充充

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电动汽车快/慢充充电原理

作者：***

来源：《汽车世界车辆工程技术（中）》2019年第02期

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摘要：电动汽车与传统车相比，最重要的部品就是动力电池。补充电池动能，就需要正

确地充电方式。本文介绍了电动汽车的充电系统的结构、原理、连接方式等相关技术要求。

关键词：电动汽车;快/慢充;充电原理

0绪论

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随着对环境保护的日益迫切，国家对新能源汽车的大力支持，各大车企争相布局新能源

汽拆东墙歌词 车领域，不断对车型的换代转型。新能源汽车行业经历了从无到以快乐为题的作文 有，从小到大，进入快速发

展阶段。现在越来越多的电动汽车进入百姓生活，越来越多的人接受并愿意选择电动汽车做为

代步工具。

与传统的内燃机引擎汽车相比，电动汽车最直接地不同点就是配备纯电驱动系统，其能

量来源于动力电池，补充动力的方式就是通过外部充电设备给动力电池进行充电。下面我们就

以东风悦达起亚汽车有限公司生产的KX3EV电动车为例，介绍一下电动汽车快充/慢充的充

电原理。

1充电系统的构成

1.1充电系统主要部品

纯电动车的充电系统由以下部品构成：直流充电接口、交流充电接口、车载充电机

（OBC），高压配电盒（HVBOX），动力电池总成、高压线等。通信管理方式采用CAN网

络，以电力控制装置（EPCU），电池管理系统（BMS）为主要控制单元，管理其他电器部品

的工作状态。（见图1）

1.2直流充电接口（DirectCurrentChargingSystem）

车辆侧利用380V以上的直流电源给动力电池充电的充电口，通常也称快充插座。

快充插座选择应满足GB/T20234.3-2015《电动汽车传导充电用连接装置第3部分：直流

充电接口》的要求。

1.2.1快充插座示意图（见图2）

1.2.2快充插座接口定義（见表1）

1.3交流充电接口（AlternatingCurrentChargingSystem）

车辆侧利用家用交流电源，通过车辆内部充电器给动力电池充电的接口。通常也称慢充

插座。

慢充插座的选择应满足GB/T20234.2-2015《电动汽车传导充电用连接装置第2部分：交

流充电接口》的要求。

1.3.1慢充插座示意图（见图3）

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通常使用16A、32A充电模式。

1.3.2慢充插座接口定义（见表2）

1.4车载充电机（On-BoardCharger，简称OBC，见图4）

作用是使用外部家用电源充电时将AC转化为DC，给动力电池提供电能。

1.5高压配电盒（HighVoltageDistributionBox，简称HVBOX，见图5）

作用是将高压电分配给EPCU/电动空调压缩机/PTC制暖单元等的部品，确保电源分配集

中化及安全性。

1.6电力控制装置（ElectricPowerControlUnit，简称EPCU，见图6）

EPCU是Inverter/LDC/VCU集成单元，其中INVERTER作用是高压直流电转变为交流电

给电机充电，LDC作用是高低压直流电转换，VCU作用是整车控制单元。

1.7电池管理系统（BatteryManagementSystem，简称BMS，见图7）电池管理系统内置

在动力电池包里，为了实时监控电池组的我曾七次鄙视自己的灵魂 运行状态，以保证在最佳条件下使用。

主要功能如下：（见图8）

（1）电池SOC/SOH检测：计算剩余容量，保证SOC维持在合理的范围内;根据充电时电

压、电流和温度进行容量损耗的估算。

（2）功率限制：限制电量的输出以保护电池包。

（3）唤醒/停止控制：控制充电机的启停，保证充电过程安全稳定进行。

（4）电池均衡控制：控制所有电池在一定的压差的水平充电，有任意电池的电压值高于

平均值，开启平衡功能，使电池组中各个电池都达到均衡一致的状态。

（5）电池劣化评估：监控单体电池的数据，保证最佳工作状态。

（6）绝缘电阻计算：监测高压绝缘状态，进行绝缘保护，保证车辆的安全使用。

（7）其他功能：充放电控制，电池冷却控制、系统故障诊断及报警，管理系统的软件更

新、升级等。

2高压充电方法及原理

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动力电池的充电系统有两个充电方法：直流充电、交流充电。（见图9）

2.1直流充电

直流充电口外接直流充电机（桩），经过高压配电盒配送给动力电池进行充电。直流充

电方式的电流较大，充电速度较快，通常叫快充模式。

（1）快充充电流程，参考国家标准GB/T27930-2015《电动汽车非车载传导式充电机与

电池管理系统之间的通信协议》的要求：

1）物理连接完成：在车辆断电的情况下，将直流供电设备的快充枪插入到车辆侧的快充

插座上，听到“咔哒”声，确认插接到位，完全连接。2）低压辅助上电：直流供电设备通过

CC1回路电压检测直流充电枪是否插接良好，提供低压辅助电源给整车供电激活，BMS、

VCU上电工作。3）充电握手阶段：直流充电设备自检后，开始周期性发送通信握手报文。

BMS通过CC2发行中期票据 回路电压检测直流枪头是否插接良好后，则开始周期性发送通信握手报文。通

信握手成功后，BMS控制吸合充电继电器;直流供电设备检测电池包电压正常后，控制直流充

电回路导通。4）充电参数配置阶段：BMS向直流供电设备实时发送“电池充悠久的近义词 电需求参数”，直

流供电设备根据参数调整充电电压和充电电流。5）充电阶段：BMS与直流供电设备互相发送

各自的状态信息，车辆应能检测PE断线。6）充电结束：当BMS检测到电池系统达到“满充状

态补假 ”或收到直流供电设备发送的“充电机中止充电报文”时，在确认充电电流小于5A后断开充电

继电器。

（2）车辆侧快充充电逻辑关系的确认。对快充插座与BMS之间的通讯、控制等逻辑关

系、通讯协议进行确认。（见图10）

2.2交流充电

交流充电接口外接家用交流电源或交流充电机，通过车载充电机（OBC）把交流电转换

为直流电，经过高压配电盒（HVBOX）配送给动力电池进行充电。交流充电方式的充电电流

相对较小，充电速度较慢，通常叫慢充模式。

2.1.1慢充充电流程

（1）车辆断电的情况下，将慢充枪头插入到车辆侧的慢充插座上，听到“咔哒”声，確认

插接到位。

（2）交流供电设备通过CC/CP回路电压检测供电插头与供电插座是否完全连接，无问题

后闭合高压接触器给OBC交流输入供电。OBC上电后，检测充电枪与慢充插座是否完全连

接，自检无故障后，输出低压辅助电源，BMS和VCU激活上电。

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（3）VCU检测到“充电激活信号”和BMS发出的“交流充电连接”后，吸合“慢充高压继电

器”并控制慢充电子锁执行“闭锁逻辑”。

（4）BMS检测车辆侧充电枪是否插接良好，并确认“电缆的额定零售行业 容量”;确认交流供电设

备的最大供电电流;BMS将前两者与OBC发送的“额定输入电流值”进行比较，取最小值设定为

OBC的“最大允许输入电流值”，并将充电电压及充电电流信息发送OBC。

（5）BMS吸合充电继电器，并通过CAN发送“充电机控制命令”，OBC收到后启动充

电。仪表上充电指示灯及慢充枪上ICCB充电指示红灯亮。（见图11，图12）。

（6）当BMS检测到电池达到“满充状态”或收到OBC发送的“充电机中止充电”信号时，

断开充电继电器;VCU检测到BMS断开充电继电器后，断开“慢充高压继电器”并控制慢充电子

锁执行“解锁逻辑”。同时仪表及ICCB上的充电指示灯变绿，表示充电完了。

2.2.2慢充充电逻辑关系的确认

对慢充插座与OBC之间的通讯、控制等逻辑广州到厦门多少公里 关系、通讯协议进行确认。（见图13）

3充电模式及连接方式

（1）参照国标GB/T18487.1-2015《电动汽车传导充电系统第1部分：通用要求》要

求，有四种充电模式及三种连接方式（见表3）：

（2）KX3EV采用的快充选择方式：采用的是充电模式4/连接方式C（见图14）：

（3）KX3EV采用的慢充选择方式：1）慢充充电枪。采用的是充电模式2/连接方式B

（见图15）：

2）慢充充电桩。采用的是充电模式3/连接方式C（见图16）：

4充电注意事项

（1）当充电电路由器重置怎么弄 缆、充电桩及电动车辆连接好进行充电时，切勿触碰电缆接口、电缆插头

及插座。（2）为防止触电，请使用防水充电桩，双手潮湿时切勿触碰充电接口，在涉水或者

下雪时切勿接触充电电缆，闪电情况下切勿充电，切勿用潮湿的充电电缆和插头进行充电。

（3）当发现充电异常时（烧焦味、冒烟），立即停止充电。（4）充电电缆绝缘层损坏时请更

换电缆以免发生触电。（5）连接或拔出充电电缆时，务必要用手握住电缆手柄及插头。以免

不正确操作，导致电缆内部电线断开或者损坏，易产生触电及火灾危险。（6）务必使用指定

的充电桩对电动车进行充电，否则可能会导致充电失败。

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5结论

本文介绍了电动汽车的充电系统的结构，高压充电方法及原理，充电模式及连接方法，

充电注意事项等，方便客户更好地了解电动车，更安全地使用电动车。

参考文献：

凡是注日期的引用文件，其随后所有的修改单（不包括勘误的内容）或修订版均不适用

于本标准。凡是不注日期的引用文件，其最新版本适用于本标准。

[1]GB/T18487.1-2015电动汽车传导充电系统第1部分：通用要求[S].

[2]GB/T20234.1-2015电动汽车传导充电用连接装置第1部分：通用要求[S].

[3]GB/T20234.2-2015电动汽车传导充电用连接装置第2部分：交流充电接口[S].

[4]GB/T20234.3-2015电动汽车传导充电用连接装置第3部分：直流充电接口[S].

[5]GB/T279左右开弓的意思 30-2015电动汽车非车载传导式充电机与电池管理系统之间的通信协议[S].