模块一 课题1 交流充电装置的使用（课件）《新能源汽车充电系统检测与维修》同步精品课堂（劳动版·第3版）

同步精品课程——中职专业课 模块一课题1 交流充电装置的使用 《新能源汽车充电系统检测与维修》（第3版）中国劳动社会保障出版社 1 学习目标 模块四 高压器件及车身电器设备 知识目标 能理解交流充电装置的类型。 能力目标 能掌握交流充电装置的作用和结构。 情感目标 1.让学生认识到新能源汽车的重要性。 2.积极参与课堂，能够表达自己的观点和想法。 学习内容 01 1.能理解交流充电装置的类型。 2.能掌握交流充电装置的作用和结构。 3.能分析交流充电装置的安装与使用方法。 4.培养一丝不苟、严肃认真的工作作风。 新知学习 02 二、相关知识 一、交流充电装置的类型与结构 交流充电装置是指采用传导方式为具有车载充电机（泛指固定安装在电动汽车上的充电机）的电动汽车提供交流电源的专用供电装置。交流充电装置是电动汽车充、换电设施的一种。单相交流充电桩的最大额定功率为 7 kW，主要适用于为小型乘用车充电。充满电所需要的时间根据车辆配置电池容量和充电装置的功率而定。 交流充电装置主要包括四种，即便携式充电器、壁挂式充电盒、立柱式充电桩和无线充电装置。 1. 便携式充电器 （1）便携式充电器的作用 便携式充电器又称常规充电器或车载充电器，可使用家用电源或专用的充电桩电源对车辆进行充电，其充电电流较小，一般为 10～15 A，电源可采用直流、两相交流电或三相交流电。充电时间视电池组容量大小而定，一般为 12～15 h。 便携式充电器充电时间较长，但其对充电环境的要求不高，制造和安装成本较低；可充分利用电力低谷时段进行充电，降低充电成本；更为重要的是可对电池深度充电，提升电池的充放电效率，延长电池的使用寿命。因其充电时间较长，比较适用于白天使用、晚上充电的车辆。 新知学习 02 1. 便携式充电器 （2）便携式充电器的主要参数 以比亚迪为例，其便携式充电器（下图所示），是目前市场上体积较小的便携式交流充电设备，使用普通家用三芯插座即可为车辆充电，其主要技术参数（表1）。 新知学习 02 表1比亚迪便携式充电器的主要技术参数 新知学习 02 （2）便携式充电器的主要参数 便携式充电器上装有红色、绿色两个 LED 指示灯，能够反映充电器的电源、充电、故障信息。LED 指示灯状态说明（表2）。 注意： 1）电源侧插座应严格使用符合标准要求的插座，严禁使用其他插座。 2）电源侧插座前端需配备额定电流为 10 A 的漏电断路器。 3）电源侧采用单相三线制进线（L、N、PE），并按标准接线，否则易造成故障、危险或者线上控制盒的损坏。 4）在充电过程中，严禁强行拔出交流充电枪，否则易造成充电枪损坏，以及给操作人员带来危险。 新知学习 02 表2 LED 指示灯状态说明 新知学习 02 1. 便携式充电器 （3）便携式充电器的结构 便携式充电器主要由交流充电枪、交流插头、主控制板、控制盒和连接电缆等组成，其结构（图 1）所示。控制盒的内部结构（图 2） 所示，其主要元件的作用（见表 1）。 便携式充电器的结构 1—交流充电枪 2—交流插头 3—主控制板 4—控制盒 5—连接电缆 新知学习 02 图 2 控制盒的内部结构 1—主控单片机 2—电流互感器 3—继电器 4—零序电流互感器 5—工频变压器 6—熔丝 新知学习 02 表 1 便携式充电器控制盒内部元件的作用 新知学习 02 2. 壁挂式充电盒 （1）壁挂式充电盒的作用 壁挂式充电盒是为了满足乘用车、物流车等电动汽车充电而配备的充电设备，可安装在车库、停车场等场所。充电盒内的高压线路、低压线路和电子元器件结构复杂，可为具备车载充电机的电动汽车提供交流电能，操作简便。 新知学习 02 （2）壁挂式充电盒的主要参数 以比亚迪壁挂式充电盒为例，根据充电功率不同可将其分为 3.3 kW/7 kW （图1）和40 kW （图2）两种。 图1 比亚迪 3.3 kW/7 kW 壁挂式充电盒 图2 比亚迪 40 kW 壁挂式充电盒 新知学习 02 2. 壁挂式充电盒 （2）壁挂式充电盒的主要参数 比亚迪 3.3 kW/7 kW 壁挂式充电盒的技术参数（表 1），在壁挂式充电盒上有“BYD”“充电”“故障”三个 LED 指示灯，能反映充电器的电源、充电、故障信息，指示灯状态（表 2）。 新知学习 02 表2 比亚迪 3.3 kW/7 kW 壁挂式充电盒的指示灯状态 新知学习 02 2. 壁挂式充电盒 （3）壁挂式充电盒的结构 壁挂式充电盒的外部结构（图 1），其内部主要元件的作用（表 1）。 图 1 壁挂式充电盒的外部结构 1—“BYD”（电源）指示灯 2—检修口 3—故障指示灯 4—充电指示灯 5—急停开关 6—充电枪 7—接线舱 新知学习 02 表1 壁挂式充电盒内部主要元件的作用 新知学习 02 3. 立柱式充电桩 3.1 立柱式充电桩的作用 立柱式充电桩又称交流充电桩，俗称“慢充”，固定安装在电动汽车外，与交流电网连接，为电动汽车车载充电机提供交流电源。立柱式充电桩只提供电力输出，没有充电功能，需连接车载充电机为电动汽车充电，相当于起到一个控制电源的作用。立柱式充电桩本质上就是一个带控制器的插座，输出的是交流电，需要车载充电机进行变压整流。因为立柱式充电桩受限于车载充电机的功率，所以其功率一般较小。 7 kW 标准立柱式充电桩（下图所示）。 新知学习 02 3. 立柱式充电桩 3.2 立柱式充电桩的特点 1）人机交互界面采用大屏幕 LCD 彩色触摸屏，用于显示当前充电模式、时间（已充电时间、剩余充电时间）、电量（已充电电量、待充电电量）及当前计费信息。充电模式可选择定电量、定时间、定金额、自动（充满为止）四种模式。 2）支持刷卡、扫码等多种支付方式。 3）满足 GB/T 20234.1—2015、GB/T 20234.2—2015、GB/T 18487.1—2015 等最新国家标准的要求。 4）人机界面友好，易操作、易维护。 5）通信接口丰富，兼容所有车辆 BMS 通信协议及充电后台协议。 6）保护功能完善，具有过压保护、欠压保护、过载保护、短路保护、漏电保护等功能。 新知学习 02 3. 立柱式充电桩 3.3 立柱式充电桩的结构 立柱式充电桩的内、外部结构（见下图），主要包括指示灯、触摸屏、刷卡器、急停按钮、充电口、计费控制单元、接触器、开关电源等。 新知学习 02 3. 立柱式充电桩 3.4 立柱式充电桩电气系统架构 立柱式充电桩电气系统架构（见下图），由主回路和二次回路组成。主回路由输入保护断路器、交流控制接触器和充电接口接插器组成；二次回路由控制继电器、急停按钮、运行状态指示灯、交流智能电能表、充电桩智能控制器和人机交互设备（包括显示、输入和刷卡功能）组成。 新知学习 02 3.4 立柱式充电桩电气系统架构 主回路和二次回路的主要功能如下： 1）主回路 ①输入保护断路器具有过载、短路和漏电保护功能。 ②交流控制接触器控制电源的通断。 ③充电接口接插器提供与电动汽车连接的充电接口，具有锁紧装置和防误操作功能。 新知学习 02 2）二次回路 ①急停按钮提供“启停”控制与“急停”操作。 ②运行状态指示灯提供“待机”“充电”与“充满”状态指示。 ③交流智能电能表进行交流充电计量。 ④人机交互设备提供刷卡、充电方式设置与启停控制操作。 新知学习 02 4. 无线充电装置 4.1 无线充电装置的优缺点 动力蓄电池的电气充电方法包括接触式充电和无线充电两种。接触式充电采用插头与插座的金属接触来导电；无线充电（或称无线供电）以耦合的电磁场为媒介实现电能的传递（见下图）。 新知学习 02 动力蓄电池组输出电压较高，带来的安全隐患较多，因此，安全性和方便性是无线充电的发展方向。无线充电便于实现无人自动充电和移动式充电，在保证所需行驶里程的前提下，可通过频繁充电来大幅减少电动汽车配备的动力蓄电池容量，减轻车体质量，提高能量的有效利用率，并且有助于降低电动汽车初始购置成本，推进电动汽车的市场化。 无线充电是将变压器的一次侧、二次侧绕组分置于车外和车内，通过高频磁场的耦合传输电能。与接触式充电相比，无线充电使用方便、安全，无火花及触电危险，无积尘和接触损耗，无机械磨损和相应的维护问题，可适用于恶劣环境和天气。无线充电技术也有缺点，如成本较高等。无线充电技术的优缺点（见下表）。 新知学习 02 4. 无线充电装置 4.2 两种无线充电技术的比较 目前，主流的电动汽车无线充电技术有两种，分别是电磁感应和磁场共振。这两种无线充电技术的比较（见下图）。 新知学习 02 4.2.1 电磁感应技术 电磁感应式无线充电技术在电力系统中比较成功的应用是非接触式电能传输。非接触式电能传输是利用电磁感应耦合技术、电力电子技术和现代控制技术实现的电源侧与负载侧完全分离的电能传输技术。它避免了传统电能传输方式中裸露导体的存在和接触火花的产生，克服了传统电能传输方式在一些特殊环境存在的弊端，如在易燃易爆、水下等场合，实现了电能的安全、可靠传送。 该技术相对较成熟，在传输功率上比较容易获得突破，但其传输效率不高，而且传输距离很短，基本需要贴在一起，因此只适合在局部电网中应用。这种方式其实是利用了变压器磁耦合的原理，由一次侧线圈通入电流，产生变化的磁通，然后在二次侧线圈内激起感应电动势，从而实现电能的无线传输。 新知学习 02 4.2.2 磁场共振技术 与电磁感应技术相比，磁场共振技术的优势在于能在更大的范围内实现有效的能量传递，具有更高的空间自由度。因此，其可靠性更高，而且支持多个设备同时充电。 磁场共振技术的原理是：发送端遇到共振频率相同的接收端，由共振效应进行电能传输。这种方式传输距离较远，同时传输的功率较大，适合远距离、大功率充电。但这种方式效率较低，传输过程中有较大的能量损耗，且距离越远，传输功率越大，能量损耗也就越大。更重要的是必须对使用的频段进行保护，以免受到外界因素的干扰。 新知学习 02 二、交流充电装置的使用 进行车辆充电前，应先进行基础检查，确认充电设备没有生锈、破损现象，交流充电枪、电缆、控制盒、电线以及供电插头表面没有破损等异常情况，如发现异常则不能进行充电。当供电插头或车辆插头很脏或潮湿时，应用干燥、清洁的抹布擦拭插头，确保充电插头干净。 1. 便携式充电器的使用 新知学习 02 便携式充电器的使用（见下表） 新知学习 02 新知学习 02 便携式充电器的使用（见下表） 新知学习 02 便携式充电器的使用（见下表） 新知学习 02 便携式充电器的使用（见下表） 2. 壁挂式充电盒的安装与使用 2.1 壁挂式充电盒的安装 2.1.1 安装前的准备工作 在安装前，先要勘查确认是否符合安装条件，比如是否有固定车位，离国家电网线路距离有多远等，了解小区物业、当地供电部门对于安装充电盒的政策，向它们询问安装方案、安装面积、电路布置情况等。现场勘测之后，施工方才能根据实际情况给出最终的施工方案，包括安装费用。 新知学习 02 为了充电盒的运行安全，安装场所必须满足以下条件： ①安装位置必须随时可接近。 ②充电盒不应安装在有剧烈振动和易燃易爆物品的场所（如有易燃气体、蒸汽或者粉尘的场所）。 ③充电盒不应安装在地势低洼并可能积水的场所。 ④充电盒的安装场所要求通风良好。 ⑤安装位置应保证方便观测指示灯及各种操作。 ⑥安装环境应清洁。 新知学习 02 2.1.2 安装前的资料准备 申请安装壁挂式充电盒的资料包括：充电盒（电动汽车）持有人身份证复印件、向小区物业索取车位的产权证明书、小区物业统一的安装充电桩说明书，资料收集齐全后交给电力部门工作人员。 2.1.3 安装过程 新知学习 02 壁挂式充电盒的安装（见下表） 新知学习 02 壁挂式充电盒的安装（见下表） 新知学习 02 壁挂式充电盒的安装（见下表） 新知学习 02 壁挂式充电盒的安装（见下表） 新知学习 02 2.1.4 安装后的检查 安装完成后，必须检查现场的所有电气连接，确保连接正确、牢固。确保管形端子压紧、牢靠，漏电断路器的进线方向正确无误。安装完成后，由充电盒公司向国家电力部门报备存档，由电力公司工作人员到现场进行验收（合格后对电表进行加封），验收后电力公司会制造专门的电卡用于充电盒缴费，电卡制作完成后由充电盒公司领取再转交给用户（或用户自取）。 2.1.5 安装要求 目前，电动汽车厂家为了推广电动汽车都免费赠送充电盒，赠送的充电盒安装时一般不需要缴纳额外的费用。但是安装公司会根据实际情况收取费用，如加长充电枪线束、加长充电盒电源线等。充电盒的安装要求及规格（见下表）。 新知学习 02 充电盒的安装要求及规格 新知学习 02 充电盒的安装要求及规格 新知学习 02 充电盒的安装要求及规格 新知学习 02 2. 壁挂式充电盒的安装与使用 2.2 壁挂式充电盒的使用 壁挂式充电盒的使用（见下表） 新知学习 02 壁挂式充电盒的使用（见下表） 新知学习 02 壁挂式充电盒的使用（见下表） 新知学习 02 壁挂式充电盒的使用（见下表） 新知学习 02 壁挂式充电盒的使用（见下表） 新知学习 02 3. 立柱式充电桩的使用 立柱式充电桩的使用（见下表） 新知学习 02 立柱式充电桩的使用（见下表） 新知学习 02 立柱式充电桩的使用（见下表） 新知学习 02 立柱式充电桩的使用（见下表） 新知学习 02 立柱式充电桩的使用（见下表） 新知学习 02 重点：交流充电装置的类型 难点：交流充电装置的作用和结构 新知学习 02 小试牛刀 03 1.交流充电装置的主要功能是什么（ ） A. 提供动力给电动机 B.将交流电转换为直流电 C.为电动车辆的电池充电 D.提供无线通讯功能 答案：C.为电动车辆的电池充电 2.以下哪种类型的充电桩属于交流充电装置（ ） 。 A.DC快充桩 B.AC慢充桩 C.无线充电桩 D.超级充电桩 答案： B.AC慢充桩 3.交流充电装置的基本结构不包括以下哪个部分（ ） A.控制单元 B.变压器 C.整流器 D.电池组 答案：D.电池组 4.在交流充电中，充电桩通常使用哪种电源连接（ ） A.直流电源 B. 交流电源 C.可再生能源 D.电池储能 答案：B. 交流电源 小试牛刀 03 5.安装交流充电装置时，应注意以下哪项安全事项（ ） A.随意布线 B.不需接地 C.确保插头与插座匹配 D.使用超出额定功率的设备 答案： C.确保插头与插座匹配 6.使用交流充电桩为电动车充电时，通常需要注意充电的哪项参数（ ） A温度 B.电压和电流 C.风速 D.色温 答案：B.电压和电流 小试牛刀 03 7.为了提高充电效率，交流充电装置通常设计成什么样的电流类型（ ） A.直流电 B.交流电 C.脉冲电 D.恒流电 答案： B.交流电 8.在公共场所使用交流充电桩时，以下哪项行为是不正确的（ ） A.按照指示正确连接充电设备 B.在充电时离开车辆 C 定期检查充电桩的状态. 使用正规品牌的充电线 答案： B.在充电时离开车辆 小试牛刀 03 课堂小结 04 1.交流充电装置主要包括随车的便携式充电器、壁挂式充电盒和立柱式充电桩，这三种充电装置。 2.交流充电装置是指采用传导方式为具有车载充电机（泛指固定安装在电动汽车上的充电机）的电动汽车提供交流电源的专用供电装置。 作业布置 05 (1)简述交流充电装置的类型。 (2)简述立柱式充电桩的特点。 感谢观看 $$