車載充電機又稱交流充電機，安裝于電動汽車上，通過插座和電纜與交流插座連接，以三相或單相交流電源向電動汽車提供充電電源。車載充電機的優點是不管車載蓄電池在任何時候、任何地方需要充電，只要有充電機額定電壓的交流插座，就可以對電動汽車進行充電。車載充電機的缺點是受電動汽車的空間所限，功率較小，輸出充電電流小，蓄電池充電的時間較長。車載充電機與充電電源連接如圖6-1所示。

　　電動汽車車載充電機原理及特點

　　車載充電機主要為小型電動汽車補充電能，充電功率較小，可利用建在路邊、小區等的交流充電樁為電動汽車充電，并充分利用低谷時段充電。

　　1、原理結構

　　車載充電機輸入采用有源功率因數校正電路，其電氣原理如圖6-16所示，外形如圖6-17所示。

　　2、功能特點

　?。?）具有為電動汽車動力電池安全、自動充滿電的能力。充電機依據電池管理系統（BMS） 提供的數據，能動態調節充電電流或電壓參數，執行相應的動作，完成充電過程。

　?。?）具備高速CAN網絡與BMS通信的功能，判斷電池連接狀態是否正確，獲得電池系統參數及充電前和充電過程中整組和單體電池的實時數據。

　?。?）可通過高速CAN網絡與車輛監控系統通信，上傳充電機的工作狀態、工作參數和故障 告警信息，接受啟動充電或停止充電控制命令。

　?。?）完備的安全防護措施。

　　1）交流輸入過電壓保護功能。

　　2）交流輸入欠電壓告警功能。

　　3）交流輸入過電流保護功能。

　　4）直流輸出過電流保護功能。

　　5）直流輸出短路保護功能。

　　6）輸出軟啟動功能，防止電流沖擊。

　　7）在充電過程中，充電機能保證動力電池的溫度、充電電壓和電流不超過允許值。

　　8）具有單體電池電壓限制功能，自動根據BMS的電池信息動態調整充電電流。

　　9）自動判斷充電連接器、充電電纜是否正確連接。當充電機與充電樁和電池正確連接后，充電機才能允許啟動充電過程；當充電機檢測到與充電樁或電池連接不正常時，立即停止充電。

　　10）充電聯鎖功能，保證充電機與電動汽車動力電池連接分開以前車輛不能啟動。

　　11）高壓互鎖功能，當有危害人身安全的高電壓時，模塊鎖定無輸出。

　　12）具有阻燃功能。

　　3、技術指標

　?。?）環境條件。

　　1）工作溫度：－30~70℃（50℃以上限制輸出功率為額定功率的50%）。

　　2）相對濕度：5%~95%。

　　3）海拔：不高于2000m。

　　（2）交流輸入。

　　1）交流工作電壓：220×（1±20%）V（單相三線）。

　　2）交流工作頻率：（50±1）Hz。

　　3）滿載功率因數：不小于0.99。

　　4）諧波電流總畸變率：不大于5%。

　　4、直流輸出

　?。?）穩流精度：不超過±0.5%。

　?。?）穩壓精度：不超過±0.5%。

　　（3）紋波系數：不小于0.5%。

　?。?）滿載效率：不小于94%。

　?。?）電壓范圍：140～350V。

　　（6）電流范圍：1～8A。

　?。?）最大功率：2.5kW（輸出可恒功率控制）。

　　5、結構防護

　　（1）全封閉結構，外殼防護等級IP54。

　?。?）充電機金屬外殼和零件采用雙層防銹處理，非金屬外殼具有防氧化保護膜或進行防氧化處理。

　?。?）充電機內部印制電路板、接插件進行防潮濕、防霉變、防煙霧處理。

　　6、平均無故障時間

　　平均無故障時間（MTBF）：不小于50 000h。

　　電動汽車車載充電機分類及要求

　　（1）車載DC—DC變換器

　　DC—DC變換器是將一種直流電變換為另一種直流電的技術，主要對電壓、電流實現變換，它在電動汽車中起著能量轉換和傳遞的作用。DC—DC變換器分為單向DC—DC和雙向DC - DC。單向DC—DC的能量只能單向流動，而雙向DC一DC指保持變換器兩端的直流電壓極性不變的前提下，根據需要改變電流的方向，從而實現能量的雙向流動的直流一直流變換器。雙向DC—DC可以實現能量回收，其應用空間更加廣闊。

　　電動汽車包括純電動汽車、混合動力車和燃料電池電動汽車三大類，車載雙向DC - DC變換器是電動汽車的一項關鍵技術。

　　混合動力燃料電池車：由于目前燃料電池發展水平，一般以燃料電池作為主動力，另外均有超級電容（UC）和動力蓄電池（High Voltage Battery，HVB，一般為高壓100~500V）作為輔助動力，構成混合動力燃料電池車，如圖6-14所示。雙向DC—DC變換器作為超級電容和動力蓄電池的功率管理單元，作用是：車輛加速時提供輔助能量，車輛爬坡時提供峰值功率，減速／制動時回收能量，從而有效提高能源利用效率。

　　純燃料電池電動車：雙向DC—DC變換器作為車載蓄電池（Low Voltage Battery，LVB，一般為低壓12V或24V）的功率管理單元，作用是：燃料電池冷態啟動，為燃料電池空壓機提供電源，車輛加速時助力，減速／制動時回收能量，改善車輛的加速和減速性能，如圖6-16所示。

　　純電動汽車：交流電機驅動系統：雙向DC—DC變換器調節逆變器直流側電壓，使得弱磁調速和回饋制動易于實現，擴大電動機調速范圍，提高系統能源利用效率，尤其是對于電動汽車上常用的低感抗電動機更是有效。雙向DC—DC變換器直接驅動直流電動機四象限運行。

　　汽車電子：現代汽車上電氣系統用電量日益增加，車載電氣包括12V和42V兩個等級。雙向DC- DC變換器可以用于12~42V雙電源變換系統。

　?。?）車載Charger

　　車載Charger是一種將交流電變換為直流電的技術，將電網的電能轉化為電動車車載蓄電池的電能。車載高壓充電機安裝于電動汽車上，通過插頭和電纜與交流插座連接，因此也可以稱之為交流充電機。車載充電機的優點是在蓄電池需要充電的任何時候，只要有可用的供電插座，就可以進行充電，其缺點則是受車上空間所限，因而功率處理能力有限，只能提供小電流慢速充電，充電時間一般較長。

　　充電機的基本構成包括功率單元、控制單元、電氣接口和通信接口等。其中電氣接口包括充電機供電電纜及連接器件、充電電纜和充電連接器等。電動車輛充電時，電動車輛和電動車輛充電設備要正確連接，便于在正常情況下使電能安全地從充電設備傳輸給電動車輛。即使在正常使用中有些疏忽，也不會給周圍的環境和人（尤其是充電的操作人員）帶來危險。基本功能要求包括：

　　1）充電機應能對下述電池中的一種或多種充電：鋰離子蓄電池、鎳氫電池、鉛酸電池等。

　　2）在充電過程中，充電機依據蓄電池管理系統提供的數據動態調整充電參數、執行相應動作，完成充電過程。

　　3）充電機應具有與電動汽車或蓄電池管理系統通信的功能。通信目的：判斷電池類型；判斷充電機是否與電動汽車蓄電池系統正確連接；獲得電動汽車蓄 電池系統參數、充電前和充電過程中蓄電池的狀態參數；充電機還應具有與充電站監控系統通信的功能。

　　人機交互功能可以使充電人員獲得充電機的一些信息。充電機應顯示的信息：電池類型、充電電壓、充電電流、電能量計量信息；在出現故障時應有相應的提示信息；以及電池溫度、充電時間等。表6-1、表6-2為車載充電機的一些技術要求。