第7章儀器與儀表1

儀器與儀表系統概述

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

純電動乘用車儀器與儀表插電式混動乘用車儀器與儀表純電動客車儀器與儀表抬頭顯示系統目錄9純電動乘用車儀器與儀表北汽EV200純電動乘用車10純電動乘用車儀器與儀表北汽EV200組合儀表采用64位雙核CPU的Tricore控制系統北汽EV200純電動乘用車儀器與儀表北汽EV200純電動乘用車組合儀表1—示廓燈2—前霧燈3—左轉向4—遠光燈5—后霧燈6—剩余電量指示7—車外溫度指示8—日期顯示9—時間顯示10—READY指示燈11—制動系統故障指示燈12—安全帶未系指示燈13—右轉向指示燈14—開門指示燈15—駐車制動指示燈16—驅動電機功率表17—ABS故障指示燈18—安全氣囊指示燈19—按鈕A20—電機系統故障指示燈21—跛行指示燈22—蓄電池故障23—電機及控制器過熱指示燈24—動力電池故障指示燈25—動力電池斷開指示燈26—系統故障燈27—制動能量回收關閉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純電動乘用車儀器與儀表（1）驅動電機功率表表盤中0%~100%指示當前驅動電機輸出的實際功率與可輸出最大功率比。功率數值越大，表明當前車輛動力越強，功率表的綠色量程部分表示制動能量回收強度，即指針越靠近表盤底端，表示制動能量回收強度越強。如果發生動力電池或驅動電機故障導致的信號丟失或動力切斷，則指針會自動返回最下端的默認值。北汽EV200純電動乘用車儀器與儀表（2）車速表車速表的指針所指向的位置指示汽車當前的速度，指示范圍0~160km/h。如果發生動力電池或驅動電機故障導致的信號丟失或動力切斷，則指針會自動返回最下端的默認值。12純電動乘用車儀器與儀表（3）按鈕A/B儀表盤下端有兩個按鈕，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。其中數字電壓值指示車輛動力電池的電壓值；數字電流值指示當前動力電池充放電電流值，正值表示動力電池正在放電，負值表示動力電池正在充電。車速值與機械表盤車速指示值相同，表示當前車輛行駛速度；數字轉速值指示當前驅動電機轉速；瞬時電耗指車輛行駛時的瞬時電耗強度，從中間至兩側電耗依次增強。北汽EV200純電動乘用車儀器與儀表13純電動乘用車儀器與儀表（4）保養里程通過按鈕A可以切換行車電腦顯示保養里程信息，儀表初次默認保養里程為10000km，后續每10000km保養一次。當距離車輛保養的里程數小于150km時，每次車輛打到“ON”檔時，行車電腦顯示屏會顯示文字提示“請保養車輛”，顯示持續5s，隨后自動消除。北汽EV200純電動乘用車儀器與儀表（5）續駛里程指示車輛當前電量可行駛的距離，儀表顯示精度最小為1km。當續駛里程顯示為“——”，且能量條消失，可能以下原因：1）動力電池剩余電量過低，此時應緩慢行駛，盡快對車輛充電。2）車輛打到“ON”檔時，車輛控制器開始計算續駛里程，延時幾秒后顯示當前續駛里程。14純電動乘用車儀器與儀表（6）總里程、小計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。不能通過按鈕進行清零設置?？偫锍痰臄底钟行粸?位，精度為1km。小計里程的數字有效位為4位，精度為0.1km。顯示范圍0~999.9km。到達最大值時，會自動清零并重新開始計算小計里程。（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四個檔位。當顯示在圖示N或E檔位置，檔位左側會出現相應數字，數字1、2、3表示當前能量回收的強度。北汽EV200純電動乘用車儀器與儀表15純電動乘用車儀器與儀表（8）倒車雷達在配置倒車雷達的車輛進行倒車時，行車電腦顯示屏自動切換顯示倒車雷達界面，通過車尾三條線判斷障礙物的方位及大致距離。（9）充電狀態車輛進入充電狀態后，組合儀表的行車電腦顯示屏自動點亮，顯示當前充電信息，10s后屏幕熄滅，可通過以下方式點亮：通過按下按鈕B可以再次點亮液晶屏，顯示充電信息10s后熄滅。按下遙控鑰匙閉鎖鍵遠程點亮行車電腦顯示屏，10s后自動熄滅。北汽EV200純電動乘用車儀器與儀表16純電動乘用車儀器與儀表（8）倒車雷達動力電池電量充滿后，行車電腦顯示屏自動點亮，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故障，行車電腦顯示屏自動點亮，充電故障指示燈點亮，蜂鳴器鳴叫，提示10s后熄滅。北汽EV200純電動乘用車儀器與儀表17純電動乘用車儀器與儀表騰勢純電動乘用車18純電動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位置，其指針所指向的位置指示了汽車動力電池的電量值，指示范圍為0~100%。（2）續駛里程續駛里程位于電量表左下方，續駛里程顯示的數值是結合車輛行駛工況和剩余電量計算得到的剩余電量所能支持的行駛距離。騰勢純電動乘用車儀器與儀表（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，功率表指針指示值為負值，表示制動能量回收（綠色區域），功率表右下方顯示車輛平均車速及行駛時間。儀表盤下方區域顯示時間、日期、總里程及車外溫度等物理量。19純電動乘用車儀器與儀表特斯拉ModelS純電動乘用車20純電動乘用車儀器與儀表儀表盤左側是狀態顯示區和導航顯示區，中間是車速表，右側是車載信息顯示區。特斯拉ModelS純電動乘用車儀器與儀表特斯拉ModelS的中控臺是一個17寸高分辨率觸摸屏。觸摸屏分為功能選擇區、主顯示區和空調控制區三個區域。觸摸屏、數字化儀表組合和方向盤控制系統無縫集成，可以通過方向盤的多功能按鍵在這個區域調節幾乎所有的車輛功能。通過觸摸屏可以調整車輛參數，如調整空調溫度、打開全景天窗、調整駕駛高度、加快轉向模式等。同時它也有控制娛樂系統、座椅加熱、行李艙啟閉等功能。儀器與儀表概述純電動乘用車儀器與儀表插電式混合動力乘用車儀器與儀表

純電動客車儀器與儀表抬頭顯示系統目錄22插電式混合動力乘用車儀器與儀表比亞迪秦插電式混合動力乘用車23插電式混合動力乘用車儀器與儀表比亞迪秦插電式混合動力乘用車儀表比亞迪秦插電式混合動力乘用車采用12.1in超視覺TFT液晶組合儀表儀表盤左側顯示轉速和油量，其中轉速表指針所指向的位置指示了汽車驅動電機當前的轉動速度。儀表盤中間顯示當前狀態信息，包括當前車速、室外溫度、總里程、時間及其他汽車狀態。儀表盤右側顯示功率及電量，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，功率表指示值為負值，表示制動能量回收。儀表盤下方顯示總里程、節能模式、時間等物理量。儀器與儀表概述純電動乘用車儀器與儀表插電式混合動力乘用車儀器與儀表

純電動客車儀器與儀表抬頭顯示系統目錄25純電動客車儀器與儀表BJ6123系列

純電動客車26純電動客車儀器與儀表BJ6123C7C4D純電動客車組合儀表右側單表顯示速度、總/分里程中間液晶屏顯示報警信號界面、電池管理系統界面和電機及變速器界面等信息左側為高/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純電動客車儀器與儀表BJ6123C7C4D純電動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純電動客車儀器與儀表BJ6123C7C4D純電動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純電動客車儀器與儀表BJ6123C7C4D純電動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、報警信息界面，左側按鍵用于電池界面與電機變速器界面的切換。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、最低溫度和當前狀態。其中，“當前狀態”顯示包括如下幾種類型：強制檔位模式強制停車模式存在嚴重故障電池電壓過高充電模式強制低速模式電池能量低存在一般故障系統正常31純電動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/制動踏板狀態和電池箱溫度等信息報警信息界面報警條（屏幕上方）顯示報警相關圖標和數字代碼及故障描述。報警區域（屏幕下方）顯示報警相關圖標及報警內容。當報警量超過12條時，將通過自動翻頁切換信息。32純電動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前電壓，出現電池不正常時用不同顏色顯示電機及變速器信息界面33純電動客車儀器與儀表液晶顯示屏后門和倒車監視器監視器自動切換：當后車門打開及倒車時，液晶顯示屏自動切換到相應監視器畫面；后車門關閉或倒車按鍵開關切換至空檔和前進檔時，監視器畫面關閉。儀器與儀表概述純電動乘用車儀器與儀表插電式混合動力乘用車儀器與儀表

純電動客車儀器與儀表抬頭顯示系統目錄35抬頭顯示系統HUD抬頭顯示系統（HUD）又被叫作平視顯示系統，是指以車輛駕駛員為中心、盲操作、多功能儀表盤。HUD的作用，是把時速、導航等重要的行車信息，投影到駕駛員前面的風窗玻璃上，讓駕駛員盡量做到不低頭、不轉頭就能看到時速、導航等重要的駕駛信息。36抬頭顯示系統WHUDWHUD（WindshieldHUD）是直接投影到車輛的前風窗玻璃上，顯示效果會根據車型做專業化的匹配及造型設計，營造出更完美的造型設計，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，同時搭載車規級的投影設備。這種要求導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、多層光學鍍膜工藝等處理的，能夠提高其抗圖像變形和重影能力，投射視距能達到近2m。38抬頭顯示系統HUD投影技術LCD投影應用最廣泛、技術最成熟穩定，采用RGB光源，經過液晶體達到投射的效果。LCD屏的應用也非常廣泛，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、技術成熟，成為目前后裝HUD產品的首選方案。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，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上應用的一大障礙是激光二極管對溫度較為敏感，不能達到車規級要求的85℃環境溫度要求，也導致產品的穩定性不佳。39抬頭顯示系統HUD投影技術DLP投影集成了上百萬個超微型晶片，這些晶片首先對影像信號進行數字處理，再轉為光投影出來。DLP投影技術具有分辨率高、亮度高、成像效果好等特點，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，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，傳統的LCD光效率可能只有3%左右，但LCOS則可高達40%。謝謝！40第8章電動汽車的充電基礎設施41概述電動汽車傳導式充電設備電動汽車無線充電設備常用充電設施建設和應用形式電氣系統的電磁兼容性目錄概述43電動汽車充電基礎設施（充電設施）主要指電動汽車充換電設施，充換電設施一般包括充電站、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。充電基礎設施現狀概述44充電設施是電動汽車產業鏈的重要組成部分，作為連接車輛、消費者的中間環節，充電設施的商業化、規?；l展是整個電動汽車產業規?；l展的先決條件。我國充電基礎設施產業持續高速增長。充電基礎設施現狀2015—2020年我國歷年充電樁保有量及車樁比概述45按照電池充電時是否與車體分離，電能補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。相應地，電動汽車充電設施可以分為充電站和換電站兩種類型。充電基礎設施類型充電站由多臺充電機和充電樁組成，直流充電機（樁）采用電力變換設備為電動汽車的動力電池充電，功率較大，輸出電流、電壓變化范圍較寬；交流充電機（樁）采用交流充電方式為電動汽車充電。根據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式充電（有線充電）充電站和無線充電充電站。傳導式充電無線充電概述46充電基礎設施類型換電站除直接給車載動力電池組充電外，還可以采用電池更換方式。車輛需要電能補給時，將電池從車輛中卸下，裝上已充滿電的電池，車輛即可離開繼續運營。卸下的電池組通過地面充電系統進行充電。電池更換方式具有電能補給時間短、電池維護方便、對電網影響小等優點，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備提出了更高的要求。換電站概述47充電設施功能與構成主要功能與布局充換電站的結構按功能不同劃分為若干個子系統模塊，包括充換電站供電系統、能源調度與管理系統、整車充電系統、更換式充電系統、充電監控系統、電池維護與檢測系統、車輛運營管理系統等。充換電站各子系統之間的關系概述48充電設施功能與構成主要功能與布局充換電站供電系統提供充電所需電能，滿足照明、控制設備的用電需要。充換電站充/換電系統是整個充換電站的核心部分，根據電能補給方式的不同，配置也不同。充換電站監控系統實現對整個充換電站的充/換電監控、安防監視、配電監控和視頻監控等。概述49充電設施功能與構成主要功能與布局場站監控系統場站監控系統通常采用分層式架構。網絡結構分為三層：第三層為現場智能設備層作；第二層為監控子系統層；第一層為充電站綜合監控管理中心。場站監控系統架構概述50充電設施功能與構成建設形式按建設和結構形式來劃分，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作業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給速度快、服務能力高、自動化和專業化程度高、對電池性能要求較低及有利于延長電池壽命等優點。但也存在建站靈活性較低、備用電池和充電設備建設成本較高、成本回收周期較長及配電容量較大等缺點。概述51充電設施功能與構成建設形式按建設和結構形式來劃分，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作業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。優點：能量補給速度快、服務能力高、自動化和專業化程度高、對電池性能要求較低及有利于延長電池壽命等。缺點：建站靈活性較低、備用電池和充電設備建設成本較高、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充電設施功能與構成建設形式子母式電池更換站示意圖子母式電池更換站動力電池的集中充電在母站進行、電池的更換作業在母站和各子站進行、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送回母站集中充電、母站和子站也可提供少量應急充電服務的充電站。電池大規模集中充電，專業化、自動化程度高，有利于更好地監控電池的性能并做出專業化的處理，充分發揮電池的潛能，延長電池壽命，提高電池的充電安全性，也增強了輻射服務范圍，緩解了充電站用地緊張的問題。概述53充電設施功能與構成建設形式停車式整車充電站示意圖停車式整車充電站為電動汽車提供整車常規充電和應急快速充電的充電站，其本質就是一個配有一定數量充電機的停車場。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、對城市現有布局影響小、服務范圍廣等優點。概述電動汽車傳導式充電設備電動汽車無線充電設備常用充電設施建設和應用形式電氣系統的電磁兼容性目錄電動汽車傳導式充電設備55結構及原理傳導式充電，由于汽車動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）變換器將電網的交流電整流濾波轉換為直流電并實現功率因數校正，后端隔離型直流/直流（DC/DC）變換器可以調節直流充電電壓以匹配動力電池的實際需求，實現電池的智能充電。傳導式充電機原理框圖電動汽車傳導式充電設備56結構及原理傳導式充電設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，分別由相應的插頭和插座組成；纜上控制保護裝置是具備控制功能和安全功能的裝置。優點：結構簡單，能量傳遞效率高且相對造價低廉。缺點：通用性不強以及充電接口長期使用容易帶來機械磨損問題。電動汽車傳導式充電用連接裝置電動汽車傳導式充電設備57充電設備分類根據主要功率變換器的安裝位置的不同，傳導式充電設備可分為車載充電機和非車載充電機兩種類型。將整流等電能變換環節固定安裝在電動汽車上，車外僅需要一個交流輸入供電電源，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。車載充電機常與交流充電樁配套使用。車載充電機實物圖車載充電機電動汽車傳導式充電設備58充電設備分類車載充電機的主要特點包括：車載充電機1）功率、體積和質量都小于非車載充電機。2）結構簡單、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進行電氣隔離。4）需要滿足車規級電子設備要求，保證在惡劣工況能正常工作。SAEJ1772充電機分類電動汽車傳導式充電設備59充電設備分類常采用前級AC/DC變換器和后級DC/DC變換器兩級變換結構，前級AC/DC變換器起到功率因數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。車載充電機車載充電機兩級變換結構電動汽車傳導式充電設備60充電設備分類安裝在電動汽車車體之外，通常固定安裝在地面上，輸入側的交流電經過電能變換后轉變為直流輸出，并給電動汽車的電池組充電，因此也被稱為直流充電機。非車載充電機非車載充電機實物由于不受車輛安裝空間的限制，可以采用較復雜的結構以滿足電動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影響電池壽命，對電網的負荷也比較大。電動汽車傳導式充電設備61充電設備分類基本構成包括：動力電源輸入、功率變換單元、輸出開關單元、充電電纜和車輛插頭，以及控制電源、充電控制單元、人機交互單元，也可包括計量等功能單元。非車載充電機非車載充電機構成原理圖電動汽車傳導式充電設備62充電接口用于連接活動電纜和電動汽車的充電部件，由充電插座與充電插頭兩部分構成。充電插頭在充電過程中，與充電插座結構進行耦合，從而實現電能的傳輸。充電插座充電插頭電動汽車傳導式充電設備63充電接口充電接口應該滿足以下幾個方面的要求：1）能夠實現較大電流的傳輸和傳導，避免因電流過大引起插座發熱和故障。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）能夠實現必要的通信功能，便于電動汽車CAN通信或者電池管理系統與充電機對接。4）具備防誤插能力：由于電動汽車使用的充電設備或者動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，便于執行插拔作業。電動汽車傳導式充電設備64充電接口具體結構形式可以分為交流充電接口和直流充電接口。在電動汽車的產業化過程中，充電接口的標準化非常重要。不同國家和地區充電接口標準電動汽車傳導式充電設備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施和一些標準的公共充電設施。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汽車傳導式充電設備66充電接口GB/T20234.2—2015《電動汽車傳導充電用連接裝置第2部分：交流充電接口》規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汽車傳導式充電設備67充電接口主要應用于大功率快速充電的場景。GB/T20234.3—2015《電動汽車傳導充電用連接裝置第3部分：直流充電接口》規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車輛接口應具有鎖止功能，車輛插頭端應安裝機械鎖止裝置，供電設備應能判斷機械鎖是否可靠鎖止。車輛插頭應安裝電子鎖止裝置，電子鎖處于鎖止位置時，機械鎖應無法操作，供電設備應能判斷電子鎖是否可靠鎖止。當機械鎖或電子鎖未可靠鎖止時，供電設備應停止充電或不啟動充電。電動汽車傳導式充電設備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汽車傳導式充電系統電動汽車無線充電設備常用充電設施建設和應用形式充電設施典型案例目錄無線充電技術是指一種利用電磁感應原理，采取非導線直接接觸的方式，實現電能由電源側傳遞至負荷側的技術。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。在電動汽車領域，目前主要應用的是磁場耦合式無線充電技術。708.3電動汽車無線充電設備無線充電技術便捷性：需要充電時只需將車停在無線充電點即可，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，可以避免環境中的干擾影響傳輸效率的問題。電動汽車無線充電的優勢：718.3電動汽車無線充電設備無線電能傳輸技術的發展自1891年開始，美國科學家特斯拉展開了一系列試驗，利用兩個電磁感應耦合線圈進行交流電無線傳輸。1893年，在芝加哥的哥倫比亞世界博覽會上特斯拉展示了他的無線傳輸的熒光照明燈。但由于經濟和技術條件的限制，無線電能傳輸技術并沒有得到進一步的應用。無線充電技術起源728.3電動汽車無線充電設備無線電能傳輸技術的發展2007年，美國麻省理工學院的研究小組利用銅制線圈間的相互感應將電能從發射端傳到接收端，并點亮了一個功率為60W的燈泡。此后，無線電能傳輸技術又受到廣泛關注，并得到進一步的開始發展和應用。目前常見的無線充電設備有小功率的手機和可穿戴設備的無線充電裝置，電動汽車的無線充電技術也逐漸成熟，并開始出現市場化的相關應用。無線充電技術應用與發展738.3電動汽車無線充電設備磁場耦合式無線充電原理磁場耦合式無線充電結構與變壓器相似，不同的是傳統的變壓器原副邊是緊密耦合的，而無線傳輸的原副邊相互分離，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原理，通過對電源側與充電側線圈間的電磁感應實現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：電網的交流電經過前級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行逆變產生高頻交流傳給原邊補償網絡與原邊線圈形成的諧振網絡，從而在空間中產生高頻磁場；接收線圈感應出高頻交流電，與副邊補償網絡形成諧振。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換為直流電對電池進行充電。8.3電動汽車無線充電設備車用無線充電設備無線充電系統包括：高頻逆變器、原邊補償網絡、發射線圈、接收線圈、副邊補償網絡和整流橋/后級變換器。通常將發射和接收線圈統稱為磁耦合器。74傳導式與無線充電式的區別：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式充電設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絡。圖中虛線框所示的高效率、高功率密度的DC/DC諧振變換器，是傳導式和無線充電研究的共性問題。8.3電動汽車無線充電設備車輛無線充電與傳導式充電的比較75768.3電動汽車無線充電設備無線充電系統磁耦合器磁耦合器是負責建立磁場、將電能傳送過氣隙的設備。車用無線充電機的磁耦合器普遍設計為平板式，發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，較早進入大眾視野的當屬圓形板。無線充電技術起源名稱結構圖優勢不足圓形板①在傳輸功率相同的情況下，所用線材最少②結構簡單，最易設計、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發射機構體積較大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量少③參數設計比較簡單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矩形繞組，因此副邊機構體積較大778.3電動汽車無線充電設備磁耦合器兩種磁耦合器特性比較788.3電動汽車無線充電設備無線充電系統補償網絡車用磁耦合器的典型耦合系數在0.2左右，能量傳輸效率低。為了提高能量傳輸效率，往往采用諧振補償方法。根據電容與雙邊線圈的連接方式不同，諧振補償網絡存在四種不同的拓撲結構：串聯-串聯（SS）、串聯-并聯（SP）、并聯-串聯（PS）、并聯-并聯（PP）798.3電動汽車無線充電設備無線充電系統國家標準GB/T38775.1—2020《電動汽車無線充電系統第1部分：通用要求》GB/T38775.2—2020《電動汽車無線充電系統第2部分：車載充電機與充電設備之間的通信協議》GB/T38775.3—2020《電動汽車無線充電系統第3部分：特殊要求》GB/T38775.4—2020《電動汽車無線充電系統第4部分：電磁環境限值與測試方法》測試方法功率傳輸性能指標安全指標功能指標無線充電流程相關參數定義電磁環境測試方法電磁環境評估方法通信協議架構808.3電動汽車無線充電設備磁耦合方式的無線充電系統分類本次發布的4項標準中針對磁耦合方式的無線充電系統有以下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）按諧振補償拓撲:分為串串、串并、并串、并并、復合補償共5類。3）按系統輸入功率等級: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）按機械氣隙:分為S（80mm±30mm）、M（130mm±30mm）、L（190mm±40mm）共3類。6）按使用環境:分為室內使用和室外使用共2類。7）按原邊設備的安裝方式:分為地埋安裝和地上安裝共2類。8）按應用場景:分為A類（應具備互操作性）應用于公共場所和B類（可具備互操作性）應用于私人場所共2類。818.3電動汽車無線充電設備無線充電系統應用實例靜態無線充電系統1）北汽（EV200）的無線充電系統使用7.7kW無線充電設備，額定充電電壓為DC380V，充電電流為20A，傳輸距離達到（20±5）cm，平均傳輸效率達到90%以上，可與有線充電樁基本持平。2）寶馬2018款530e混動版無線充電系統可以提供3.2kW的充電功率，能實現在3.5h內將9.4kW·h的電池組電量充滿。其充電時長與有線充電3h的充電時長差距不大。靜態無線充電方案和動態無線充電方案828.3電動汽車無線充電設備無線充電系統應用實例動態無線充電系統1）北江蘇同里新能源小鎮智慧公路項目位于江蘇省蘇州市。該公路總長約500m，路面的中間區域是動態無線充電線圈埋設區，兩側黑色區域為光伏發電區。路面線圈與車底線圈通過磁耦合諧振式無線充電技術實現電能的傳輸，實現了電動汽車邊走邊充的動態無線充電，創造了電能產生即使用的新模式。靜態無線充電方案和動態無線充電方案838.3電動汽車無線充電設備無線充電系統應用實例動態無線充電系統2）韓國科學技術研究院開展OLEV項目，并于2012年首次公開了全球首個無線充電電動汽車KAIST，可以通過道路下埋設的供電線路實現車輛的動態或靜態充電。目前投入運營的第四代產品——校園巴士，能夠以85%的效率在170mm的距離上傳輸100kW功率。同時更低成本的第五代及第六代樣機也在研究之中。靜態無線充電方案和動態無線充電方案概述電動汽車傳導式充電設備電動汽車無線充電設備常用充電設施建設和應用形式充電設施典型實例目錄85常用充電設施建設和應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。家庭充電設施電動汽車可視為一種用電設備，現有的計價表和收費方法可以直接采用，無需額外裝置，因此家用充電方式的初始成本較低。86常用充電設施建設和應用形式家用充電設施的基本要求是有一個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：可安裝帶保護回路的室外電源插座，保證室外充電回路能夠獨立運行。而且應保證不經允許，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施87常