汽車用傳導(dǎo)式車載充電機(jī)》標(biāo)準(zhǔn)定義，它是指固定安裝在電動(dòng)汽車上，將公共電網(wǎng)的電能變換為車載儲(chǔ)能裝置所要求的直流電，并給車載儲(chǔ)能裝置充電的裝置。車載充電機(jī)由交流輸入接口、功率單元、控制單元、直流輸出接口等部分組成，充電過程中宜由車載充電機(jī)提供電池管理系統(tǒng)、充電接觸器、儀表盤、冷卻系統(tǒng)等低壓用電電源。
技術(shù)現(xiàn)狀
國(guó)內(nèi)車載充電機(jī)廠商多達(dá)50多家，大部分廠家研發(fā)能力較弱，缺乏核心專利和高端研發(fā)人才，研發(fā)經(jīng)費(fèi)投入較少，產(chǎn)品主要面向國(guó)內(nèi)市場(chǎng)。市場(chǎng)上的乘用車和專用車車載充電機(jī)功率主要包括3.3kw和6.6kw，效率集中在93%-95%之間，冷卻方式主要包括風(fēng)冷和水冷?？蛙囶I(lǐng)域采用“交流快充方式”的40kw,80kw大功率車載充電機(jī)。國(guó)內(nèi)部分車載充電機(jī)企業(yè)已進(jìn)入國(guó)外整車企業(yè)供應(yīng)鏈。德潤(rùn)電子通過控股意大利公司MetaSystemS.p.A.進(jìn)入PSA集團(tuán)供應(yīng)鏈，被指定為標(biāo)致雪鐵龍新一代純電動(dòng)及混合動(dòng)力車型平臺(tái)"車載充電機(jī)"項(xiàng)目全球供應(yīng)商，車載充電機(jī)采用液體冷卻，并采用IMS PCB（特殊預(yù)浸材料PC）、Bottom Entry（底部插針過孔技術(shù)）等專有設(shè)計(jì)方案，極大提高了大功率器件的散熱效果及效率，充電效率超過95%，產(chǎn)品軟件設(shè)計(jì)符合AUTOSAR及ISO26262。
技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)
車載充電機(jī)技術(shù)發(fā)展為新能源汽車的普及起到了推動(dòng)作用，對(duì)充電功率、充電效率、重量、體積、成本以及可靠性要求較高。為實(shí)現(xiàn)車載充電機(jī)的智能化、小型化、輕量化、高效率化，相關(guān)的研究與開發(fā)工作取得了長(zhǎng)足的發(fā)展，研究方向主要集中在智能化充電、電池充放電安全管理、提高車載充電機(jī)效率和功率密度、實(shí)現(xiàn)車載充電機(jī)的小型化等方面。
參考資料 >