新型电动汽车用双向车载充电机的设计与研究

1、插电混动汽车充电方式有哪些

导读：插电混动汽车充电方式有哪些

随着社会的不断发展，当今电动汽车的发展很迅速，大大的 超越 了我们的想象，在电动汽车发展的同时，电动汽车充电，怎么充电就成了一个大难题，插电混动汽车充电的方式是多种多样的，下面电动小邦就给大家介绍一下插电混动汽车怎么充电。

电动汽车充电设备

包括车载充电机、车载充电发电机组和运行能量回收充电装置。它将一根带插头的交流动力电缆线直接插到电动汽车的插座中给电动汽车充电。车载充电装置通常使用结构简单、控制方便的接触式充电器也可以是感应充电器。它完全按照车载蓄电池的种类进行设计，针对性较强。

非车载充电装置，即地面充电装置，主要包括专用充电机、专用充电站、 通用 充电机、公共场所用充电站等。它可以满足各种电池的各种充电方式。通常非车载充电器的功率、体积和重量均比较大，以便能够适应各种充电方式。

另外，根据对电动汽车蓄电池充电时的能量装换的方式不同，充电装置可以分为接触式和感应式。

随着电力电子技术和变流控制技术的飞速发展，高精度可控变流技术的成熟和普及，分阶段恒流充电模式已经基本被充电电流和充电电压连续变化的恒压限流充电模式取代。直到目前，主导充电工艺的还是恒压限流充电模式。接触式充电的最大问题在于它的安全性和通用性，为了使它满足严格的安全充电标准，必须在电路上采用许多措施使充电设备能够在各种环境下安全充电。恒压限流充电和分阶段恒流充电均属于接触式充电技术。

近年来，新型的电动汽车感应充电技术发展很快。、感应充电器是利用高频交流磁场的变压器原理，将电能从离车的原方感应到车载的副方，以达到给蓄电池充电的目的。感应充电的最大优点是安全，这是因为充电器与电动汽车之间并无直接的点接触，使得即使电动汽车在恶劣的气候下，如雨雪天，进行充电也无触电的危险。

常规充电方式

该充电方式采用恒压、恒流的传统充电方式对电动车进行充电。以相当低的充电电流为蓄电池充电，电流大小约为15A,若以120Ah（例如360V,即串联12V100A h3 0只）的蓄电池为例，充电时间要持续8个多小时。相应的充电器的工作和安装成本相对比较低。电动汽车家用充电设施（车载充电机）和小型充电站多采用这种充电方式。车载充电机是纯电动轿车的一种最基本的充电设备。充电机作为标准配置固定在车上或放在后备箱里。由于只需将车载充电器的插头插到停车场或家中的电源插座上即可进行充电，因此充电过程一般由客户自己独立完成。直接从低压照明电路取电，充电功率较小，由220V/16A规格的标准电网电源供电。典型的充电时间为8～10h（SOC达到95%以上）。这种充电方式对电网没有特殊要求，只要能够满足照明要求的供电质量就能够使用。由于在家中充电通常是晚上或者是在电低谷期，有利于电能的有效利用，因此电力部门一般会给予电动汽车用户一些优惠，例如电低谷期充电打折。

小型充电站是电动汽车的一种最重要的充电方式，充电机设置在街边、超市、办公楼、停车场等处。采用常规充电电流充电。电动汽车驾驶员只需将车停靠在充电站指定的位置上，接上电线即可开始充电。计费方式是投币或刷卡，充电功率一般在5～10kW,采用三相四线制380V供电或单相220V供电。其典型的充电时间是：补电1～2h,充满5～8h（SOC达到95%以上）。

快速充电方式

该充电方式以150～400A的高充电电流在短时间内为蓄电池充电，与前者相比安装成本相对较高。快速充电也可称为迅速充电或应急充电，其目的是在短时间内给电动汽车充满电，充电时间应该与燃油车的加油时间接近。大型充电站（机）多采用这种充电方式。

大型充电站（机）—快速充电方式（如图4）主要针对长距离旅行或需要进行快速补充电能的情况进行充电，充电机功率很大，一般都大于30kW,采用三相四线制380V供电。其典型的充电时间是：10～30min。这种充电方式对电池寿命有一定的影响，特别是普通蓄电池不能进行快速充电，因为在短时间内接受大量的电量会导致蓄电池过热。快速充电站的关键是非车载快速充电组件，它能够输出35kW甚至更高的功率。由于功率和电流的额定值都很高，因此这种充电方式对电网有较高的要求，一般应靠近10kV变电站附近或在监测站和服务中心中使用。

@2019

2、充电桩的充电技术

自19世纪第1辆电动汽车面世至今，均采用可充蓄电池作为其动力源。对于一辆电动汽车来讲，蓄电池充电设备是不可缺少的子系统之一。它的功能是将电网的电能转化为电动汽车车载蓄电池的电能。电动汽车充电装置的分类有不同的方法，总体上可分为车载充电装置和非车载充电装置。
车载充电装置指安装在电动汽车上的采用地面交流电网和车载电源对电池组进行充电的装置，包括车载充电机（图1-13）、车载充电发电机组和运行能量回收充电装置，将一根带插头的交流动力电缆线直接插到电动汽车的充电插座中给蓄电池充电。车载充电装置通常使用结构简单、控制方便的接触式充电器，也可以是感应充电器。它完全按照车载蓄电池的种类进行设计，针对性较强。非车载充电装置，即地面充电装置，主要包括专用充电机、专用充电站、通用充电机、公共场所用充电站（图1-14）等。它可以满足各种电池的各种充电方式。通常非车载充电器的功率、体积和重量均比较大，以便能够适应各种充电方式。
另外，根据对电动汽车蓄电池充电时能量转换的方式不同，充电装置可以分为接触式和感应式。随着电力电子技术和变流控制技术的飞速发展，高精度可控变流技术的成熟和普及，分阶段恒流充电模式已经基本被充电电流和充电电压连续变化的恒压限流充电模式取代。主导充电工艺的还是恒压限流充电模式。接触式充电的最大问题在于它的安全性和通用性。为了使它满足严格的安全充电标准，必须在电路上采用许多措施使充电设备能够在各种环境下安全充电，恒压限流充电和分阶段恒流充电均属于接触式充电技术。新型的电动汽车感应充电技术发展很快。感应充电器是利用高频交流磁场的变压器原理，将电能从离车的原方感应到车载的副方，以达到给蓄电池充电的目的。感应充电的最大优点是安全，这是因为充电器与车辆之间并无直接的点接触，即使车辆在恶劣的气候下，如雨雪天，进行充电也无触电的危险。

3、浅谈OBC车载充电机技术

关于汽车来说我们有着很多不了解的秘密，要想理解这些机密我们就要先理解一下新能源汽车电子之车载OBC设计。车载充电机（On-board charger）是完成将交流电转换为电池所需的直流电，并决议了充电功率和效率的关键部件；所以OBC技术的进步和用户充电体验有着十分大的关系。随着电动汽车的进一步技术开展和市场扩展，目前常见的3.3kw OBC产品曾经不再能满足OEM的需求，将来几年OBC将有明显的功用上和性能上的变化。本文整理一些关于OBC产品的考虑和想法。所以目前电动汽车供电设备(EVSE)与电动汽车之间的互联，主要由这几个规范来界定，随着电动汽车的进一步技术发展和市场扩大，目前常见的3.3kw、6.6kw OBC产品已经不再能满足OEM的需求，未来几年OBC将有明显的功能上和性能上的变化。那么大家对新能源汽车电子之车载OBC设计有多少了解呢！今天我就为大家引见一下新能源车载OBC设计这个问题吧。

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4、新能源车防反接是在那个地方

新能源物流车车载充电机蓄电池实用型防反接电路的制作方法
文档序号：18336091发布日期：2019-08-03 15:52阅读：364来源：国知局
导航： X技术> 最新专利>发电;变电;配电装置的制造技术

本实用新型涉及车载充电机技术领域，尤指新能源物流车车载充电机蓄电池实用型防反接电路。

背景技术：

新能源的普及已成定局，每一个参与者都有可能成为胜利者，而成为胜利者要付出的代价也必然是巨大的。虽然我国是推进新能源力度最大的国家之一，但是其实我们涉足新能源领域的时间并不长，市场的成长需要时间，产品认可度的提升需要时间，如何提升产品在市场上的竞争力，如何将“对用户的理解”转化为产品的硬实力，这是各大企业的竞争根本。

目前市场上的新能源汽车都会考虑蓄电池防接反这个问题，如果没有防反接、输出短路等保护功能，当用户操作不正确时会损坏充电机和蓄电池，蓄电池烧毁起火甚至引起火灾，从而造成无法挽回的重大经济损失。有些厂家为了降低自己的成本不惜铤而走险，只在产品上张贴防反标识或者只是简单的接头防反，实际电路中并没有防反功能，存在着很大的安全隐患。为了防止蓄电池充电时正负极接反的情况发生，我公司设计了一种实用型蓄电池充电防反接电路用于新能源物流车上.

如附图一所示，目前市场上的新能源物流车上的蓄电池充电防反接电路大多由单片机检测蓄电池电压，来控制继电器的打开与关闭。由于新能源物流车使用的蓄电池电压较高，所以使用的继电器也属于高压继电器，加上单片机控制电路的配合，整个防反接电路设计的成本较高。不仅如此，车子上的震动会导致继电器的触点簧片变形受伤，从而影响继电器的吸合，可靠性差。而且继电器的体积较大，这也给设计上带来了一些困难。在使用寿命方面，继电器的长时间使用会导致触点的粘连和烧蚀现象的发生，这大大降低了电路的可靠性和使用寿命。

技术实现要素：

本实用新型要解决的技术问题是克服现有技术的缺点，提供新能源物流车车载充电机蓄电池实用型防反接电路。

为了解决上述技术问题，本实用新型提供了如下的技术方案：

本实用新型提供新能源物流车车载充电机蓄电池实用型防反接电路，包括充电机输出端、蓄电池充电接口端与防反接电路，所述充电机输出端连接防反接电路，防反接电路包括三级管Q1，基极限流电阻R6，分压电阻R2、R3，MOS管M2，二极管D1与电阻R1，R5；所述充电机输出端的正极端连接三级管Q1的发射极与分压电阻R2，三级管Q1的集电极连接电阻R1，三级管Q1的基极连接基极限流电阻R6；所述基极限流电阻R6的另一端连接分压电阻R2，分压电阻R2串联分压电阻R3，分压电阻R3的另一端连接至MOS管M2的漏极；所述MOS管M2的栅极连接电阻R1，电阻R1连接稳压二极管与电阻R4。

作为本实用新型的一种优选技术方案，充电机输出端的负极端连接稳压二极管正极、电阻R4、MOS管M2的源极与电阻R5，电阻R5串联二极管D1至蓄电池充电接口端的负极端，二极管D1正极端连接MOS管M2的漏极。

作为本实用新型的一种优选技术方案，蓄电池充电接口端的正极端连接充电机输出端的正极端。

作为本实用新型的一种优选技术方案，蓄电池充电接口端负极端连接二极管D1正极端。

本实用新型所达到的有益效果是：本实用新型电路简单可靠实用，自动防反，适用于高压蓄电池，成本低，体积小，降低了成本，提升了产品的可靠性与稳定性，同时避免了使用人员的疏忽造成蓄电池反接的带来的损失，进一步保障了社会经济效益。

附图说明

附图用来提供对本实用新型的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本实用新型的实施例一起用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的限制。

在附图中：

图1是现有蓄电池充电防反接电路示意图；

图2是本实用新型蓄电池正负极正确连接时电路原理图；

图3是本实用新型蓄电池正负极接反时电路原理图。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“竖直”、“上”、“下”、“水平”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

在本实用新型的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

实施例：如图2所示，本实用新型提供新能源物流车车载充电机蓄电池实用型防反接电路，包括充电机输出端、蓄电池充电接口端与防反接电路，所述充电机输出端连接防反接电路，防反接电路包括三级管Q1，基极限流电阻R6，分压电阻R2、R3，MOS管M2，二极管D1与电阻R1，R5；所述充电机输出端的正极端连接三级管Q1的发射极与分压电阻R2，三级管Q1的集电极连接电阻R1，三级管Q1的基极连接基极限流电阻R6；所述基极限流电阻R6的另一端连接分压电阻R2，分压电阻R2串联分压电阻R3，分压电阻R3的另一端连接至MOS管M2的漏极；所述MOS管M2的栅极连接电阻R1，电阻R1连接稳压二极管与电阻R4。

充电机输出端的负极端连接稳压二极管正极、电阻R4、MOS管M2的源极与电阻R5，电阻R5串联二极管D1至蓄电池充电接口端的负极端，二极管D1正极端连接MOS管M2的漏极。

蓄电池充电接口端的正极端连接充电机输出端的正极端。

蓄电池充电接口端负极端连接二极管D1正极端。

当蓄电池的充电接口端与此电路连接正确时，充电机的输出端正极与蓄电池的正极相连接，此时Q1三级管的发射极为充电机输出的正向电压，并且三极管的基极得到一稍低的电压，R6为基极限流电阻，R2与R3电阻串联分压提供基极偏置电压，此时三极管Q1导通，三极管集电极得到电压，电压经过电阻R1限流后到达MOS管M2的栅极，并为栅极提供驱动电压，此时MOS管M2导通，充电机输出端通过MOS管给蓄电池充电，完成无缝连接。D1和R5抑制冲击电流，电池正确连接时充电机内部电容充电。

如图3所示，图3为本实用新型蓄电池正负极接反时的电路原理图，此时Q1三级管的发射极与基极电压不构成导通条件，所以Q1三极管没有导通，从而使MOS管M2不工作，MOS管M2关断，充电机和蓄电池连接失败，充电机和蓄电池均无异常，需重新检查确认正确连线，从而有效的保护了蓄电池。

值得注意的是：整个装置通过总控制按钮对其实现控制，由于控制按钮匹配的设备为常用设备，属于现有常熟技术，在此不再赘述其电性连接关系以及具体的电路结构。

最后应说明的是：以上仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

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5、汽车车载充电机的现状

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。

希望可以采纳，谢谢

6、毕业设计要做一个电动汽车车载充电机，有大神可以指点一下吗

目前电动车充电机行业内较多在做的是非车载的，汽车上只要保留蓄电池和充电接口以及通讯接口就行，通过外部高压，一般是400V充电系统来充电。一般由电力电源或者通信电源的制造商在转型做，要求模块化，热插拔，功率高，谐波含量少，一般都做成三相电源。较多采用有源三相功率因数校正加上DC/DC变换器来控制输出电压，难点在功率拓扑和控制方式上，并且充电机安全要高于传统工业领域，对可靠性和安规方面要求较高。

7、新能源汽车充电机是啥

新能源汽车相当环保，有国家政策支持。最重要的是购车有一点补贴。购买新能源汽车不仅便宜，而且相当环保，所以很多消费者选择购买新能源汽车。但是新能源汽车的充电问题一直是大家头疼的问题，有小企业发明了充电器。什么是新能源汽车充电器？

新能源汽车充电器共享:分类

DC充电器:指采用DC充电模式为电动汽车动力电池总成充电的充电器。DC充电模式是一种由充电器输出的可控DC电源直接为动力电池组件充电的模式。

交流充电器:指采用交流充电方式对电动汽车动力电池总成进行充电的充电器。交流充电模式是三相或单相交流电源为电动汽车提供充电电源的模式。交流充电模式的特点是充电器为车载系统。

充电器的适配电池类型:充电器可为以下三种动力电池中的至少一种充电:锂离子电池、铅酸电池和镍氢电池。

新能源汽车充电器共享:功能

1.充电器有手动、自动、短路三种状态调节，操作更加灵活。

a)自动状态——充电器可以根据内燃机的工作状态自动切换工作状态，自动完成电池接入(短路状态)和充电断开的全过程，无需增加工作人员的工作强度。

b)手动状态——无论发电机是否启动，都可以强制充电器在充电状态下工作。该功能便于机车检修时蓄电池的维护保养，无需使用其他额外的充电设备，蓄电池可通过检修时使用的110V外接电源线路进行充电和维护。

c)短路状态——当充电器发生故障或不工作时，隔离充电器，恢复机车原有线路。无论充电器发生什么情况，都可以保证机车的正常工作状态。

2.原装LED的电压电流显示方便监控充电器的工作状态。

3.体积小，安装方便。

新能源汽车充电器分享:简介

电动汽车充电器是专门为电动汽车的电池充电而设计的一种设备，是给电池充电时具有特定功能的功率转换装置。汽车的充电功能包括DC充电器和交流充电器。

随着科技的进步，以及对充电器技术的不断深入研究，许多新型充电器应运而生，如:大功率智能高频充电器、晶闸管整流充电器等。他们在原有充电器的基础上，取长补短，在充电效率、充电时间、充电安全、充电自动化管理等方面基本都取得了长足的进步，代表了充电器未来的发展趋势和方向。

8、纯电动汽车车载充电机的技术方案、难点是什么？设计时应注意什么？

目前电动车充电机行业内较多在做的是非车载的，汽车上只要保留蓄电池和充电接口以及通讯接口就行，通过外部高压，一般是400V充电系统来充电。一般由电力电源或者通信电源的制造商在转型做，要求模块化，热插拔，功率高，谐波含量少，一般都做成三相电源。较多采用有源三相功率因数校正加上DC/DC变换器来控制输出电压，难点在功率拓扑和控制方式上，并且充电机安全要高于传统工业领域，对可靠性和安规方面要求较高。