车载充电机工作原理与充电过程

新能源电动汽车充电机，按照其是否固定在汽车上，分为车载充电机和非车载充电机两类。

车载充电机（On-Board Charger；OBC）是迪龙新能源科技河北有限公司主要产品之一，它以交流电源作为输入，输出为直流电，为汽车动力电池充电。除此之外，公司还有车载DC-DC变换器与车载集成一体充电机等产品。

由于交流充电桩的基本功能只是将电网的交流电引出到方便电动汽车充电的位置，并提供一个标准的充电接口，所以车辆在使用交流充电桩充电时，都需要连接车辆内部的车载充电机进行交流到直流转换，才能实现充电。

车载充电机是电动汽车电气系统的重要组成部分，被固定安装在车辆内部，其输入端以标准充电接口的形式固定在车体上，用于连接外部交流电源，输出端连接车辆动力电池的慢充接口。

 

在电动汽车CAN总线通讯拓扑结构中，车载充电机作为一个节点挂在CAN总线上，通过CAN与电池管理系统和整车控制器进行数据交换。

通过《QCT 895-2011电动汽车用传导式车载充电机》标准中的充电机结构示意图，可以看到车载充电机的主要组成部分有输入端口、控制单元、功率单元、低压辅助单元和输出端口。

如图所示，输入接口有7个pin口，三类连接，包括交流电源连接、高压中性线、车辆底盘地、充电连接确认和控制确认。

标准的输入接口采用单相输入220V电压，但如果功率需要，也可启用两个备用pin口，可以实现380V输入。

控制单元，通过CAN与车辆电池管理系统进行通信，进行充电请求、充电监控，并调节输出电流和电压，实现输出电流和电压接近于电池管理系统要求的数值。

低压辅助单元，是一个标准的低压电源，输出电压为12V或24V，用于充电期间为电动汽车电池管理系统、热管理系统、仪表等供电。

功率单元，主要将输入的交流电转换为适合动力电池系统电压的直流电。

输出端口，包括低压辅助电源正负极两个pin口、高压直流输出正负极两个pin口和底盘地、CAN通讯H和L与充电请求信号线。

依据《QCT 895-2011电动汽车用传导式车载充电机》标准中对车载充电机充电工作过程的详细叙述，主要有连接确认、准备就绪、开始充电和充电完成等步骤。

步骤一：连接确认

在完成与外部电源插头插座连接后，此时车辆处于不可行驶状态，整车控制器VCU开始检查检测点3的电压，用来确认外部电源插头是否与车辆连接完好。

如图所示，当开关S1闭合后，供电设备上的PWM发生器发出调制脉冲信号，VCU检查检测点2是否收到PWM信号，如果有信号，说明充电设备连接完成。

步骤二：准备就绪

如上图车载充电机控制引导电路图所示，在完成连接确认过程后，车载充电机向VCU发送充电请求信号，并通过低压电源向整车控制器供电，如果VCU判断电池包状态可以充电，则向车载充电机发送充电报文。

然后由供电设备向整车控制器提供最大充电电流值，在VCU综合考虑电池包、车载充电机和供电设备三者的最大电流后，选择最小值作为此次充电电流上限，避免三者中任意一方出现过流。

步骤三：开始充电

在充电电流阈值设置完毕后，慢充回路继电器闭合，开始充电过程，过程中VCU监测检测点3的状态，周期确认连接状态是否完好，供电设备端监测检测点1，确认连接是否完好。

步骤四：充电完成

充电完成的条件是电池充满或者在充电连接确认过程中，任何一个连接确认条件不满足，VCU都会要求结束供电，并发送报文要求车载充电机停止工作。

审核编辑 黄宇