电动汽车充电机

专为电动汽车的车用电池充电的设备

电动汽车充电机是一种专为电动汽车的车用电池充电的设备，是对电池充电时用到的有特定功能的电力转换装置。电动汽车充电机可以分为直流充电机和交流充电机。

分类

直流充电机：指采用直流充电模式为电动汽车动力蓄电池总成进行充电的充电机。直流充电模式是以充电机输出的可控直流电源直接对动力蓄电池总成进行充电的模式。

交流充电机：指采用交流充电模式为电动汽车动力蓄电池总成进行充电的充电机。交流充电模式是以三相或单相交流电源向电动汽车提供充电电源的模式。交流充电模式的特征是：充电机为车载系统。

充电机适应电池类型：充电机至少能为以下三种类型动力蓄电池中的一种充电：锂离子蓄电池、铅酸蓄电池、镍氢蓄电池。

详细参数

恒压恒流充电模式，自动完成整个充电过程。使整个充电过程更贴近电池原有特性，避免采用机车原充电方式所造成的蓄电池欠充、过充等问题，有效延长蓄电池使用寿命。机车蓄电池充电机工作时无需人工值守，超长时间充电，无过充危险。电路特点　1．采用已非常成熟的Buck---Boost Converter电路拓扑和技术，使得电路可靠性提高。

2．由于充电机电路工作在开关状态，其转换效率高，整个工作期间效率都在90%以上，不影响机车直流发电机原有工作状态，对机车其它设备不构成影响。

3．采用独特的控制技术，使升降压过渡平稳。

4．电压模式、电流模式双环路控制，工作更稳定。

5．保护电路齐全，各单元电路逐级保护，使充电机工作更加可靠。

6．独特的电路布局和构架，使自身辐射小，不对机车其它设备构成干扰，同时抗干扰能力强，自身工作更稳定。

功能特点

1. 该充电机具有手动、自动和短接三种状态控制，使用操作更加灵活。

a) 自动状态----充电机可根据内燃机工作情况，自动切换工作状态，自动完成电池的接入（短接状态）、断开充电的全过程，不增加工作人员的工作强度。

b) 手动状态----无论是否启动发电机，均可强制充电机工作在充电状态，此功能便于在机车保养维护期间，对其电池的保养和维护时，不需使用其它额外充电设备，通过保养检修时所用110V外接供电线路，就可完成电池的充电保养。

c) 短接状态----在充电机发生故障或不需要充电机工作时，隔离充电机，恢复机车原有线路，无论充电机发生任何情况，均能保证机车正常工作状态

2. 自带LED电压和电流显示，便于监视充电机工作状态。

3. 体积小巧、便于安装。

充电机种类及特点

电动汽车充电机的分类主要如下：

（1）依据电流的不同可分为直流充电机和交流充电机。

（2）依据功率大小的不同可分为大功率充电机和小功率充电机。

（3）依据充电频率的不同可分为工频充电机和高频充电机。

（4）此外，还有负脉冲充电机、三段式充电机、变压器充电机和开关电源式充电机等等

如今，电动汽车充电使用的最广泛的是工频充电机和高频充电机。

工频充电机的特点是:体积大、重量大、耗电高，但是性能可靠、价格便宜。

高频充电机的特点是:体积小、重量小、充电时间短、大电流放电性能好、效率高、具备智能活化功能，有利于电池活化物质的充分溶解、渗透和扩散，电化学反应和浓度极化充分彻底，基本完全激活和发挥了电池能量，并延长了其使用寿命，是传统可控硅充电机无法做到的。高频充电机真正体现了安全、快速、高效、性价比高的充电技术特点。

另外，随着科技的进步，以及人们对充电机技术的不断深入研究，许多新型的充电机应运而生，如：大功率智能高频充电机、可控硅整流充电机等。它们在原有充电机的基础之上，取长补短，无论在充电效率、充电时间方面还是在充电安全保护、充电自动化管理方面都取得了长足进展，代表了未来充电机发展的趋势和方向。

对供电电压的要求

（1）直流充电机输入为额定线电压380V±10%、50±1Hz的三相交流电；

（2）对于容量小于（等于）5kW的交流充电机，输入为额定电压220V±10%、50±1Hz的单相交流电；

（3）对于容量大于5kW的交流充电机，输入为额定线电压380V±10%、50±1Hz的三相交流电。

工作原理

（1）充电机没有与动力蓄电池总成建立连接时，充电机经过自检后自动初始化为常规控制充电方式（可选择手动、IC卡或充电机监控系统操作方式）。充电机采用手动操作时，应具有明确的操作指导信息。

（2）充电机与动力蓄电池总成建立连接后，通过通信获得动力蓄电池总成的充电信息，自动初始化为动力蓄电池总成ECU自动控制方式（简称自动控制充电方式）。

充电机的充电效率和功率因数

交流输入隔离型AC-DC充电机的输出电压为额定电压的50%～100%，并且输出电流为额定电流时，功率因数应大于0.85，效率应大于等于90%。直流输入非隔离型DC-DC 充电机的效率待定。

接口和通信要求

充电机接口：充电机与电动汽车之间的连接应包括以下几部分：高压充电线路、充电控制导引线、充电控制电源线、充电监控通信连接线、接地保护线。同时，充电机应预留与充电站监控系统连接的通信接口。

充电机通信要求：推荐采用CAN总线以及CAN2.0协议作为充电机的通信总线形式和通信协议。

通信内容包括：动力蓄电池单体、模块和总成的相关技术参数，充电过程中电池的状态参数，充电机工作状态参数，车辆基本信息等。

充电机行业状况

1、基本情况：

1）、电动自行车、低端电动汽车发展迅速

目前的电动车以电动自行车、电动三轮车和低端的电动汽车为主，也有部分试运行的高端电动公交车，前者是社会自然需求的结果，后者是政策支持的结果。这些电动车基本都是满足短程出行或运输的需要，充电工作基本上都是由使用者自己解决。

电动自行车的快速发展反映了广大国民强烈改善交通工具的强烈意愿，随着经济的发展，汽车（含电动汽车）必然为成为广大国民的首选交通工具。

2）、高端电动汽车的产业化进程已经启动

由于电动汽车在节能减排方面的现实需要和化石能源面临枯竭的中远期状况，国内外的许多汽车厂在积极研究和推广电动汽车，而中国能源结构和环境治理方面的压力更是促动近期的汽车产业结构调整政策。政策一出，万马奔腾。目前已有比亚迪、奇瑞、众泰、福田等十几个电动汽车厂生产出电动汽车，其它厂家也将在2010年底或2011年初集中推出电动汽车产品。而外资和合资品牌的电动汽车也纷纷推出性能优良、外观时尚的新能源电池抢占中国市场。

国家发展汽车工业发展规划的电动汽车基本是指能够进行远途运行和时速达到80公里以上的的电动轿车和电动大巴车。目前多指锂电池电动汽车和双动力汽车（燃油+氢或锂电）。

3）、新能源汽车的出现致使电动汽车充电站的建设成为必然

新型电动汽车的蓄电池组容量较大（小型车普遍采用锂电池），充满电所需的功率较大，尤其是快速充电时所需的瞬时功率单车达到上百千瓦，非专线电网难以承受。必须铺设专门电缆建设专业充电站或建设储能快速充电站。

如果没有快速充电站的支持，仅仅依靠夜间停车慢速充电(约10几个小时)是不能满足出行和营运需要的。

4）、商业型高端电动汽车充电站尚未出现

2008年至2010年，在国家提供资金的情况下，目前只有少数供内部（公交为主）使用的样板型充电站，其中主要表现在，北京奥运会，上海世博会以及广州亚运会的电动汽车充电站建设，而用于为商业型电动汽车提供快速充电的商用充电站尚未出现。

2、政策主导的电动汽车充电站建设情况

“十二五”期间，国内电动汽车用充电设施建设规模将超百亿元，以国家电网为代表的能源企业将主导这一巨额投资。同时，工信部也将推动制定国家标准，统一电动汽车充电接口，加速推进电动汽车基础设施建设。

“十二五”期间，国家“十城千辆”节能与新能源汽车示范城市将达25个，按照这样的推广规模，到2015年，中国将建成2000个包括整车充电和电池更换模式在内的两类充电站及40万个充电桩。这只是在大规模商业示范阶段的科技规划，并非产业规划。另据国家电网披露的计划，从2011年到2015年，仅国家电网计划建设的电动汽车充电站规模就达到4000座，到2020年，电动汽车充电站将达到10000座。

刚刚过去的2010年，国家电网公司计划在有营业区的27家网省公司全面推进电动汽车充电站建设，拟建公用充电站75座、交流充电桩6209台以及部分电池更换站。

根据国家电网的这一规划，截至10年年底，充电站主设备总投资规模已达到3亿元，2011年，国家电网将在环渤海和长三角两个区域建设跨城际的智能充换电服务网络，在“十二五”期间建设充换电站2351座，充电桩22万个，为电动汽车产业和低碳经济发展服务。未来5年投资140亿元，2016年到2020年间再投资180亿元，到2020年充电站主设备总投资将达到320亿元。

业内专家预测，2013年以后电动汽车才可能达到5%的年新车销售渗透率，这除了要求提高电池的能量密度、使用寿命以及安全性能；降低电动汽车与传统汽车价格的差距外，还需要主要城市能够配备一定数量的基础设施，例如在停车场及主要街道上安装充电桩。

充电及更换电池所需的基础设施是发展电动汽车的先决条件。由于看到充电站建设在未来给企业带来的市场机遇，国家电网、南方电网和中海油等能源企业已正式宣布进入电动汽车基础设施领域，现在总体仍处于起步阶段，但各地政府和企业的热情非常高涨。

目前国内尚无统一的电动汽车充电设施统一标准。当前各个厂家采用的标准都是抄国外的，正处于建设初期，标准需要在实践过程中总结，这期间总要经历推荐性标准的过程，主导电动汽车充电设施建设的国家电网公司与南方电网公司都采取了各自的标准。北京、深圳、合肥各地也都分别出台了不同的充电站地方标准，各地建设的充电站接口各不相同，互不通用。这意味着在标准还没有完成的情况下开始建设的充电设施，有的可能以后得推倒重来，这势必将造成一部分浪费。也充分说明电动汽车充电机正处于行业初级阶段。

上述这种情况已经引起政府部门的注意。2010年11月10日，工业和信息化部装备工业司公布《电动汽车传导充电用连接装置》等三项系列推荐性国家标准向社会征求意见。

工业和信息化部装备工业司司长张相木在接受记者专访时表示，“在新能源汽车基础设施建设的分工上，国家能源局将主要负责充电设施的布局、选址和建设规模，工信部将主要负责统一充电设备标准和充电接口标准，在这方面，汽车企业原先都各自为战，今后这种局面将得到改变。”可以预见，标准的统一无疑将加速充电站的普及与推广，而充电站的建设必然会用到电动汽车充电机，尤其是性能优良对电网污染小的高性能绿色充电机。

技术参数

使用和保养

① 交流电源插座必须与充电机的交流电源插头相匹配。

② 交流电压应较稳定，变化不应超过220V±10﹪范围。

③ 充电操作程序：a、开车辆的电源锁开关b、充电插头与车身充电插座c、电源插头与市电插座相连。

④ 充电器接通电源后，当接线正确时电源指示灯亮，1-30A充电电流指示灯亮一路恒充、二路恒充指示灯亮。充电时间亏电状态下10小时以上为好。

⑤ 充电过程变化如下：第一阶段恒流25A充电6小时左右；第二阶段恒压充电3小时左右；最后进入浮充阶段，这时，浮充灯会亮，充电电流指示灯只亮1-2只，风扇停止转动。包合灯亮进入浮充阶段说明电池电量已经充足。

⑥ 待电池充满电后，或任何需要关机时，必须先断开电器输入端电源，然后再断开充电器与电池之间的连接。

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