電動汽車充電電路拓撲

A. 純電動汽車的DCDC是什麼意思

將汽車的高壓直流電轉化為12V的低壓直流電，用來給全車用電設備供電

B. 新能源汽車DCDC如何工作

DC/DC 變換器，作為電動汽動力系統中很重要的一部分，它的一類重要功用是為動力轉向系統，空調以及其他輔助設備提供所需的電力。另一類，是出現在復合電源系統中，與超級電容串聯，起到調節電源輸出，穩定母線電壓的作用。

3 配合超級電容應用的DCDC怎樣確定電氣參數？

在復合電源系統中，超級電容一般都被定義成應對大功率的部分，放電過程，針對工況峰值，提供均值以上的部分；制動能量回收過程，承擔全部或者絕大部分回收電流的吸納。面對沖擊功率，DCDC在兩個方面的要求比較高。一個是反應速度，電池與超級電容並聯的電源迴路中，制動能量從電機產生，通過母線向電源傳遞。如果DCDC的反應不夠靈敏，接通時間較長，則涌來的能量被DCDC隔離在超級電容以外，得不到吸納，只能由電池吸納，過大的功率會給電池帶來永久性的損傷。DCDC的另一個要求就是能夠承受瞬時大功率的沖擊，串聯在電容迴路的DCDC，需要經常面對沖擊功率的工作狀態。因此，選擇與超級電容串聯在統一支路的DCDC，最重要的參數就是功率范圍，工作電壓和動作時間。

本文整理自下列文獻和互聯網公開資料：

1 鄒捷，電動汽車移相全橋DC_DC變換器研究；

2 陳建龍，電動汽車的雙向DC_DC變換器的研究 ；

3 王必榮，純電動汽車雙向DC_DC轉換器的設計與研究；

4 張智平，電動汽車DC_DC變換器的研究與設計；

5 李慧，車用DCDC綜述；

6 縱衛衛，電動汽車DC_DC變換器電磁干擾優化研究；

（圖片來自互聯網公開資料）

C. 混合動力汽車的鎳氫電池充電主要靠什麼來實現

鎳氫電池和同體積的鎳鎘電池相比，容量增加一倍，充放電循環壽命長，並且無記憶效應。鎳氫電池正極的活性物質為NiOOH（放電時）和Ni(OH)2(充電時)，負極板的活性物質為H2（放電時）和H2O（充電時），電解液採用30%的氫氧化鉀溶液，充電時，負極析出氫氣，貯存在容器中，正極由氫氧化亞鎳變成氫氧化鎳（NiOOH）和H2O；放電時氫氣在負極上被消耗掉，正極由氫氧化鎳變成氫氧化亞鎳。蓄電池過量充電時，正極板析出氧氣，負極板析出氫氣。由於有催化劑的氫電極面積大，而且氫氣能夠隨時擴散到氫電極表面。因此，氫氣和氧氣能夠很容易在蓄電池內部再化合生成水，使容器內的氣體壓力保持不變，這種再化合的速率很快，可以使蓄電池內部氧氣的濃度不超過千分之幾。
從以上各反應式可以看出，鎳氫電池的反應與鎳鎘電池相似，只是負極充放電過程中生成物不同，從後兩個反應式可以看出，鎳氫電池也可以做成密封型結構。鎳氫電池的電解液多採用KOH水溶液，並加入少量的LiOH。

當前研究開發的電動汽車動力電池主要包括鉛酸電池、鎳金屬電池、鋰離子蓄電池、高溫鈉電池、金屬空氣電池、超級電容、飛輪電池以及具有更好發展遠景的燃料電池和太陽能電池。

1、鉛酸電池

鉛酸電池已有100多年的歷史，廣泛用作內燃機汽車的起動動力源，

。鎳氫電池在比能量、比功率及循環壽命等方面都比鎘鎳電池有所提高，使用氫鎳電池的電動汽車一次充電後的續駛里程曾經達到過600公里，在歐美已實現了批量生產和使用。氫鎳電池就其工作原理和特點是適合電動汽車使用的，它已被列為電動汽車用首選動力電池，但其還存在價格太高，均勻性較差（特別是在高速率、深放電下電池之間的容量和電壓差較大），自放電率較高，性能水平和現實要求還有差距等問題，這些問題都影響著氫鎳電池在電動汽車上的廣泛使用。

3、鋰離子蓄電池

鋰離子蓄電池是90年代發展起來的高容量可充電電池，能夠比氫鎳電池存儲更多的能量，比能量大，循環壽命長，自放電率小，無記憶效應和環境污染，是當今各國能量存儲技術研究的熱點，主要集中在大容量、長壽命和安全性三個方面的研究。鋰離子蓄電池中，鋰離子在正負極材料晶格中可以自由擴散，當電池充電時，鋰離子從正極中脫出，嵌入到負極中，反之為放電狀態，即在電池充放電循環過程中，藉助於電解液，鋰離子在電池的兩極間往復運動以傳遞電能。鋰離子蓄電池的電極為鋰金屬氧化物和儲鋰碳材料，根據電解質的不同，鋰離子蓄電池一般可分為鋰離子電池和鋰聚合物電池兩種。

4、 高溫鈉電池

高溫鈉電池主要包括鈉氯化鎳電池（NaNiCl2）和鈉硫蓄電池兩種。鈉氯化鎳電池是1978年發明的，其正極是固態NiCl2，負極為液態Na，電解質為固態β-Al2O2陶瓷，充放電時鈉離子通過陶瓷電解質在正負電極之間漂移。鈉氯化鎳電池是一種新型高能電池，它具有比能量高（超過100Wh/kg），無自放電效應，耐過充、過放電，可快速充電，安全可靠等優點，但是其工作溫度高（250-350℃），而且內阻與工作溫度、電流和充電狀態有關，因此需要有加熱和冷卻管理系統。而鈉硫蓄電池也是普遍看好的電動汽車蓄電池，它已被美國先進電池聯合體(USABC)列為中期發展的電動汽車蓄電池，鈉硫蓄電池具有高的比能量，但它的峰值功率較低，而且這種電池的工作溫度近似300℃，熔融的鈉和硫有潛在的毒性，腐蝕也限制了電池的可靠性和壽命。

5、鋅空氣電池（Zinc-air）

鋅空氣電池是一種機械更換離車充電方式的高能電池，正極為Zinc，負極為Carbon（吸收空氣中的氧氣），電解液為KOH。鋅空氣電池具有高比能量（200Wh/kg），免維護、耐惡劣工作環境，清潔安全可靠等優點，但是其具有比功率較小（90W/kg），不能存儲再生制動的能量，壽命較短，不能輸出大電流及難以充電等缺點。一般為了彌補它的不足，使用鋅空氣電池的電動汽車還會裝有其它電池（如鎳鎘蓄電池）以幫助起動和加速。

6、超級電容

超級電容是為了滿足混合電動汽車能量和功率實時變化要求而提出的一種能量存儲裝置，它是一種電化學電容，兼具電池和傳統物理電容的優點。超級電容往往和其它蓄電池聯合應用作為電動汽車的動力電源，可以滿足電動汽車對功率的要求而不降低蓄電池的性能，超級電容的使用，將減少汽車對蓄電池大電流放電的要求，達到減少蓄電池體積和延長蓄電池壽命的目的。開發高比能量、高比功率、長壽命、高效率和低成本的超級電容，可以提高商業化電動汽車動力性（特別是加速能力）、經濟性和續駛里程。根據電極材料的不同，超級電容可分為碳類超級電容（雙電層電化學電容）和金屬氧化物超級電容兩類。

7、飛輪電池

飛輪儲能電池的概念起源於上世紀70年代早期，最初只是想將其應用在電動汽車上，但限於當時的技術水平，並沒有得到發展。直到上世紀90年代由於電路拓撲思想的發展，碳纖維材料的廣泛應用，以及全世界范圍對污染的重視，這種新型電池又得到了高速發展，並且伴隨著磁軸承技術的發展，這種電池顯示出更加廣闊的應用前景。歐美國家已出現實用化產品，而我國在這方面的研究才剛剛起步。它突破了化學電池的局限，用物理方法實現儲能。是一種以動能方式存儲能量的機械電池，它由電動/發電機、功率轉換、電子控制、飛輪、磁浮軸承和真空殼體等部分組成，具有高功率比、高能量比、高效率、長壽命和環境適應性好等優點。飛輪電池中的電機，在充電時該電機以電動機形式運轉，在外電源的驅動下，電機帶動飛輪高速旋轉（可達到200000rpm），即用電給飛輪電池「充電」增加了飛輪的轉速從而增大其動能；放電時，電機則以發電機狀態運轉，在飛輪的帶動下對外輸出電能，完成機械能(動能)到電能的轉換。要開發適合電動汽車的實用性飛輪。

8、燃料電池

燃料電池是一種將儲存在燃料和氧化劑中的化學能通過電極反應直接轉化為電能的發電裝置，它的基本化學原理是水電解反應的逆過程，即氫氧反應產生電、水和熱。它不需要燃燒、無轉動部件、無雜訊、運行壽命長、可靠性高、維護性能好，實際效率能達到普通內燃機的2至3倍，加之其最終產物又是水，真正達到清潔、可再生、無排放的要求，是21世紀的首選能源。而且，燃料電池也不需要像其它電池那樣進行長時間的充電，它只需要像給汽車加油一樣補充燃料即可。據美國ABI調查公司預測，2011年全球燃料電池汽車的產量將達到240萬輛，佔世界汽車總產量的4.3%，日本政府也計劃在十年內普及燃料電池。2002年12月，日本豐田公司已向日本政府交付了第一批商用燃料電池電動汽車。燃料電池由正負電極、催化層和電解質構成，根據電解質的不同，燃料電池可分為磷酸型、質子交換膜型、鹼性型、熔融碳酸鹽型和固體氧化物型等幾種，只有質子交換膜型燃料電池最適合電動汽車使用，我國研製成功的「中國氫動力首號車」使用的就是質子交換膜型燃料電池。一套較完整的燃料電池系統由以下幾個部分組成：燃料處理部分、燃料電池、直流交流轉換器和熱能管理部分。

9、太陽能電池

太陽能電池是一種把光能轉換為電能的裝置，太陽能已廣泛用於照明、家用電器、發電、交通信號、地質、航天等領域。部分機構也已研製出了使用太陽能電池的電動汽車樣車，但是由於太陽能電池還存在光電轉換效率不高、價格太高、電池系統配置較復雜等問題，只能作為電動汽車的補充電源，還不能大規模的生產應用，但太陽能作為最清潔的、取之不盡用之不竭的能源，對它的研究和應用必將會取得長足的進步。

D. 為什麼電動車充電功率會變化

因為電池放電是化學能轉化為電能,充電是電能轉化為化學能。

充電功率通常指輸電線路的充電功率，也稱為無功功率。線路太長時，會有對地電容。由線路的對地電容電流所產生的無功功率，稱為線路的充電功率。

電力線路空載或者輕載的時候電壓會高於電源電壓。因為導線間及對地存在電容，當線路帶有電壓時該電容會產生充電功率（容性），所以當電力線路空載或者輕載的時候電壓會高於電源電壓。線路的充電功率與電容電流的平方成正比。用並聯電抗器可以解決，進行感性無功補償，即吸收充電功率，部分或全部補償線路的電容，繼而可以降低電壓。電抗器安裝於末端效果最好。

詳細參數

恆壓恆流充電模式，自動完成整個充電過程。使整個充電過程更貼近電池原有特性，避免採用機車原充電方式所造成的蓄電池欠充、過充等問題，有效延長蓄電池使用壽命。機車蓄電池充電機工作時無需人工值守，超長時間充電，無過充危險。電路特點採用已非常成熟的BuckBoost Converter電路拓撲和技術，使得電路可靠性提高。

E. 電動汽車充電樁的工作原理是什麼呢

電樁種類按安裝方式分可分為落地式充電樁、掛壁式充電樁。落地式充電樁適合安裝在不靠近牆體的停車位。掛壁式充電樁適合安裝在靠近牆體的停車位。按安裝地點分按照安裝地點，可分為公共充電樁和專用充電樁。公共充電樁是建設在公共停車場（庫）結合停車泊位，為社會車輛提供公共充電服務的充電樁。專用充電樁是建設單位（企業）自有停車場（庫），為單位（企業）內部人員使用的充電樁。自用充電樁是建設在個人自有車位（庫），為私人用戶提供充電的充電樁。充電樁一般結合停車場（庫）的停車位建設。安裝在戶外的充電樁防護等級不應低於IP54。安裝在戶內的充電樁防護等級不應低於IP32。按充電介面數分可分為一樁一充和一樁多充。按充電方式分充電樁（栓）可分為直流充電樁（栓），交流充電樁（栓）和交直流一體充電樁（栓）。

F. 車載智能安全充電器的電路是如何設計的

目前，限制電動汽車發展的主要問題是車載能源問題，因而研製一種方便、快捷、高效的車載智能安全充電器。
車載智能安全充電器的電路主變換拓撲結構的設計，在開關電源的各種變換拓撲中，半橋變換以其輸出功率大、結構簡單、開關器件少、實現同等功率變換的成本較低且抗磁通不平衡能力強等優點，成為該適配器結構設計的首選。
半橋電路由兩只數值相等、容量較大的高壓電容器組成一個分壓電路，通過控制一個橋臂上兩個開關管交替導通和截止，在變壓器原邊產生高壓開關脈沖，從而在副邊感應出交變的方波，實現功率轉換。
該電路拓撲的一個突出優點是阻斷電容的連接使其具有抗磁通不平衡能力。有效防止磁偏，同時將變壓器初級側的漏感尖峰電壓鉗位於直流母線電壓，將漏感存儲的能量歸還到輸人母線，而不是消耗於電阻元件。

G. 電動汽車直流充電如何控制

一、直流充電系統構成直流充電系統由_整流裝置、直流輸入控制裝置、直流輸出控制裝置和直流充電管理裝 置組成。其系統框圖如圖1所示。

圖4

工作流程描述如下：MCM首先通過射頻卡讀 卡器讀取用戶信息，並顯示E卡信息，提示用戶 正確連接充電插頭，選擇充電時間、充電方式等， 並確認啟動充電。

在充電過程中，MCM定時獲取電量數據。當達到用戶設置的充電時間或充電電量時，發送停 止充電指令給直流輸入控制模塊，控制直流輸入 控制模塊中主接觸器動作，切斷動力電源，並在人機操作界面上提示用戶充電結束，用戶拔下插頭 後，可以進行結帳、查看消費信息、列印票據等操 作。

三 、系統特點1、釆用模塊化設計思想，充電系統的電源模塊、控制模塊、輸出模塊邏輯、物理上分開，便於 維修和替換。

2、控制模塊滿足通用化要求，可通過配置 不同的電源模塊和充電模塊形成不同的產品系列。

3、各模塊之間米用弱親合連接，適應未來 不同的電動汽車能源供給服務模式需求。

4、系統具有在線編程功能，程序開發方便， 具有集成度高、可靠性好等突出特點。

5、系統顯示形式多樣、准確性高，具有良好 的人機交互界面，操作便利。

6、系統採用冗餘設計，預留大量開發空間， 便於功能的擴展和升級換代。

H. 電動汽車充電機的詳細參數

恆壓恆流充電模式，自動完成整個充電過程。使整個充電過程更貼近電池原有特性，避免採用機車原充電方式所造成的蓄電池欠充、過充等問題，有效延長蓄電池使用壽命。機車蓄電池充電機工作時無需人工值守，超長時間充電，無過充危險。電路特點1．採用已非常成熟的Buck---Boost Converter電路拓撲和技術，使得電路可靠性提高。
2．由於充電機電路工作在開關狀態，其轉換效率高，整個工作期間效率都在90%以上，不影響機車直流發電機原有工作狀態，對機車其它設備不構成影響。
3．採用獨特的控制技術，使升降壓過渡平穩。
4．電壓模式、電流模式雙環路控制，工作更穩定。
5．保護電路齊全，各單元電路逐級保護，使充電機工作更加可靠。
6．獨特的電路布局和構架，使自身輻射小，不對機車其它設備構成干擾，同時抗干擾能力強，自身工作更穩定。

I. 電動汽車充電樁需要什麼規格電纜

纜勝 LST 61000602M 1*35 SQ
導體：多股超細精絞無氧銅絲，符合VDE0295class6標准
絕緣：特殊混合PVC絕緣材料
芯線顏色：數字標號或者顏色區分（可以根據客戶要求來生產，定製）
內護套：特殊混合塑膠護套材料
屏蔽：防氧化鍍錫銅網編織屏蔽，編織密度≥85%以上，可有效防止各種信號的干擾。
外護套：PURJ聚氨酯材料
外護套顏色：灰色，黑色，橙色（可根據客戶要求定製其他 顏色）
額定電壓：≥0.5mm：300/500V <0.5mm :300/300V
測試電壓：2500V
使用溫度范圍：固定安裝：-40℃至+105℃
移動安裝：-40℃至+105℃
最小彎曲半徑：固定安裝：5×電纜外徑
移動安裝：7.5×電纜外徑

J. 電動汽車增程器產生交流電經過整流後給電池充電，整流電路在增程器內部還是連接增程器和電池的

是的，一般發的電會在380V上下波動，在經過電池後，電池會起到一個穩壓的作用，整流橋是連接增程器和電池的橋梁，連接在兩者之間。
增程器使用建議：
增程器在電量是滿格的時候不推薦啟動，一般建議在電量只有30%-40%的時候啟動是最佳的。滿電量的時候啟動是沒有什麼特別好的效果的，為了保護環保，建議在需要的時候啟動增程器，電池污染比廢氣污染更嚴重，保護電池就是保護環境。不建議在電池沒一點電的情況下使用，增程器啟動的時候是電啟動，在電池一點電都沒有的時候啟動可能打不著火。