實驗七 純電動汽車充電過程演示
一、 實驗目的

1. 正確認識純電動汽車充電系統的作用。
2. 理解純電動汽車充電的實操。
3. 對純電動汽車充電過程演示，查看其構造，解析其作業原理與過程，熟悉其部位件。
4. 對純電動汽車充電系統有一個初步的認識及掌控把握純汽車充電的實操。

二、 實驗原理及說明

1.萬用表功能讓用簡介.
2.動態檢驗測試時直接在操作面板上檢驗測試；
3.電源說明：實驗臺裝配電源總開關點火開關控制；
4.簡易型車載充器模型塊外觀圖；直線DC充電器就是把電網電源經過整流濾波后，并經一系列調控后，輸出DC電源，供給動力電池組實行充電。 目前使用最多的直線DC充電器是高頻開關電源充電器。

6.車載充電系統
充電系統是新能源汽車主要的能源補給系統。

交流ACAC充電樁只提供電力輸出，沒有充電功能，需連接車載充電器為電動汽車充電，相當于只是起了一個控制電源的作用。
直線DC充電樁，如圖4所示為直線DC電動汽車充電樁，俗稱"快充"，固定裝配在電動汽車外，與交流ACAC電網連接，可以為非車載電動汽車動力電池提供直線DC電源的供電裝置。直線DC充電樁的寫入電壓（V）應用三相四線AC 380V±15%，頻率50Hz，輸出為可調直線DC電，直接為電動汽車的動力電池充電。

車載充電器，車載充電器（On-board Charger，也稱車載充電機）。車載充電器是充電系統的重要構成部位件，將220V交流ACAC電轉化為動力電池的直線DC電，完成電池電量的補給。車載充電器內部構造，如圖5所示。

7.充電的方法及特別點
新能源汽車動力電池充電的方法主要有快速充電（直線DC快充）和常規充電（交流ACAC慢充）以及更換電池的方法等。
直線DC快充和交流ACAC慢充方法的區別是：
直線DC充電（快充）主要是經過充電站的充電樁將直線DC高壓電直接經過直線DC充電口給動力電池充電。
交流ACAC充電（慢充）主要是經過家用電源插頭和交流ACAC充電樁接入交流ACAC充電口，經過車載充電器將220V交流ACAC電轉為330V直線DC電（比如比亞迪E6）給動力電池實行充電。
1）快速充電
常規蓄電池的充電方法一般時間較長，給實際使用帶來諸多不便。快速充電電池的出現，為純電動汽車的商業化提供了技術支持。
快速充電又稱直線DC快充或應急充電，是以較大直線DC電流（A）在電動汽車停車的20min～2h的短時間內，為其提供充電服務，一般充電電流（A）為150～400A。
快速充電模式的優點是充電時間短。但是，相對常規充電模式，快速充電也存在一定的缺點：
（1）"快充"實際并不快，而而且降低動力電池使用壽命。
電動汽車充電快慢與充電器功率（W）、電池充電特性和溫度（℃）等緊密相關。當前電池技術水平下，即使快充也需要30min才能充電到電池容量（KV）的80%，超過80%后，為保護電池安全，充電電流（A）必須變小，充到100%的時間將較長。此外，在冬天氣溫較低時，電池要求充電電流（A）變小，充電時間會變得更長些。
2）常規充電
蓄電池在放電終止后，應立即充電（在特殊現象下也不應超過24h）。常規充電電流（A）相當低，約為15A，這種充電叫作常規充電（交流ACAC慢充或慢速充電）。常規蓄電池的充電方法全部應用小電流（A）的恒壓或恒流充電，一般充電時間為5～8h，甚至長達10～20h。這種充電方法是運用車載充電器，接220V交流ACAC電即可。
常規慢充方法的適用現象主要有：
（1）用戶對電動汽車的行駛里程要求相對較低，車輛行駛里程能適用用戶1天的使用需要，運用晚間停運時間可以完成充電。
（2）由于常規慢充充電電流（A）和充電功率（W）對比小，因此在居民區、停車場和共同共用充電站全部可以實行充電。如圖6所示。
（3）規模較大的集中充電站，能夠同時為多輛電動汽車提供停車場地并實行充電。

8.慢充和快充控制策略
快充和慢充的流程均為：應用恒流—恒壓充電方法，在不一樣溫度（℃）界限內以恒定電流（A）充電至動力電池組總電壓（V）達到或最高單體電壓（V）達到此溫度（℃）條件下的規定電壓（V）值，以恒定電壓（V）充電至電流（A）小于0.8A后停止充電。

9.動力電池組的充電要求
充電模式應用"限流、限壓"兩階段充電模式。充電開始階段，一般應用最佳充電倍率(鋰離子電池為0.3CA)實行限流充電。在這一階段，由于電池的電動勢較低，即使電池充電電壓（V）不高，電池的充電流（A）也會很大，必須對充電電流（A）加以限制。所以，這一階段的充電叫 "限流"充電，充電電流（A）保持在限流值。隨著充電的延續，電池電動勢不斷上升，電池的充電壓（V）也不斷上升。當電池電壓（V）上升到允許的最高充電電壓（V）時，保持恒壓充電。在這一階段，由于電池電動勢還在不斷上升，而充電電壓（V）又保持不變，所以電池的充電流（A）呈雙彎彎曲線趨勢不斷下降，一直下降到零。但在實際充電過程中，當充電電流（A）減小到0.015CA時就可停止充電。這一階段的充電叫恒"恒壓"充電，這一階段的充電電壓（V）：U=E+IR=恒壓值。 充電過程及充電電壓（V）、電流（A）的改變如圖7所示。

圖7 充電過程及充電電壓（V）、電流（A）的改變

三、 實驗儀表器具
實驗儀表器具,含有概括儀表器具設備條件、物質條件、相關文獻圖紙文檔實驗指導書等。

序號 名稱 數量 主要用途
1 純電動汽車動力系統實驗平臺
2 汽車電工絕緣工量具組
3 高壓萬用表
4 絕緣手套
5 絕緣拆卸裝配工量具
6 220V 電源插頭座
7 充電線束


四、 實驗內容和步驟

(一）純電動汽車車載充電器模型塊認識
1.觀摩純電動汽車動力系統實驗臺，識別車載充電器部位件裝配位置。
2.觀摩純電動汽車動力系統實驗臺，識別車載充電器模型塊各引線功能。

(二）充電過程演示
1.閉合電源總開關。
2.關閉點火開關。
3.充電線束一側插上車載側的充電口，另一側插上220V的插頭座。
4.充電器提供DC電源給電池充電，電池內部設定充電保護裝置以控制充電最佳電流（A）。
5.萬用表測量電池電壓（V）。
6.實驗實驗完畢后，關閉點火開關，斷開電源開關，整理好充電線束與設備。

五、 實驗報告
1.如何測量試驗車載充電器模型塊？
2.簡述車載充電器模型塊原理與功能？
3.記錄而且解析實驗測試數值成果。
4.簡述快充與慢充的區別？

六、 預習與思考題
1.純電動汽車構成構造與作業原理。
2.純電動汽車車載充電器構造與原理。