電動(dòng)汽車(chē)充電機是一種對電動(dòng)汽車(chē)電池充電時(shí)用到的有特定功能的電力轉換裝置。充電機根據固定位置不同可分為車(chē)載充電機和非車(chē)載充電機,根據充電方式不同,充電機又分為交流充電機和直流充電機。交流充電機是指采用交流充電模式為電動(dòng)汽車(chē)動(dòng)力蓄電池總成進(jìn)行充電的充電機。交流充電模式是以三相或單相交流電源向電動(dòng)汽車(chē)提供充電電源的模式。交流充電模式的特征是:充電機為車(chē)載系統。交流充電機輸出電流為16A或者32A因此被稱(chēng)為“慢充”。直流充電機是指采用直流充電模式為電動(dòng)汽車(chē)動(dòng)力蓄電池總成進(jìn)行充電的充電機。直流充電模式是以充電機輸出的可控直流電源直接對動(dòng)力蓄電池總成進(jìn)行充電的模式。直流充電機因為輸出電流可控因此又被稱(chēng)為“快充”。
根據GB/T 18487.3-2001《電動(dòng)車(chē)輛傳導充電系統 電動(dòng)車(chē)輛交流/直流充電機(站)》的要求,電動(dòng)車(chē)輛交流充電機(站)和電動(dòng)車(chē)輛之間可采用三種不同的連接方式:
方式A:供電電纜和插頭永久性固定于電動(dòng)車(chē)輛(EV)上;
方式B:使用帶有電動(dòng)車(chē)輛連接器和電源連接器的獨立活動(dòng)電纜;
方式C:供電電纜和連接器永久性固定于充電機(站)上;
對于直流充電機,由于其充電速度快,因此采用連接方式C。
車(chē)載充電機是指固定安裝在電動(dòng)汽車(chē)上的充電機,其主要功用是為電動(dòng)汽車(chē)的動(dòng)力電池安全、快速、便捷地充滿(mǎn)電。車(chē)載充電機通過(guò)插頭和電纜與交流插座連接,因此也可以稱(chēng)之為交流充電機,車(chē)載充電機優(yōu)點(diǎn)是在蓄電池需要充電的時(shí)候,只要有可用的供電插座,就可以進(jìn)行充電,其缺點(diǎn)則是受車(chē)上空間所限,功率處理能力有限,只能提供小電流慢速充電,充電時(shí)間一般較長(cháng)。
車(chē)載充電機作為一個(gè)電力電子系統,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??刂齐娐穼?shí)現與電源管理的串行通信,并根據需求來(lái)控制功率驅動(dòng)電路輸出一定的電壓和電流。

圖1 車(chē)載充電機兩種基本類(lèi)型
車(chē)載充電機的主要參數有輸入電壓范圍、輸出電壓范圍、充電功率和變換效率。車(chē)載充電機有單向和雙向之分,單向車(chē)載充電機僅作為單向的電網(wǎng)對電動(dòng)汽車(chē)充電;雙向車(chē)載充電機既可以用電網(wǎng)對電動(dòng)汽車(chē)充電,也可以通過(guò)電動(dòng)汽車(chē)給外部接口放電,作為應急或者V2G電網(wǎng)功率調節使用。
車(chē)載充電機一般有4個(gè)接口,分別為:
1)AC輸入端:連接從交流充電插座進(jìn)來(lái)的連接器;
2)DC輸出端:充電機與電池連接端口;
3)低壓控制接口:車(chē)載充電機與BMS和外部連接的低壓接口,通常為12V;
4)液冷輸入和輸出流道接口:冷卻液流入和流出接口。
非車(chē)載充電機是指固定安裝在電動(dòng)汽車(chē)外,與交流電網(wǎng)連接,為電動(dòng)汽車(chē)動(dòng)力蓄電池等可充電的儲能系統提供直流電能的設備。
非車(chē)載充電機由功率單元、控制單元、計量單元、充電接口、供電接口及人機交互界面等部分組成。非車(chē)載充電機的輸出電壓根據動(dòng)力蓄電池系統電壓等級分為五級,輸出電壓范圍與標稱(chēng)輸出電壓優(yōu)先值如下表所示:
表1 非車(chē)載充電機輸出電壓
| 輸出電壓等級 | 輸出電壓范圍/V | 標稱(chēng)輸出電壓優(yōu)先值/V |
| 1 | 24~65 | 48 |
| 2 | 55~120 | 72 |
| 3 | 100~350 | 144、288 |
| 4 | 300~500 | 384 |
| 5 | 450~750 | 544 |
充電機的輸出直流額定電流宜優(yōu)先采用:10A、20A、30A、60A、100A、120A、200A、400A。
充電機的額定電壓輸入和額定電流輸入應以國家標準為依據,根據充電機和電動(dòng)汽車(chē)不同的連接方式,首選的電壓額定值和電流額定值如表2所示:
表2 充電機輸入電壓和電流
| 輸出方式 | 交流電壓及電流 |
| A | 單相220V,16A |
| B | 單相/三相 220/380V,32A |
| C | 三相380V,最大250A |