電動(dòng)汽車原理與應(yīng)用技術(shù) 第3版 課件 第7、8章 儀器與儀表、電動(dòng)汽車的基礎(chǔ)充電設(shè)施

第7章儀器與儀表1

儀器與儀表系統(tǒng)概述

純電動(dòng)乘用車儀器與儀表插電式混動(dòng)乘用車儀器與儀表純電動(dòng)客車儀器與儀表抬頭顯示系統(tǒng)目錄3汽車的儀器與儀表是汽車主要狀態(tài)和工作參數(shù)顯示的窗口，便于駕駛員了解汽車技術(shù)狀態(tài)并及時(shí)采取措施，防止發(fā)生事故和故障。電動(dòng)汽車的儀器與儀表除通用的顯示信息外，還包括電池與電機(jī)工作狀態(tài)等信息和報(bào)警指示燈的顯示。儀器與儀表系統(tǒng)概述4常用的電動(dòng)汽車的儀器與儀表特征信息5常用的電動(dòng)汽車的儀器與儀表特征信息6與傳統(tǒng)汽車通用的信息7與傳統(tǒng)汽車通用的信息儀器與儀表系統(tǒng)概述

純電動(dòng)乘用車儀器與儀表插電式混動(dòng)乘用車儀器與儀表純電動(dòng)客車儀器與儀表抬頭顯示系統(tǒng)目錄9純電動(dòng)乘用車儀器與儀表北汽EV200純電動(dòng)乘用車10純電動(dòng)乘用車儀器與儀表北汽EV200組合儀表采用64位雙核CPU的Tricore控制系統(tǒng)北汽EV200純電動(dòng)乘用車儀器與儀表北汽EV200純電動(dòng)乘用車組合儀表1—示廓燈2—前霧燈3—左轉(zhuǎn)向4—遠(yuǎn)光燈5—后霧燈6—剩余電量指示7—車外溫度指示8—日期顯示9—時(shí)間顯示10—READY指示燈11—制動(dòng)系統(tǒng)故障指示燈12—安全帶未系指示燈13—右轉(zhuǎn)向指示燈14—開門指示燈15—駐車制動(dòng)指示燈16—驅(qū)動(dòng)電機(jī)功率表17—ABS故障指示燈18—安全氣囊指示燈19—按鈕A20—電機(jī)系統(tǒng)故障指示燈21—跛行指示燈22—蓄電池故障23—電機(jī)及控制器過熱指示燈24—?jiǎng)恿﹄姵毓收现甘緹?5—?jiǎng)恿﹄姵財(cái)嚅_指示燈26—系統(tǒng)故障燈27—制動(dòng)能量回收關(guān)閉28—充電提醒指示燈29—EPS故障指示燈30—按鈕B31—充電線連接指示燈32—防盜指示燈33—車速表11純電動(dòng)乘用車儀器與儀表（1）驅(qū)動(dòng)電機(jī)功率表表盤中0%~100%指示當(dāng)前驅(qū)動(dòng)電機(jī)輸出的實(shí)際功率與可輸出最大功率比。功率數(shù)值越大，表明當(dāng)前車輛動(dòng)力越強(qiáng)，功率表的綠色量程部分表示制動(dòng)能量回收強(qiáng)度，即指針越靠近表盤底端，表示制動(dòng)能量回收強(qiáng)度越強(qiáng)。如果發(fā)生動(dòng)力電池或驅(qū)動(dòng)電機(jī)故障導(dǎo)致的信號丟失或動(dòng)力切斷，則指針會(huì)自動(dòng)返回最下端的默認(rèn)值。北汽EV200純電動(dòng)乘用車儀器與儀表（2）車速表車速表的指針?biāo)赶虻奈恢弥甘酒嚠?dāng)前的速度，指示范圍0~160km/h。如果發(fā)生動(dòng)力電池或驅(qū)動(dòng)電機(jī)故障導(dǎo)致的信號丟失或動(dòng)力切斷，則指針會(huì)自動(dòng)返回最下端的默認(rèn)值。12純電動(dòng)乘用車儀器與儀表（3）按鈕A/B儀表盤下端有兩個(gè)按鈕，從左至右分別為按鈕A、按鈕B，通過按鈕A/B可以切換行車電腦的不同行車界面。其中數(shù)字電壓值指示車輛動(dòng)力電池的電壓值；數(shù)字電流值指示當(dāng)前動(dòng)力電池充放電電流值，正值表示動(dòng)力電池正在放電，負(fù)值表示動(dòng)力電池正在充電。車速值與機(jī)械表盤車速指示值相同，表示當(dāng)前車輛行駛速度；數(shù)字轉(zhuǎn)速值指示當(dāng)前驅(qū)動(dòng)電機(jī)轉(zhuǎn)速；瞬時(shí)電耗指車輛行駛時(shí)的瞬時(shí)電耗強(qiáng)度，從中間至兩側(cè)電耗依次增強(qiáng)。北汽EV200純電動(dòng)乘用車儀器與儀表13純電動(dòng)乘用車儀器與儀表（4）保養(yǎng)里程通過按鈕A可以切換行車電腦顯示保養(yǎng)里程信息，儀表初次默認(rèn)保養(yǎng)里程為10000km，后續(xù)每10000km保養(yǎng)一次。當(dāng)距離車輛保養(yǎng)的里程數(shù)小于150km時(shí)，每次車輛打到“ON”檔時(shí)，行車電腦顯示屏?xí)@示文字提示“請保養(yǎng)車輛”，顯示持續(xù)5s，隨后自動(dòng)消除。北汽EV200純電動(dòng)乘用車儀器與儀表（5）續(xù)駛里程指示車輛當(dāng)前電量可行駛的距離，儀表顯示精度最小為1km。當(dāng)續(xù)駛里程顯示為“——”，且能量條消失，可能以下原因：1）動(dòng)力電池剩余電量過低，此時(shí)應(yīng)緩慢行駛，盡快對車輛充電。2）車輛打到“ON”檔時(shí)，車輛控制器開始計(jì)算續(xù)駛里程，延時(shí)幾秒后顯示當(dāng)前續(xù)駛里程。14純電動(dòng)乘用車儀器與儀表（6）總里程、小計(jì)里程總里程是該車輛從出廠后開始的一切行駛里程的累積。不能通過按鈕進(jìn)行清零設(shè)置?？偫锍痰臄?shù)字有效位為6位，精度為1km。小計(jì)里程的數(shù)字有效位為4位，精度為0.1km。顯示范圍0~999.9km。到達(dá)最大值時(shí)，會(huì)自動(dòng)清零并重新開始計(jì)算小計(jì)里程。（7）檔位顯示車輛檔位顯示位于行車電腦液晶屏上，分別為R、N、D、E四個(gè)檔位。當(dāng)顯示在圖示N或E檔位置，檔位左側(cè)會(huì)出現(xiàn)相應(yīng)數(shù)字，數(shù)字1、2、3表示當(dāng)前能量回收的強(qiáng)度。北汽EV200純電動(dòng)乘用車儀器與儀表15純電動(dòng)乘用車儀器與儀表（8）倒車?yán)走_(dá)在配置倒車?yán)走_(dá)的車輛進(jìn)行倒車時(shí)，行車電腦顯示屏自動(dòng)切換顯示倒車?yán)走_(dá)界面，通過車尾三條線判斷障礙物的方位及大致距離。（9）充電狀態(tài)車輛進(jìn)入充電狀態(tài)后，組合儀表的行車電腦顯示屏自動(dòng)點(diǎn)亮，顯示當(dāng)前充電信息，10s后屏幕熄滅，可通過以下方式點(diǎn)亮：通過按下按鈕B可以再次點(diǎn)亮液晶屏，顯示充電信息10s后熄滅。按下遙控鑰匙閉鎖鍵遠(yuǎn)程點(diǎn)亮行車電腦顯示屏，10s后自動(dòng)熄滅。北汽EV200純電動(dòng)乘用車儀器與儀表16純電動(dòng)乘用車儀器與儀表（8）倒車?yán)走_(dá)動(dòng)力電池電量充滿后，行車電腦顯示屏自動(dòng)點(diǎn)亮，蜂鳴器鳴叫，提示電量已充滿，10s后屏幕熄滅。充電過程中車輛出現(xiàn)故障，行車電腦顯示屏自動(dòng)點(diǎn)亮，充電故障指示燈點(diǎn)亮，蜂鳴器鳴叫，提示10s后熄滅。北汽EV200純電動(dòng)乘用車儀器與儀表17純電動(dòng)乘用車儀器與儀表騰勢純電動(dòng)乘用車18純電動(dòng)乘用車儀器與儀表騰勢是比亞迪與奔馳合資共同打造的新能源汽車品牌（1）電量表電量表位于儀表盤左側(cè)位置，其指針?biāo)赶虻奈恢弥甘玖似噭?dòng)力電池的電量值，指示范圍為0~100%。（2）續(xù)駛里程續(xù)駛里程位于電量表左下方，續(xù)駛里程顯示的數(shù)值是結(jié)合車輛行駛工況和剩余電量計(jì)算得到的剩余電量所能支持的行駛距離。騰勢純電動(dòng)乘用車儀器與儀表（3）車速表車速表位于儀表盤中間位置，車速表的指針指向位置指示了汽車當(dāng)前的速度，可指示的范圍為0~180km/h。（4）功率表功率表位于儀表盤右側(cè)位置，功率表的指針指示整車功率，其中車輛下坡行駛或靠慣性行駛時(shí)，功率表指針指示值為負(fù)值，表示制動(dòng)能量回收（綠色區(qū)域），功率表右下方顯示車輛平均車速及行駛時(shí)間。儀表盤下方區(qū)域顯示時(shí)間、日期、總里程及車外溫度等物理量。19純電動(dòng)乘用車儀器與儀表特斯拉ModelS純電動(dòng)乘用車20純電動(dòng)乘用車儀器與儀表儀表盤左側(cè)是狀態(tài)顯示區(qū)和導(dǎo)航顯示區(qū)，中間是車速表，右側(cè)是車載信息顯示區(qū)。特斯拉ModelS純電動(dòng)乘用車儀器與儀表特斯拉ModelS的中控臺是一個(gè)17寸高分辨率觸摸屏。觸摸屏分為功能選擇區(qū)、主顯示區(qū)和空調(diào)控制區(qū)三個(gè)區(qū)域。觸摸屏、數(shù)字化儀表組合和方向盤控制系統(tǒng)無縫集成，可以通過方向盤的多功能按鍵在這個(gè)區(qū)域調(diào)節(jié)幾乎所有的車輛功能。通過觸摸屏可以調(diào)整車輛參數(shù)，如調(diào)整空調(diào)溫度、打開全景天窗、調(diào)整駕駛高度、加快轉(zhuǎn)向模式等。同時(shí)它也有控制娛樂系統(tǒng)、座椅加熱、行李艙啟閉等功能。儀器與儀表概述純電動(dòng)乘用車儀器與儀表插電式混合動(dòng)力乘用車儀器與儀表

純電動(dòng)客車儀器與儀表抬頭顯示系統(tǒng)目錄22插電式混合動(dòng)力乘用車儀器與儀表比亞迪秦插電式混合動(dòng)力乘用車23插電式混合動(dòng)力乘用車儀器與儀表比亞迪秦插電式混合動(dòng)力乘用車儀表比亞迪秦插電式混合動(dòng)力乘用車采用12.1in超視覺TFT液晶組合儀表儀表盤左側(cè)顯示轉(zhuǎn)速和油量，其中轉(zhuǎn)速表指針?biāo)赶虻奈恢弥甘玖似囼?qū)動(dòng)電機(jī)當(dāng)前的轉(zhuǎn)動(dòng)速度。儀表盤中間顯示當(dāng)前狀態(tài)信息，包括當(dāng)前車速、室外溫度、總里程、時(shí)間及其他汽車狀態(tài)。儀表盤右側(cè)顯示功率及電量，其中功率表的指針指示整車功率。其中車輛下坡行駛或靠慣性行駛時(shí)，功率表指示值為負(fù)值，表示制動(dòng)能量回收。儀表盤下方顯示總里程、節(jié)能模式、時(shí)間等物理量。儀器與儀表概述純電動(dòng)乘用車儀器與儀表插電式混合動(dòng)力乘用車儀器與儀表

純電動(dòng)客車儀器與儀表抬頭顯示系統(tǒng)目錄25純電動(dòng)客車儀器與儀表BJ6123系列

純電動(dòng)客車26純電動(dòng)客車儀器與儀表BJ6123C7C4D純電動(dòng)客車組合儀表右側(cè)單表顯示速度、總/分里程中間液晶屏顯示報(bào)警信號界面、電池管理系統(tǒng)界面和電機(jī)及變速器界面等信息左側(cè)為高/低電壓表、高/低電流表和兩路氣壓表指示燈分布在儀表的上部和右下部27純電動(dòng)客車儀器與儀表BJ6123C7C4D純電動(dòng)客車組合儀表速度里程表顯示范圍為0～100km/h，下方的液晶屏分兩行顯示，其中：第一行顯示總里程，顯示范圍為0～999999km；第二行顯示分里程，顯示范圍為0～999.9km，通過按鈕可將分里程表清零。氣壓表顯示范圍為0～1.0MPa。其中：0～0.5MPa為欠壓范圍，儀表邊框顯示紅色；0.5～0.9MPa為正常范圍，儀表邊框顯示綠色；0.9～1.0MPa為過壓范圍，儀表邊框顯示紅色。28純電動(dòng)客車儀器與儀表BJ6123C7C4D純電動(dòng)客車組合儀表低壓電流表顯示范圍為0～100A，其中：其中，0～90A為正常范圍，儀表邊框顯示綠色；90～100A為過電流范圍，儀表邊框顯示紅色。低壓電壓表顯示范圍為0～35V，其中：0～18V為欠電壓范圍，儀表邊框顯示紅色；18～28V為正常范圍，儀表邊框顯示綠色；28～35V為過電壓范圍，儀表邊框顯示紅色。29純電動(dòng)客車儀器與儀表BJ6123C7C4D純電動(dòng)客車組合儀表高壓電流表顯示范圍為?500～+500A，其中：?500～?400A和+400～+500A為過電流范圍，儀表邊框顯示紅色；?400～+400A為正常范圍，儀表邊框顯示綠色。高壓電壓表顯示范圍為0～750V，其中：0～350V為欠電壓范圍，儀表邊框顯示紅色；350～675V為正常范圍，儀表邊框顯示綠色；675～750V為過電壓范圍，儀表邊框顯示紅色。30純電動(dòng)客車儀器與儀表液晶顯示屏液晶顯示屏可以通過屏幕下方按鍵切換主界面、文字信息界面、報(bào)警信息界面，左側(cè)按鍵用于電池界面與電機(jī)變速器界面的切換。液晶屏主界面顯示總電壓、總電流、SOC、最高電壓、最低電壓、最高溫度、最低溫度和當(dāng)前狀態(tài)。其中，“當(dāng)前狀態(tài)”顯示包括如下幾種類型：強(qiáng)制檔位模式強(qiáng)制停車模式存在嚴(yán)重故障電池電壓過高充電模式強(qiáng)制低速模式電池能量低存在一般故障系統(tǒng)正常31純電動(dòng)客車儀器與儀表液晶顯示屏文字信息界面文字信息界面顯示電動(dòng)汽車低壓電壓、低壓電流、電池溫度極差、兩路氣壓值、電池最高電壓、加速/制動(dòng)踏板狀態(tài)和電池箱溫度等信息報(bào)警信息界面報(bào)警條（屏幕上方）顯示報(bào)警相關(guān)圖標(biāo)和數(shù)字代碼及故障描述。報(bào)警區(qū)域（屏幕下方）顯示報(bào)警相關(guān)圖標(biāo)及報(bào)警內(nèi)容。當(dāng)報(bào)警量超過12條時(shí)，將通過自動(dòng)翻頁切換信息。32純電動(dòng)客車儀器與儀表液晶顯示屏電池信息界面電池信息界面分兩頁顯示所有電池當(dāng)前電壓，出現(xiàn)電池不正常時(shí)用不同顏色顯示電機(jī)及變速器信息界面33純電動(dòng)客車儀器與儀表液晶顯示屏后門和倒車監(jiān)視器監(jiān)視器自動(dòng)切換：當(dāng)后車門打開及倒車時(shí)，液晶顯示屏自動(dòng)切換到相應(yīng)監(jiān)視器畫面；后車門關(guān)閉或倒車按鍵開關(guān)切換至空檔和前進(jìn)檔時(shí)，監(jiān)視器畫面關(guān)閉。儀器與儀表概述純電動(dòng)乘用車儀器與儀表插電式混合動(dòng)力乘用車儀器與儀表

純電動(dòng)客車儀器與儀表抬頭顯示系統(tǒng)目錄35抬頭顯示系統(tǒng)HUD抬頭顯示系統(tǒng)（HUD）又被叫作平視顯示系統(tǒng)，是指以車輛駕駛員為中心、盲操作、多功能儀表盤。HUD的作用，是把時(shí)速、導(dǎo)航等重要的行車信息，投影到駕駛員前面的風(fēng)窗玻璃上，讓駕駛員盡量做到不低頭、不轉(zhuǎn)頭就能看到時(shí)速、導(dǎo)航等重要的駕駛信息。36抬頭顯示系統(tǒng)WHUDWHUD（WindshieldHUD）是直接投影到車輛的前風(fēng)窗玻璃上，顯示效果會(huì)根據(jù)車型做專業(yè)化的匹配及造型設(shè)計(jì)，營造出更完美的造型設(shè)計(jì)，常見于原廠自帶。WHUD一定要匹配適合車型尺寸和曲率的高精度非球面反射鏡玻璃，同時(shí)搭載車規(guī)級的投影設(shè)備。這種要求導(dǎo)致其成本一直居高不下，這也是WHUD普及度一般的主要原因。37抬頭顯示系統(tǒng)CHUDCHUD（CombinerHUD）多見于后裝市場，一般是放置于中控臺上方，通過投影的方式把車輛的行駛信息反射到一塊透明樹脂玻璃上。這塊玻璃一般都是采用自由曲面加工技術(shù)、多層光學(xué)鍍膜工藝等處理的，能夠提高其抗圖像變形和重影能力，投射視距能達(dá)到近2m。38抬頭顯示系統(tǒng)HUD投影技術(shù)LCD投影應(yīng)用最廣泛、技術(shù)最成熟穩(wěn)定，采用RGB光源，經(jīng)過液晶體達(dá)到投射的效果。LCD屏的應(yīng)用也非常廣泛，成本比較低廉；但LCD也有自身的劣勢，其分辨率一直有待提高。由于其成本低、技術(shù)成熟，成為目前后裝HUD產(chǎn)品的首選方案。激光投影采用激光作為光源，具有亮度高、飽和度高、衰減少、對比度好等特點(diǎn)，非常適合投影信息簡單、亮度要求高的場景。目前制約激光投影在車載HUD上應(yīng)用的一大障礙是激光二極管對溫度較為敏感，不能達(dá)到車規(guī)級要求的85℃環(huán)境溫度要求，也導(dǎo)致產(chǎn)品的穩(wěn)定性不佳。39抬頭顯示系統(tǒng)HUD投影技術(shù)DLP投影集成了上百萬個(gè)超微型晶片，這些晶片首先對影像信號進(jìn)行數(shù)字處理，再轉(zhuǎn)為光投影出來。DLP投影技術(shù)具有分辨率高、亮度高、成像效果好等特點(diǎn)，目前主要是被豪華品牌車型的前裝HUD所采用。LCOS投影即硅基液晶投影技術(shù)，可以理解為一種LCD的升級。它采用涂有液晶硅的CMOS集成電路芯片作為反射式LCD的基片，在光效率上有非常突出的表現(xiàn)，傳統(tǒng)的LCD光效率可能只有3%左右，但LCOS則可高達(dá)40%。謝謝！40第8章電動(dòng)汽車的充電基礎(chǔ)設(shè)施41概述電動(dòng)汽車傳導(dǎo)式充電設(shè)備電動(dòng)汽車無線充電設(shè)備常用充電設(shè)施建設(shè)和應(yīng)用形式電氣系統(tǒng)的電磁兼容性目錄概述43電動(dòng)汽車充電基礎(chǔ)設(shè)施（充電設(shè)施）主要指電動(dòng)汽車充換電設(shè)施，充換電設(shè)施一般包括充電站、電池更換站、電池配送中心、集中或分散布置的交/直流充電樁等。充電基礎(chǔ)設(shè)施現(xiàn)狀概述44充電設(shè)施是電動(dòng)汽車產(chǎn)業(yè)鏈的重要組成部分，作為連接車輛、消費(fèi)者的中間環(huán)節(jié)，充電設(shè)施的商業(yè)化、規(guī)模化發(fā)展是整個(gè)電動(dòng)汽車產(chǎn)業(yè)規(guī)?；l(fā)展的先決條件。我國充電基礎(chǔ)設(shè)施產(chǎn)業(yè)持續(xù)高速增長。充電基礎(chǔ)設(shè)施現(xiàn)狀2015—2020年我國歷年充電樁保有量及車樁比概述45按照電池充電時(shí)是否與車體分離，電能補(bǔ)給方式可以分為整車充電方式和電池更換方式（或地面電池充電方式）兩種。相應(yīng)地，電動(dòng)汽車充電設(shè)施可以分為充電站和換電站兩種類型。充電基礎(chǔ)設(shè)施類型充電站由多臺充電機(jī)和充電樁組成，直流充電機(jī)（樁）采用電力變換設(shè)備為電動(dòng)汽車的動(dòng)力電池充電，功率較大，輸出電流、電壓變化范圍較寬；交流充電機(jī)（樁）采用交流充電方式為電動(dòng)汽車充電。根據(jù)充電裝置與車輛接收裝置連接方式不同，充電站又可以分為傳導(dǎo)式充電（有線充電）充電站和無線充電充電站。傳導(dǎo)式充電無線充電概述46充電基礎(chǔ)設(shè)施類型換電站除直接給車載動(dòng)力電池組充電外，還可以采用電池更換方式。車輛需要電能補(bǔ)給時(shí)，將電池從車輛中卸下，裝上已充滿電的電池，車輛即可離開繼續(xù)運(yùn)營。卸下的電池組通過地面充電系統(tǒng)進(jìn)行充電。電池更換方式具有電能補(bǔ)給時(shí)間短、電池維護(hù)方便、對電網(wǎng)影響小等優(yōu)點(diǎn)，有利于提高車輛使用效率、提高電池使用壽命，但對車輛及電池更換設(shè)備提出了更高的要求。換電站概述47充電設(shè)施功能與構(gòu)成主要功能與布局充換電站的結(jié)構(gòu)按功能不同劃分為若干個(gè)子系統(tǒng)模塊，包括充換電站供電系統(tǒng)、能源調(diào)度與管理系統(tǒng)、整車充電系統(tǒng)、更換式充電系統(tǒng)、充電監(jiān)控系統(tǒng)、電池維護(hù)與檢測系統(tǒng)、車輛運(yùn)營管理系統(tǒng)等。充換電站各子系統(tǒng)之間的關(guān)系概述48充電設(shè)施功能與構(gòu)成主要功能與布局充換電站供電系統(tǒng)提供充電所需電能，滿足照明、控制設(shè)備的用電需要。充換電站充/換電系統(tǒng)是整個(gè)充換電站的核心部分，根據(jù)電能補(bǔ)給方式的不同，配置也不同。充換電站監(jiān)控系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)對整個(gè)充換電站的充/換電監(jiān)控、安防監(jiān)視、配電監(jiān)控和視頻監(jiān)控等。概述49充電設(shè)施功能與構(gòu)成主要功能與布局場站監(jiān)控系統(tǒng)場站監(jiān)控系統(tǒng)通常采用分層式架構(gòu)。網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)分為三層：第三層為現(xiàn)場智能設(shè)備層作；第二層為監(jiān)控子系統(tǒng)層；第一層為充電站綜合監(jiān)控管理中心。場站監(jiān)控系統(tǒng)架構(gòu)概述50充電設(shè)施功能與構(gòu)成建設(shè)形式按建設(shè)和結(jié)構(gòu)形式來劃分，充電站可分為：一體式充換電站、子母式電池更換站、停車式整車充電站。地面一體式充換電站示意圖一體式充換電站根據(jù)作業(yè)車間布局的相對位置可分為：地面一體式充換電站、地下一體式充換電站以及立體式充換電站等能量補(bǔ)給速度快、服務(wù)能力高、自動(dòng)化和專業(yè)化程度高、對電池性能要求較低及有利于延長電池壽命等優(yōu)點(diǎn)。但也存在建站靈活性較低、備用電池和充電設(shè)備建設(shè)成本較高、成本回收周期較長及配電容量較大等缺點(diǎn)。概述51充電設(shè)施功能與構(gòu)成建設(shè)形式按建設(shè)和結(jié)構(gòu)形式來劃分，充電站可分為：一體式充換電站、子母式電池更換站、停車式整車充電站。地面一體式充換電站一體式充換電站根據(jù)作業(yè)車間布局的相對位置分為：地面一體式充換電站、地下一體式充換電站以及立體式充換電站等。優(yōu)點(diǎn)：能量補(bǔ)給速度快、服務(wù)能力高、自動(dòng)化和專業(yè)化程度高、對電池性能要求較低及有利于延長電池壽命等。缺點(diǎn)：建站靈活性較低、備用電池和充電設(shè)備建設(shè)成本較高、成本回收周期較長及配電容量較大等。立體式充換電站地下一體式充換電站概述52充電設(shè)施功能與構(gòu)成建設(shè)形式子母式電池更換站示意圖子母式電池更換站動(dòng)力電池的集中充電在母站進(jìn)行、電池的更換作業(yè)在母站和各子站進(jìn)行、通過配送體系將母站充滿電的電池配送到各子站并將更換下的電池運(yùn)送回母站集中充電、母站和子站也可提供少量應(yīng)急充電服務(wù)的充電站。電池大規(guī)模集中充電，專業(yè)化、自動(dòng)化程度高，有利于更好地監(jiān)控電池的性能并做出專業(yè)化的處理，充分發(fā)揮電池的潛能，延長電池壽命，提高電池的充電安全性，也增強(qiáng)了輻射服務(wù)范圍，緩解了充電站用地緊張的問題。概述53充電設(shè)施功能與構(gòu)成建設(shè)形式停車式整車充電站示意圖停車式整車充電站為電動(dòng)汽車提供整車常規(guī)充電和應(yīng)急快速充電的充電站，其本質(zhì)就是一個(gè)配有一定數(shù)量充電機(jī)的停車場。對已有停車場影響小，可以利用的場地很多，因此具有靈活性大、配電容量小、對城市現(xiàn)有布局影響小、服務(wù)范圍廣等優(yōu)點(diǎn)。概述電動(dòng)汽車傳導(dǎo)式充電設(shè)備電動(dòng)汽車無線充電設(shè)備常用充電設(shè)施建設(shè)和應(yīng)用形式電氣系統(tǒng)的電磁兼容性目錄電動(dòng)汽車傳導(dǎo)式充電設(shè)備55結(jié)構(gòu)及原理傳導(dǎo)式充電，由于汽車動(dòng)力電池一般只能接受額定的充電電壓或充電電流，輸入電能一般均需要通過電能變換裝置在受控的方式下將交流電能或直流電能變換成動(dòng)力電池或其他車載儲能裝置可接受的直流電能。需要通過前端交流/直流（AC/DC）變換器將電網(wǎng)的交流電整流濾波轉(zhuǎn)換為直流電并實(shí)現(xiàn)功率因數(shù)校正，后端隔離型直流/直流（DC/DC）變換器可以調(diào)節(jié)直流充電電壓以匹配動(dòng)力電池的實(shí)際需求，實(shí)現(xiàn)電池的智能充電。傳導(dǎo)式充電機(jī)原理框圖電動(dòng)汽車傳導(dǎo)式充電設(shè)備56結(jié)構(gòu)及原理傳導(dǎo)式充電設(shè)備中除了功率變換單元及線纜之外，還需要供電接口、車輛接口、纜上控制保護(hù)裝置（IC-CPD）等部件。供電接口和車輛接口合稱為充電接口，分別由相應(yīng)的插頭和插座組成；纜上控制保護(hù)裝置是具備控制功能和安全功能的裝置。優(yōu)點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡單，能量傳遞效率高且相對造價(jià)低廉。缺點(diǎn)：通用性不強(qiáng)以及充電接口長期使用容易帶來機(jī)械磨損問題。電動(dòng)汽車傳導(dǎo)式充電用連接裝置電動(dòng)汽車傳導(dǎo)式充電設(shè)備57充電設(shè)備分類根據(jù)主要功率變換器的安裝位置的不同，傳導(dǎo)式充電設(shè)備可分為車載充電機(jī)和非車載充電機(jī)兩種類型。將整流等電能變換環(huán)節(jié)固定安裝在電動(dòng)汽車上，車外僅需要一個(gè)交流輸入供電電源，可采用單相或三相交流供電，通過插頭和電纜與交流插座連接，因此也被稱為交流充電機(jī)。車載充電機(jī)常與交流充電樁配套使用。車載充電機(jī)實(shí)物圖車載充電機(jī)電動(dòng)汽車傳導(dǎo)式充電設(shè)備58充電設(shè)備分類車載充電機(jī)的主要特點(diǎn)包括：車載充電機(jī)1）功率、體積和質(zhì)量都小于非車載充電機(jī)。2）結(jié)構(gòu)簡單、成本低、充電方便，普通的交流電源插座即可充電。3）操作安全性要求較高，需要對輸出端與公用電網(wǎng)進(jìn)行電氣隔離。4）需要滿足車規(guī)級電子設(shè)備要求，保證在惡劣工況能正常工作。SAEJ1772充電機(jī)分類電動(dòng)汽車傳導(dǎo)式充電設(shè)備59充電設(shè)備分類常采用前級AC/DC變換器和后級DC/DC變換器兩級變換結(jié)構(gòu)，前級AC/DC變換器起到功率因數(shù)校正及電能交直流變換的作用，后級DC/DC變換器級連接直流母線，用于輸出電能的變換，以滿足電池組的不同需求。車載充電機(jī)車載充電機(jī)兩級變換結(jié)構(gòu)電動(dòng)汽車傳導(dǎo)式充電設(shè)備60充電設(shè)備分類安裝在電動(dòng)汽車車體之外，通常固定安裝在地面上，輸入側(cè)的交流電經(jīng)過電能變換后轉(zhuǎn)變?yōu)橹绷鬏敵?，并給電動(dòng)汽車的電池組充電，因此也被稱為直流充電機(jī)。非車載充電機(jī)非車載充電機(jī)實(shí)物由于不受車輛安裝空間的限制，可以采用較復(fù)雜的結(jié)構(gòu)以滿足電動(dòng)汽車大功率快速充電的要求，顯著提高充電速度。但是大功率充電不僅會(huì)影響電池壽命，對電網(wǎng)的負(fù)荷也比較大。電動(dòng)汽車傳導(dǎo)式充電設(shè)備61充電設(shè)備分類基本構(gòu)成包括：動(dòng)力電源輸入、功率變換單元、輸出開關(guān)單元、充電電纜和車輛插頭，以及控制電源、充電控制單元、人機(jī)交互單元，也可包括計(jì)量等功能單元。非車載充電機(jī)非車載充電機(jī)構(gòu)成原理圖電動(dòng)汽車傳導(dǎo)式充電設(shè)備62充電接口用于連接活動(dòng)電纜和電動(dòng)汽車的充電部件，由充電插座與充電插頭兩部分構(gòu)成。充電插頭在充電過程中，與充電插座結(jié)構(gòu)進(jìn)行耦合，從而實(shí)現(xiàn)電能的傳輸。充電插座充電插頭電動(dòng)汽車傳導(dǎo)式充電設(shè)備63充電接口充電接口應(yīng)該滿足以下幾個(gè)方面的要求：1）能夠?qū)崿F(xiàn)較大電流的傳輸和傳導(dǎo)，避免因電流過大引起插座發(fā)熱和故障。2）插頭和插座能夠充分耦合，接觸電阻小，避免接觸不良引起火花燒蝕或虛接。3）能夠?qū)崿F(xiàn)必要的通信功能，便于電動(dòng)汽車CAN通信或者電池管理系統(tǒng)與充電機(jī)對接。4）具備防誤插能力：由于電動(dòng)汽車使用的充電設(shè)備或者動(dòng)力電池的型號和性能不同，因而所需要的電源就不一樣。5）具備合理的外形，便于執(zhí)行插拔作業(yè)。電動(dòng)汽車傳導(dǎo)式充電設(shè)備64充電接口具體結(jié)構(gòu)形式可以分為交流充電接口和直流充電接口。在電動(dòng)汽車的產(chǎn)業(yè)化過程中，充電接口的標(biāo)準(zhǔn)化非常重要。不同國家和地區(qū)充電接口標(biāo)準(zhǔn)電動(dòng)汽車傳導(dǎo)式充電設(shè)備65充電接口分為單相交流充電接口和三相交流充電接口。單相交流充電接口主要是用于家庭用戶充電設(shè)施和一些標(biāo)準(zhǔn)的公共充電設(shè)施。三相交流充電接口和直流充電接口相對于單相交流充電接口要復(fù)雜得多，這類充電接口一般用于較大的充電站。常見的交流充電槍交流充電接口電動(dòng)汽車傳導(dǎo)式充電設(shè)備66充電接口GB/T20234.2—2015《電動(dòng)汽車傳導(dǎo)充電用連接裝置第2部分：交流充電接口》規(guī)定的車輛交流充電接口包含7對觸頭。交流充電接口插頭和插座觸頭布置圖交流充電接口觸頭功能定義電動(dòng)汽車傳導(dǎo)式充電設(shè)備67充電接口主要應(yīng)用于大功率快速充電的場景。GB/T20234.3—2015《電動(dòng)汽車傳導(dǎo)充電用連接裝置第3部分：直流充電接口》規(guī)定的車輛插頭和車輛插座分別包含9對觸頭。直流充電接口直流充電車輛接口與鎖止直流充電時(shí)車輛接口應(yīng)具有鎖止功能，車輛插頭端應(yīng)安裝機(jī)械鎖止裝置，供電設(shè)備應(yīng)能判斷機(jī)械鎖是否可靠鎖止。車輛插頭應(yīng)安裝電子鎖止裝置，電子鎖處于鎖止位置時(shí)，機(jī)械鎖應(yīng)無法操作，供電設(shè)備應(yīng)能判斷電子鎖是否可靠鎖止。當(dāng)機(jī)械鎖或電子鎖未可靠鎖止時(shí)，供電設(shè)備應(yīng)停止充電或不啟動(dòng)充電。電動(dòng)汽車傳導(dǎo)式充電設(shè)備68充電接口車輛插頭和車輛插座觸頭布置如圖：直流充電接口直流充電接口端子功能定義直流充電插頭接口概述電動(dòng)汽車傳導(dǎo)式充電系統(tǒng)電動(dòng)汽車無線充電設(shè)備常用充電設(shè)施建設(shè)和應(yīng)用形式充電設(shè)施典型案例目錄無線充電技術(shù)是指一種利用電磁感應(yīng)原理，采取非導(dǎo)線直接接觸的方式，實(shí)現(xiàn)電能由電源側(cè)傳遞至負(fù)荷側(cè)的技術(shù)。無線充電主要分為：磁場耦合式、微波傳輸式和電場耦合式三類。其他的無線傳輸方式有如利用聲波、光線、紅外、激光等。在電動(dòng)汽車領(lǐng)域，目前主要應(yīng)用的是磁場耦合式無線充電技術(shù)。708.3電動(dòng)汽車無線充電設(shè)備無線充電技術(shù)便捷性：需要充電時(shí)只需將車停在無線充電點(diǎn)即可，非常方便。安全性：無線充電樁埋在地下，可以很好地適應(yīng)惡劣天氣以及避免惡意破壞?？煽啃裕簾o線充電將無線充電模塊置入汽車，可以避免環(huán)境中的干擾影響傳輸效率的問題。電動(dòng)汽車無線充電的優(yōu)勢：718.3電動(dòng)汽車無線充電設(shè)備無線電能傳輸技術(shù)的發(fā)展自1891年開始，美國科學(xué)家特斯拉展開了一系列試驗(yàn)，利用兩個(gè)電磁感應(yīng)耦合線圈進(jìn)行交流電無線傳輸。1893年，在芝加哥的哥倫比亞世界博覽會(huì)上特斯拉展示了他的無線傳輸?shù)臒晒庹彰鳠?。但由于?jīng)濟(jì)和技術(shù)條件的限制，無線電能傳輸技術(shù)并沒有得到進(jìn)一步的應(yīng)用。無線充電技術(shù)起源728.3電動(dòng)汽車無線充電設(shè)備無線電能傳輸技術(shù)的發(fā)展2007年，美國麻省理工學(xué)院的研究小組利用銅制線圈間的相互感應(yīng)將電能從發(fā)射端傳到接收端，并點(diǎn)亮了一個(gè)功率為60W的燈泡。此后，無線電能傳輸技術(shù)又受到廣泛關(guān)注，并得到進(jìn)一步的開始發(fā)展和應(yīng)用。目前常見的無線充電設(shè)備有小功率的手機(jī)和可穿戴設(shè)備的無線充電裝置，電動(dòng)汽車的無線充電技術(shù)也逐漸成熟，并開始出現(xiàn)市場化的相關(guān)應(yīng)用。無線充電技術(shù)應(yīng)用與發(fā)展738.3電動(dòng)汽車無線充電設(shè)備磁場耦合式無線充電原理磁場耦合式無線充電結(jié)構(gòu)與變壓器相似，不同的是傳統(tǒng)的變壓器原副邊是緊密耦合的，而無線傳輸?shù)脑边呄嗷シ蛛x，屬于松散耦合。磁場耦合式無線電能傳輸基于法拉第電磁感應(yīng)原理，通過對電源側(cè)與充電側(cè)線圈間的電磁感應(yīng)實(shí)現(xiàn)電能在線圈之間的傳輸。變壓器原理磁場耦合式無線充電原理其工作過程為：電網(wǎng)的交流電經(jīng)過前級PFC整流器變換為中間級直流電；第二級變換器對中間級直流進(jìn)行逆變產(chǎn)生高頻交流傳給原邊補(bǔ)償網(wǎng)絡(luò)與原邊線圈形成的諧振網(wǎng)絡(luò)，從而在空間中產(chǎn)生高頻磁場；接收線圈感應(yīng)出高頻交流電，與副邊補(bǔ)償網(wǎng)絡(luò)形成諧振。能量傳遞到電池充電電路中；整流器將副邊輸出的高頻交流電轉(zhuǎn)換為直流電對電池進(jìn)行充電。8.3電動(dòng)汽車無線充電設(shè)備車用無線充電設(shè)備無線充電系統(tǒng)包括：高頻逆變器、原邊補(bǔ)償網(wǎng)絡(luò)、發(fā)射線圈、接收線圈、副邊補(bǔ)償網(wǎng)絡(luò)和整流橋/后級變換器。通常將發(fā)射和接收線圈統(tǒng)稱為磁耦合器。74傳導(dǎo)式與無線充電式的區(qū)別：原邊高頻逆變器和副邊高頻整流器之間的磁場耦合裝置不同傳導(dǎo)式充電設(shè)備采用的是緊密耦合的高頻變壓器；無線充電采用松耦合的無線傳輸線圈及各自組成的諧振網(wǎng)絡(luò)。圖中虛線框所示的高效率、高功率密度的DC/DC諧振變換器，是傳導(dǎo)式和無線充電研究的共性問題。8.3電動(dòng)汽車無線充電設(shè)備車輛無線充電與傳導(dǎo)式充電的比較75768.3電動(dòng)汽車無線充電設(shè)備無線充電系統(tǒng)磁耦合器磁耦合器是負(fù)責(zé)建立磁場、將電能傳送過氣隙的設(shè)備。車用無線充電機(jī)的磁耦合器普遍設(shè)計(jì)為平板式，發(fā)射端放置于地面或埋于路面下方，能量接收端則貼合汽車底盤放置。平板式單邊型磁耦合器中，較早進(jìn)入大眾視野的當(dāng)屬圓形板。無線充電技術(shù)起源名稱結(jié)構(gòu)圖優(yōu)勢不足圓形板①在傳輸功率相同的情況下，所用線材最少②結(jié)構(gòu)簡單，最易設(shè)計(jì)、加工①磁場集中于線圈正上方，抗偏移能力差②需要較多的鐵氧體磁芯③發(fā)射機(jī)構(gòu)體積較大DD板①在單方向上具有最好的抗偏移能力②原副邊線圈所需鐵氧體數(shù)量少③參數(shù)設(shè)計(jì)比較簡單①另一方向抗偏移能力差②所用線材較長③單邊需要并排平鋪兩個(gè)矩形繞組，因此副邊機(jī)構(gòu)體積較大778.3電動(dòng)汽車無線充電設(shè)備磁耦合器兩種磁耦合器特性比較788.3電動(dòng)汽車無線充電設(shè)備無線充電系統(tǒng)補(bǔ)償網(wǎng)絡(luò)車用磁耦合器的典型耦合系數(shù)在0.2左右，能量傳輸效率低。為了提高能量傳輸效率，往往采用諧振補(bǔ)償方法。根據(jù)電容與雙邊線圈的連接方式不同，諧振補(bǔ)償網(wǎng)絡(luò)存在四種不同的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)：串聯(lián)-串聯(lián)（SS）、串聯(lián)-并聯(lián)（SP）、并聯(lián)-串聯(lián)（PS）、并聯(lián)-并聯(lián)（PP）798.3電動(dòng)汽車無線充電設(shè)備無線充電系統(tǒng)國家標(biāo)準(zhǔn)GB/T38775.1—2020《電動(dòng)汽車無線充電系統(tǒng)第1部分：通用要求》GB/T38775.2—2020《電動(dòng)汽車無線充電系統(tǒng)第2部分：車載充電機(jī)與充電設(shè)備之間的通信協(xié)議》GB/T38775.3—2020《電動(dòng)汽車無線充電系統(tǒng)第3部分：特殊要求》GB/T38775.4—2020《電動(dòng)汽車無線充電系統(tǒng)第4部分：電磁環(huán)境限值與測試方法》測試方法功率傳輸性能指標(biāo)安全指標(biāo)功能指標(biāo)無線充電流程相關(guān)參數(shù)定義電磁環(huán)境測試方法電磁環(huán)境評估方法通信協(xié)議架構(gòu)808.3電動(dòng)汽車無線充電設(shè)備磁耦合方式的無線充電系統(tǒng)分類本次發(fā)布的4項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)中針對磁耦合方式的無線充電系統(tǒng)有以下8種分類方式：1）按磁極：分為一對一、多對多、多對一共3類。2）按諧振補(bǔ)償拓?fù)?分為串串、串并、并串、并并、復(fù)合補(bǔ)償共5類。3）按系統(tǒng)輸入功率等級:分為WPT1（P≤3.7kW）、WPT2（3.7kW＜P≤7.7kW）、WPT3（7.7kW＜P≤11.1kW）、WPT4（11.1kW＜P≤22kW）共4類。4）按副邊設(shè)備離地間隙:分為Z1（100mm≤Z≤150mm）、Z2（140mm≤Z≤210mm）、Z3（170mm≤Z≤250mm）、Z4（Z＞250mm）共4類。5）按機(jī)械氣隙:分為S（80mm±30mm）、M（130mm±30mm）、L（190mm±40mm）共3類。6）按使用環(huán)境:分為室內(nèi)使用和室外使用共2類。7）按原邊設(shè)備的安裝方式:分為地埋安裝和地上安裝共2類。8）按應(yīng)用場景:分為A類（應(yīng)具備互操作性）應(yīng)用于公共場所和B類（可具備互操作性）應(yīng)用于私人場所共2類。818.3電動(dòng)汽車無線充電設(shè)備無線充電系統(tǒng)應(yīng)用實(shí)例靜態(tài)無線充電系統(tǒng)1）北汽（EV200）的無線充電系統(tǒng)使用7.7kW無線充電設(shè)備，額定充電電壓為DC380V，充電電流為20A，傳輸距離達(dá)到（20±5）cm，平均傳輸效率達(dá)到90%以上，可與有線充電樁基本持平。2）寶馬2018款530e混動(dòng)版無線充電系統(tǒng)可以提供3.2kW的充電功率，能實(shí)現(xiàn)在3.5h內(nèi)將9.4kW·h的電池組電量充滿。其充電時(shí)長與有線充電3h的充電時(shí)長差距不大。靜態(tài)無線充電方案和動(dòng)態(tài)無線充電方案828.3電動(dòng)汽車無線充電設(shè)備無線充電系統(tǒng)應(yīng)用實(shí)例動(dòng)態(tài)無線充電系統(tǒng)1）北江蘇同里新能源小鎮(zhèn)智慧公路項(xiàng)目位于江蘇省蘇州市。該公路總長約500m，路面的中間區(qū)域是動(dòng)態(tài)無線充電線圈埋設(shè)區(qū)，兩側(cè)黑色區(qū)域?yàn)楣夥l(fā)電區(qū)。路面線圈與車底線圈通過磁耦合諧振式無線充電技術(shù)實(shí)現(xiàn)電能的傳輸，實(shí)現(xiàn)了電動(dòng)汽車邊走邊充的動(dòng)態(tài)無線充電，創(chuàng)造了電能產(chǎn)生即使用的新模式。靜態(tài)無線充電方案和動(dòng)態(tài)無線充電方案838.3電動(dòng)汽車無線充電設(shè)備無線充電系統(tǒng)應(yīng)用實(shí)例動(dòng)態(tài)無線充電系統(tǒng)2）韓國科學(xué)技術(shù)研究院開展OLEV項(xiàng)目，并于2012年首次公開了全球首個(gè)無線充電電動(dòng)汽車KAIST，可以通過道路下埋設(shè)的供電線路實(shí)現(xiàn)車輛的動(dòng)態(tài)或靜態(tài)充電。目前投入運(yùn)營的第四代產(chǎn)品——校園巴士，能夠以85%的效率在170mm的距離上傳輸100kW功率。同時(shí)更低成本的第五代及第六代樣機(jī)也在研究之中。靜態(tài)無線充電方案和動(dòng)態(tài)無線充電方案概述電動(dòng)汽車傳導(dǎo)式充電設(shè)備電動(dòng)汽車無線充電設(shè)備常用充電設(shè)施建設(shè)和應(yīng)用形式充電設(shè)施典型實(shí)例目錄85常用充電設(shè)施建設(shè)和應(yīng)用形式家庭充電只需將車載充電器的插頭插到停車場或其附近的電源插座上。家庭充電速度較慢，只有幾千瓦的功率，時(shí)間通常為5~8h，通常是在晚上或用電低谷期，有利于電能的有效利用。家庭充電設(shè)施電動(dòng)汽車可視為一種用電設(shè)備，現(xiàn)有的計(jì)價(jià)表和收費(fèi)方法可以直接采用，無需額外裝置，因此家用充電方式的初始成本較低。86常用充電設(shè)施建設(shè)和應(yīng)用形式家用充電設(shè)施的基本要求是有一個(gè)配有電源的車庫或停車場地。其有兩種不同的方式：有私人車庫的家庭：只需安裝一個(gè)專用的充電接口。帶有停車場的公寓或多層住宅：可安裝帶保護(hù)回路的室外電源插座，保證室外充電回路能夠獨(dú)立運(yùn)行。而且應(yīng)保證不經(jīng)允許，居民不得靠近電源插座。專用的充電接口室外電源插座家庭充電設(shè)施87常