對于以電池作為動力的新能源汽車來說，充電是必不可少的環(huán)節(jié)，即使以后可能存在和加油一樣的換電服務，但保守估計10年內(nèi)還得依靠各種快充、慢充進行動力電池的補充。這次就簡單為大家介紹一下新能源汽車的充電系統(tǒng)。

充電系統(tǒng)可分為常規(guī)充電和快速充電兩種方式，從外觀大小來看，其實充電口的分別非常簡單，快充口大且為9孔，慢充口小且為7孔，這樣就算是小白用戶也不會插錯。一般兩個充電口會分別設計在車頭和車尾，而部分車型也會將兩個充電口設計在一起，例如車頭或車尾。車主可根據(jù)充電時長需求來選擇充電方式。

快速充電(快充)

快速充電為直流充電方式。充電電流要大一些，這就需要建設快速充電站，它并不要求把動力電池完全充滿，只滿足繼續(xù)行駛的需要就可以了。這種充電模式下，在20~30min的時間里，只為動力電池充電50%~80%即可。地面充電樁(設備)直接輸出直流電能給車載動力電池充電，電動汽車只需提供充電及相關通信接口。

快速充電的優(yōu)點：充電時間短，充電車輛流動快，節(jié)省加電站停車場面積。

快速充電的缺點：充電效率較低，充電機制造、安裝和工作成本較高;充電電流大，對充電的技術和方法要求高，對動力電池的壽命有負面影響;易造成動力電池異常，存在安全隱患，且大電流充電會對公用電網(wǎng)產(chǎn)生沖擊，會影響電網(wǎng)的供電質量和安全。

常規(guī)充電(慢速)

這種充電模式為交流充電方式，由外部電網(wǎng)提供220V民用單相交流電源給電動汽車車載充電機，由車載充電機給動力電池充電，充滿電一般需要5~8小時。

普通充電的優(yōu)點：充電樁(充電盒)成本低、安裝方便;可利用電網(wǎng)晚間的低谷電進行充電，降低充電成本;充電時段充電電流較小、電壓相對穩(wěn)定，能保證動力電池組安全并能延長動力電池的使用壽命。

普通充電的缺點：充電時間過長，難以滿足車輛緊急運行的需求。

快充接口

DC+：直流電源正

DC -：直流電源負

PE：接地（搭鐵）

S+：通訊CAN-H

S-：通訊CAN-L

CC1：充電連接確認

CC2：充電連接確認

A+：12V+

A-：12V-

其中CC1、CC2是如何確認是否連接正常呢？

下面是CC1充電樁連接檢測原理圖。

通過下面的圖表可以知道，要判斷連接是否正常，可以通過檢測點的電壓來確認，不同電壓通過不同電阻分壓獲得。

然后是CC2車輛控制裝置連接確認原理圖。

接通后，兩電阻分壓獲得6V電壓，否則獲得12V電壓。

以比亞迪e6舉例，車輛充電時車身連接裝置用，將外界電能傳導、輸入到動力電池。充電口蓋有阻尼特性，即檢測充電口上“CC1”對“PE”的阻值是否為1KΩ；同時，需要檢測充電口到電源管理器的連接是否正常。

慢充接口

CC：車輛控制裝置連接確認

CP：充電樁連接確認

PE：接地（搭鐵）

L：三相交流電“U”

N：三相交流電“中性”

NC1：三相交流電“V”

NC2：三相交流電“W”

通常NC1與NC2是空的。

L、N就是接的我們家用220V的兩根線。

其中CC、CP是如何確認是否連接正常呢？

“纜上控制盒”與“車輛控制裝置”相互確認連接是否正確。

首先“纜上控制盒”會通過CP檢測點1與檢測點4，檢測電壓是否為12V。如果沒有連接好，檢測點4就沒有搭鐵，就檢測不出電壓，如果連接好了，檢測點4通過PE就與車輛搭鐵相通了，這時電壓就是12V，有12V電后“纜上控制盒”就會讓S1與PWM接通，否則S1是與+12接通。

接著，車輛控制裝置會通過CC檢測R3電阻來確認充電槍與車輛插座是否連接，如果未連接好，電阻為無窮大，否則有相應電阻值。

在這里，車輛控制裝置會設定車載充電機功率（一般都是廠家出廠默認設定好的）：

車載充電裝置，通過CP的占空比信號，判斷纜上控制盒的最大充電電流，一般設定比例如下表。

同時車載充電裝置，也會通過CC上的RC判斷電纜額定容量。

最后，車輛控制裝置計算充電電纜額定容量與纜上控制盒的電流后，把車載充電機最大功率設為他們的最小值。

說了這么多，肯定有人要問：“為什么要配備兩種充電接口？統(tǒng)一成一種不好嗎？”這主要還是快充決定的。

要知道，車輛的充電過程并不僅僅是從電網(wǎng)到電池，中間需要經(jīng)過充電樁，充電線纜、充電插頭、車輛插座接口才能進入車輛。從前面的原理我們也了解到，對于交流充電，進到車輛之后，還并不是直接去往電池，中間還要經(jīng)過車載充電機和BMS兩道關卡。

對于快充而言，充電功率相比較交流充電，具體的充電電壓和電流并沒有限制，從20kW、40kW、60kW到200kW、250kW、350kW都有。只要輸入（電網(wǎng)）和輸出端（車輛）支持，可以做的很大。

電網(wǎng)的電能先進入充電樁，然后通過充電線纜來到車輛，大部分的充電線都固定在充電樁上，另一端是個槍狀的插頭連接車輛（標準中將這種連接方式稱為連接方式C）。

也有少部分充電樁是孤零零的，需要一根獨立的線纜，兩端分別接充電樁和車輛的（連接方式B）；至于充電線纜固定在車輛上的方式（連接方式A）幾乎沒有應用。交流充電可以使用連接方式B和連接方式C，交流充電電流大于32A以及直流充電只能使用連接方式C。

由于車輛的電力系統(tǒng)是一個直流系統(tǒng)，所以交流充電時，交流電并不能夠直接給電池充電，需要經(jīng)過一個名叫車載充電機（OBC，On-board Charger）的部件，進行交直流轉換并根據(jù)BMS的命令變壓之后再提供給電池。

在這張車載充電機的構成圖中，有兩個核心部件——ACDC整流器和DCDC變壓器（圖中的功率單元）。前者用于將交流電轉化為車輛電池可接受的直流電，后者的作用是調(diào)整直流電的電壓。

根據(jù)BMS的命令，動態(tài)調(diào)整充電的電流電壓，適配不同階段電池的充電需求，比如恒流充電時，隨著電池電量的提高，充電電壓也需要隨之提高。也負責轉換低壓，給12V的小電瓶充電。

而直流充電時，直流樁本身便是一個ACDC整流器加DCDC變壓器，直接根據(jù)BMS的需求，在車輛外部轉換交流電，替代了車載充電機的作用，因而直流充電樁也被稱為非車載充電機。

大功率的交流樁

此外，我國國情也決定了大功率的交流樁很少。我國民用交流電網(wǎng)的電壓為一個固定值，如果是單相便是220V，如果是三相就是380V（線電壓）。交流充電電流國標有推薦值，10A/16A/32A/63A。同時標準規(guī)定單相充電電流不得超過32A，三相充電對電流大小沒有具體規(guī)定，目前三相充電電流在16A到63A之間。

據(jù)此進行排列組合，我們可以算出2.2kW、3kW、7kW、11kW、21kW、41kW等充電功率。

220V單相充電最大功率是220V乘以32A約等于7kW。而三相充電最小也就是380乘以16乘以根號3約等于11kW。因為一般小區(qū)配電線路和容量支持到單相32A居多，因此，很多車型配套家充樁便是7kW。

大部分商用充電樁配電容量相對寬裕，為了更高的充電效率，流轉率和經(jīng)濟效益，功率一般11kW起步，甚至還會更高一些。但380V 63A，功率達到41kW的交流樁卻同樣少見。

高規(guī)格的車載充電機

越大功率的交流充電樁，所需的車載充電機、車輛插座的規(guī)格也越高，重量，車內(nèi)空間布置都會要求更高，車企的成本也會隨之上升。車企很少會給車輛配備高規(guī)格的車載充電機。沒有高規(guī)格的車載充電機，高功率的交流樁也就沒有用武之地了。

隨車充

這是萬不得已的情況下，可以直接使用家用的普通三眼插座，有10A和16A兩種規(guī)格。可以在不急用車時使用，優(yōu)點是可充分利用電力低谷時段進行充電，降低充電成本；更為重要的優(yōu)點是可對電池深度充電，提升電池充放電效率，延長電池壽命。

雨天充電

這個問題大可不必擔心，在設計之初就已經(jīng)考慮到雨天為車充電的情況了。無論是快充還是慢充，充電口都是凹進去的且采用向內(nèi)傾斜的設計，同時四周還設計有絕緣密封圈。如果你擔心會有少量雨水進入到充電口內(nèi)，大可不必擔心積水往上涌的問題，雨水會從下面的排水孔流出。

快/慢充充電口中的每個孔都有各自的作用。

以慢充為例，最上面的兩個孔為監(jiān)測孔（藍框），這兩個孔與充電槍完全接觸后才會有電流通過，剩下的五個孔只負責充電。充電槍的各個孔之間都是彼此絕緣的，最上面的兩個孔（①、②）中的連接部分，需要與車輛充電口上方的兩個監(jiān)測孔對接。而充電槍中的這個連接部分設計的非常短，只有充電槍與充電口完全接合，此時才會有電流通過，當剛要拔出充電槍，上方監(jiān)測部分最先斷開并限制電流繼續(xù)流通。

不光充電口有各項預防措施，充電槍也是防水的，防塵放水級別為IP65級別。所以說一般的雨量甚至暴雨都不會對充電口造成危險的，除非車輛處于低洼地區(qū)，因積水沒過充電口，才會發(fā)生短路的危險。

編輯：黃飛

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