2.1 纯电动汽车的充电（课件）-《新能源汽车日常使用与维护修》同步精品课堂（高教版）

项目二 新能源汽车的正确使用 2.1 纯电动汽车的充电 《新能源汽车日常使用与维护》（高教版） 高等教育出版社 专题复习讲练测 1 学习目标 知识目标 1.学生了解纯电动汽车的主要充电方式，包括快充和慢充的特点及适用场景。 2.掌握公共充电桩的类型，如交流充电桩和直流充电桩的区别。 3.熟悉纯电动汽车充电前的检查事项以及充电过程中的注意要点。 能力目标 1.能够正确识别不同类型的充电设备，并根据实际情况选择合适的充电方式。 2.具备在充电过程中发现问题并采取正确应对措施的能力，如遇到异常情况能及时断开充电设备。 情感目标 1.培养学生对纯电动汽车充电安全的重视意识，养成良好的充电习惯。 2.激发学生对新能源汽车领域的兴趣和探索精神，增强对环保出行方式的认同感。 3.通过小组讨论和合作完成作业，培养学生的团队合作精神和责任感。 同学们，大家想象一下这样一个场景。周末，小明一家准备去郊外自驾游。他们开着新买的纯电动汽车，兴高采烈地出发了。可是，当他们行驶了一段距离后，发现车辆的电量不太够了。这时候，小明的爸爸开始寻找可以给汽车充电的地方。 那同学们，你们知道小明的爸爸可以去哪里给纯电动汽车充电吗？纯电动汽车的充电方式又有哪些呢？带着这些问题，让我们一起走进今天的课堂，来学习纯电动汽车的充电知识。 导入情景 01 一、充电系统的功用 充电是将交流或直流(电网)调整为标准的电压/电流,为电动汽车动力蓄电池提供电能也额外地为车载电气设备供电。动力蓄电池充电通常应当完成三个任务:①尽快使电池恢复额定容量:②消除电池在放电过程中引起的不良后果,也就是修复由于深度放电、极化导致的电池性能损坏:3对电池进行补充充电,克服电池自放电引起的不良影响。 新知学习 02 二、 充电方式 充电系统是新能源汽车主要的能源补给系统,常见的充电方式包括常规充电、快速充电无线充电、更换电池充电、移动式充电五种。常规充电(又称慢充)是指使用220V单相民用交流电或380V三相四线制工业电,通过整流变换,将交流电变换为高压直流电给动力蓄电池进行供电。该充电方式采用恒压、恒流的传统充电方式对电动汽车进行充电。快速充电一般使用380V三相四线制工业电,通过功率变换后,直接将高压大电流通过母线为动力蓄电池进行充电。该充电方式以150~400A的高充电电流在短时间内为动力蓄电池充电,与常规充电方式相比,设备安装成本相对较高。快速充电也可称为迅速充电或应急充电,目的是在短时间内给电动汽车充满电,大型充电站(机)多采用这种充电方式,充电机功率很大,一般都大于30kW,典型的充电时间是10~30min。这种充电方式对电池寿命有一定影响。快速充电站的关键是非车载快速充电组件,能够输出35kW甚至更高的功率。 新知学习 02 二、 充电方式 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使用。 电动汽车无线充电方式的研究目前主要集中在感应式充电方式,不需要接触即可实现充电。感应充电采用感应耦合方式充电,即充电电源和汽车接收装置之间不采用直接电接触的方式,而是采用由分离的高频变压器组合而成,通过感应耦合,无接触式传输能量。采用感应耦合方式充电,可以有效避免接触式充电的缺点。感应充电的最大优点是安全,因为充电器与车辆之间并无直接的电接触,即使车辆在恶劣的气候下,如雨雪天,充电也无触电的危险。 更换电池充电方式如图2-1-1所示,即在动力蓄电池电量耗尽时,用充满电的电池组更换已经耗尽的电池组。电动汽车用户把车停在一个特定的区域,然后用更换电池组的机械设备将电量耗尽的蓄电池取下,换上已充满电的电池组。 新知学习 02 二、 充电方式 整个电池更换过程可以在10min内完成,与传统燃油车加油时间大致相当。动力蓄电池归服务站或电池厂商所有,电动汽车用户只需租用电池即可。对于更换下来的未充电动力蓄电池,可以在服务站充电,也可以集中收集起来以后再充电。这种方式适用于每天行驶里程较多同时又需要节省时间的出租汽车。 移动式充电(MAC)是指电动汽车在路上巡航时充电(图2-1-2),可分为接触式和感应式两种。接触式MAC系统需要在车体底部安装一个接触拱,通过与嵌在路面上的充电元件相接触获得瞬时高电流。当电动汽车巡航通过MAC区域时,就可以进行充电,充电过程为脉冲充电。对于感应式 MAC系统,车载式接触拱被感应线圈取代,嵌在路面上的充电元件被可产生强磁场的高电流绕组取代,如图2-1-3所示。 新知学习 02 二、 充电方式 新知学习 02 三、充电模式及连接方式 充电模式是指连接电动汽车到电网(电源)给电动汽车供电的方法。《电动汽车传导充电系统第1部分:通用要求》(GB/T18487.1-2015)将充电模式分为四种(图2-1-4)模式1是指将电动汽车连接到交流电网(电源)时,在电源侧使用符合GB2099.1和CB1002要求的插头插座,使用相线、中性线和接地保护导体。 模式2是指将电动汽车连接到交流电网(电源)时,在电源侧使用符合GB2099.1和GB1002要求的插头插座,使用相线,中性线和接地保护的导体,并且在充电连接时使用缆上控制与保护装置(IC-CPD)。 模式3是指将电动汽车连接到交流电网(电源)时,使用专用供电设备,将电动汽车与交流电网直接连接,并且在专用供电设备上安装控制导引装置,将电动汽车和交流电网连接时使用和供电设备永久连接在一起的充电电缆和车辆插头。 新知学习 02 三、充电模式及连接方式 模式4是指将电动汽车连接到交流电网或直流电网时,使用带控制导引功能的直流供电设备。 新知学习 02 四、连接方式 连接方式是指使用电缆和连接器将电动汽车接入电网(电源)的方法,分为A、B、C三种(图2-1-5)。连接方式A是指将电动汽车和交流电网连接时,使用和电动汽车永久连接在一起的充电电缆和供电插头(电缆组件是车辆的一部分)。连接方式B是指将电动汽车和交流电网连接时,使用带有车辆插头和供电插头的独立的活动电缆组件(可拆卸电缆组件不是车辆或者充电设备的一部分)。连接方式C是指将电动汽车和交流电网连接时,使用和供电设备永久连接在一起的充电电缆和车辆插头(电缆组件是充电设备的一部分)。 新知学习 02 四、连接方式 新知学习 02 五、慢充系统的组成 慢充系统主要包括供电设备(电缆保护盒、充电和充电线等)慢充接口、车内高压线束、高压配电盒、车载充电机、动力蓄电池等部件,如图2-1-6所示。 (1)车载充电机车载充电机采用高频开关电源技术,主要功能是将交流220V市电转换为高压直流电为动力蓄电池充电,保证车辆正常行驶。同时,车载充电机提供过压、欠压、过流、欠流等多种保护措施,当充电系统出现异常时会及时切断供电。车载充电机既可以是一个单独的部件(图2-1-7),也可以集成在其他部件中。 新知学习 02 五、高压配电盒 高压配电盒用来完成动力蓄电池电源的输出及分配,实现对支路用电器的保护及切断,相当于一个大型的电闸,通过接触器(继电器)的吸合来控制电流通断,将电流进行分流等。关键零部件为接触器,为了控制如此大的电流通过整车,需要通过几个接触器并联工作,这也为接触器工作的一致性和可靠性提出了苛刻的要求。图2-1-8所示为比亚迪e6高压配电盒。 新知学习 02 五、高压配电盒 新知学习 02 六、慢充接口 慢充接口针脚布置如图2-1-9所示,其定义应符合《电动汽车传导充电用连接装置第2部分:交流充电接口》(GB/T20234.2-2015)的要求。 新知学习 02 七、快充系统的主要部件 快充系统主要包括电源设备(快充桩)、快充接口、车内高压线束、高压配电盒、动力蓄电池等部件。 新知学习 02 八、快充接口 快充接口针脚布置如图2-1-12所示。针脚定义应符合《电动汽车传导充电用连接装置第3部分:直流充电接口》(GB/T 20234.3-2015)的要求 新知学习 02 九、采用充电模式2(充电宝)进行充电 《电动汽车传导充电系统第1部分:通用要求》(GB/T18487.1-2015)要求:采用充电模式2进行充电,当电源侧使用16A插座插头时,输出电流不超过13A;使用10A插座插头时,输出电流不超过8A。在电源与电动汽车连接的电缆中间安装有控制与保护装置(IC-CPD)。 图2-1-13所示为吉利帝豪EV450家用随车充电装置 新知学习 02 十、随车充电装置故障显示及处理机制 充电时应首先将供电插头插入充电座中,然后取下保护盖,将车端插头完全插入车辆的充电口,此时充电装置开始自动运行,充电枪指示灯通过不同的指示灯显示状态反映当前的充电信息。随车充电装置故障显示及处理机制见表2-1-2。 新知学习 02 十、随车充电装置故障显示及处理机制 新知学习 02 尝试解答下面习题 小试牛刀 题目 1： 纯电动汽车长时间不使用时，应如何处理充电问题？（ ） A. 保持电池电量在较低水平 B. 充满电后放置 C. 定期进行充电维护 D. 无需处理 答案：C。 解析：纯电动汽车长时间不使用时，应定期进行充电维护，以保持电池的性能和寿命。不能让电池电量长期处于较低水平或充满电后长期放置不管。 尝试解答下面习题 小试牛刀 题目 2： 以下关于纯电动汽车充电安全的说法正确的是（ ） A. 可以在雷雨天气充电 B. 充电时可以在车内休息 C. 充电设备应安装在通风良好的地方 D. 可以私自改装充电设备 答案：C。 解析：雷雨天气充电可能存在安全风险；充电时最好不要在车内休息，以防意外发生；不能私自改装充电设备，否则可能带来安全隐患。充电设备应安装在通风良好的地方，以确保散热和安全。 尝试解答下面习题 小试牛刀 题目 3： 纯电动汽车充电方式主要有哪两种？（ ） A. 快充和慢充 B. 家用充电和公共充电 C. 交流充电和直流充电 D. 以上都是 答案：C。 解析：纯电动汽车主要有交流充电和直流充电两种方式，通常也被称为慢充和快充。A 选项不够准确；B 选项是从充电地点角度分类。 尝试解答下面习题 小试牛刀 题目 4： 快充一般使用的是哪种充电方式？（ ） A. 交流充电 B. 直流充电 C. 无线充电 D. 换电 答案：B。 解析：快充通常采用直流充电方式，充电速度快。交流充电一般是慢充。无线充电和换电是另外的方式。 尝试解答下面习题 小试牛刀 题目 5： 纯电动汽车在充电时，以下哪个操作是错误的？（ ） A. 充电过程中启动车辆 B. 充电前检查充电接口是否有异物 C. 按照说明书正确连接充电设备 D. 选择合适的充电环境 答案：A。 解析：充电过程中不应启动车辆，可能存在安全风险。B、C、D 选项都是正确的充电操作。 尝试解答下面习题 小试牛刀 题目 6： 纯电动汽车充电功率通常用什么单位表示？（ ） A. 伏特（V） B. 安培（A） C. 瓦特（W） D. 千瓦时（kWh） 答案：C。 解析：充电功率一般用瓦特（W）表示。伏特是电压单位；安培是电流单位；千瓦时是电量单位 尝试解答下面习题 小试牛刀 题目 7： 以下哪种情况可能会降低纯电动汽车的充电效率？（ ） A. 高温环境下充电 B. 使用原装充电器 C. 充电线长度适中 D. 充电时关闭车辆电器设备 答案：A。 解析：高温环境下充电可能会降低电池性能和充电效率。B、C、D 选项都有助于提高充电效率或保证充电安全。 尝试解答下面习题 小试牛刀 题目 8： 纯电动汽车的慢充接口一般是几孔的？（ ） A. 5 孔 B. 7 孔 C. 9 孔 D. 11 孔 答案：B。 解析：纯电动汽车慢充接口一般是 7 孔的。快充接口通常孔数不同。 尝试解答下面习题 小试牛刀 题目 9： 请简要介绍一下纯电动汽车的感应式 MAC 系统是什么？它有哪些主要特点？ 答案：感应式 MAC（Magnetic Attachment Coupling，磁耦合连接）系统是纯电动汽车的一种新型充电技术。 感应式 MAC 系统主要特点如下：便捷性：无需物理连接，车辆只需靠近或停放在配备感应式 MAC 系统的充电区域，即可自动开始充电，大大提高了充电的便利性。安全性：没有外露的插头和电线，减少了触电风险和因插拔引起的机械磨损，提高了充电过程的安全性。高效性：能够实现较高的充电功率，缩短充电时间，提高充电效率。智能化：可以与车辆的智能系统进行交互，实现自动识别、充电状态监测和远程控制等功能。美观性：由于没有杂乱的充电线缆，使充电区域更加整洁美观，同时也减少了对环境的影响。 尝试解答下面习题 小试牛刀 题目 10： 请简述纯电动汽车慢充系统的组成部分有哪些？ 答案：纯电动汽车慢充系统主要由以下几个部分组成：一、供电设备交流充电桩或家用电源插座：提供交流电源，一般为 220V 交流电。二、车载充电设备车载充电机：将交流电源转换为适合电池充电的直流电，对动力电池进行充电。它具有功率调节、充电保护等功能。充电接口：连接外部供电设备和车辆内部电路的接口，包括插头和插座。一般有标准的慢充接口，确保充电连接的安全可靠。高压线束：负责传输高压直流电，将车载充电机输出的电能输送到动力电池。三、电池管理系统（BMS）监控电池状态：实时监测动力电池的电压、电流、温度等参数，确保电池在安全的工作范围内进行充电。 同学们，今天我们一起学习了纯电动汽车的充电知识。我们了解到纯电动汽车主要有快充和慢充两种充电方式。快充一般采用直流充电，速度较快，可以在较短时间内为车辆补充大量电量，但可能对电池有一定影响。慢充通常是交流充电，虽然充电时间较长，但对电池更加友好。在充电前，我们要检查充电设备是否正常以及充电接口是否有异物。选择合适的充电环境也非常重要，要确保通风良好，避免高温、潮湿等不利条件。公共充电桩分为交流充电桩和直流充电桩，为我们的出行提供了便利。同时，我们还知道了在充电过程中有很多需要注意的地方。比如不能在充电时启动车辆，也不能在车内休息，以免发生危险。如果遇到异常情况，要立即断开充电设备。当纯电动汽车长时间不使用时，应定期进行浅充浅放的充电维护，以保持电池性能。而且，我们不能在潮湿的环境下充电，要远离易燃物，避免过度充电和过度放电，选择正规的充电设施，确保充电安全。 课堂小结 03 假如你拥有一辆纯电动汽车，你会如何选择合适的充电地点？请说明理由。 利用周末时间，去附近的公共充电站观察纯电动汽车的充电过程，记录下不同充电桩的类型和充电速度等信息，并写一篇观察报告。 向身边有纯电动汽车的人请教他们在充电过程中的经验和遇到的问题，并整理成文档。 作业布置 04 感谢观看 $$