與傳統(tǒng)汽車相比較，新能源汽車有三大核心部件，分別是：
“電池”總成：指電池和電池管理系統(tǒng)；
“電機(jī)”總成：指電動(dòng)機(jī)和電動(dòng)機(jī)控制器；
高壓“電控”總成：包含車載?DC/DC?變換器、車載充電機(jī)、電動(dòng)空調(diào)、PTC、高壓配電盒和其他高壓部件，主要部件是車載DC/DC?變換器和車載充電機(jī)。
圖表?1??新能源汽車系統(tǒng)總成結(jié)構(gòu)示意圖
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一、充電機(jī)的種類
（一）按充電系統(tǒng)分類
新能源汽車充電系統(tǒng)有許多分類方法。按照充電系統(tǒng)與公共電網(wǎng)是否直接接觸，分為接觸式充電系統(tǒng)和感應(yīng)式充電系統(tǒng)。
接觸式充電系統(tǒng)具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、成本較低、電能傳輸效率高等特點(diǎn)，是目前主流的充電系統(tǒng)。
感應(yīng)式充電系統(tǒng)不需要電源插座或充電電纜，電能通過埋在路面內(nèi)的充電板無線傳送給車內(nèi)的動(dòng)力電池實(shí)現(xiàn)充電，感應(yīng)式充電系統(tǒng)具有通用性強(qiáng)、操作簡(jiǎn)單、節(jié)約人力成本、節(jié)省土地資源等優(yōu)點(diǎn)。
但結(jié)構(gòu)復(fù)雜、效率較低、成本較高，目前小范圍應(yīng)用于公交車等公共充電領(lǐng)域。
充電機(jī)按照充電系統(tǒng)是否安裝在車上，分為車載充電系統(tǒng)和非車載充電系統(tǒng)。
車載充電系統(tǒng)安裝在車輛內(nèi)部，具有體積小、冷卻和封閉性好、重量輕等優(yōu)點(diǎn)，但功率普遍較小，充電所耗時(shí)間長(zhǎng)；
非車載充電系統(tǒng)安裝在新能源汽車外部，具有規(guī)模大、使用范圍廣、功率大等優(yōu)點(diǎn)，但體積大、重量大、不易移動(dòng)，主要適用于新能源汽車的快速充電。
充電機(jī)按照充電所耗時(shí)間，分為慢充系統(tǒng)和快充系統(tǒng)，分別對(duì)應(yīng)直流供電和交流供電兩種充電模式。
慢充系統(tǒng)主要由車輛外部至供電端線纜、充電接口及線纜、車載充電機(jī)、高壓線束、高壓配電設(shè)備、動(dòng)力電池及其控制器等構(gòu)成。
充電樁或家用交流電源通過車輛接口及線束與車載充電機(jī)連接，將交流220V電源轉(zhuǎn)換為直流電，給動(dòng)力電池進(jìn)行充電。充電過程由車載充電機(jī)與BMS之間進(jìn)行CAN通信交互，保證充電過程的安全。
相較慢充系統(tǒng)，快充系統(tǒng)架構(gòu)較為簡(jiǎn)單，涉及到的車端零部件僅為充電接口、快充線束、動(dòng)力電池及其控制器。
快充系統(tǒng)供電設(shè)備為充電樁，充電樁內(nèi)部包含電源模塊、計(jì)費(fèi)系統(tǒng)、通信及控制系統(tǒng)、讀卡及授權(quán)系統(tǒng)等。
快充系統(tǒng)將三相380V工業(yè)電直接轉(zhuǎn)成直流電給動(dòng)力電池進(jìn)行充電，充電過程由充電系統(tǒng)的通信模塊與BMS進(jìn)行通信以保證安全。
（二）按充電方式分類
電池采用不同的充電方法對(duì)電池壽命會(huì)有不同程度的影響，采用適當(dāng)?shù)某潆姺绞綄?duì)延長(zhǎng)電池的使用壽命意義重大。常見的車載充電機(jī)充電方式有恒壓充電、恒流充電、階段性充電、脈沖充電等。
恒壓充電，在整個(gè)充電過程中充電電壓保持不變，充電電流隨著充電時(shí)間的增加而逐漸減小，當(dāng)充電電流小于一定值后停止充電。整個(gè)充電過程中能耗較小，能有效避免電池過充，控制簡(jiǎn)單，易于操作。
但往往待充電電池的初始電壓值較小，導(dǎo)致充電初期的充電電流很大，過大的電流一方面會(huì)造成電池極化現(xiàn)象的發(fā)生，影響充電速度；另一方面造成電池溫度迅速提升，嚴(yán)重時(shí)容易燒壞電池，釀成事故。
所以在充電開始階段，需要對(duì)充電電流值進(jìn)行限制，讓電池保持在一個(gè)可接受的電流范圍內(nèi)充電。
恒流充電開始時(shí)以恒定的電流為動(dòng)力電池充電，將要充滿時(shí)，改用恒定的小電流進(jìn)行浮充充電，用來充足剩余電量和補(bǔ)償電池自放電，當(dāng)充電電壓達(dá)到額定電壓時(shí)停止充電。
恒流充電避免了恒壓充電電流過大的問題，電流始終被限制在電池組可接受的范圍內(nèi)。
階段性充電根據(jù)實(shí)際應(yīng)用情況可以分為兩階段或者三階段充電。
第一階段為恒流充電，用大電流快速給電池充電，使電池的電壓達(dá)到一定電壓值，根據(jù)動(dòng)力電池組電壓設(shè)定；
第二階段為恒壓充電，用比恒流小點(diǎn)的電流繼續(xù)對(duì)電池充電，降低電池的產(chǎn)氣量；
第三階段為浮充充電，以涓流給電池充電，確保電池能夠充滿，當(dāng)控制系統(tǒng)檢測(cè)充電電流小于一定設(shè)定值時(shí)，結(jié)束充電。
階段性充電結(jié)合了恒壓與恒流充電方式的優(yōu)點(diǎn)，有利于減少電池的極化，避免了過充和大電流充電沖擊。
目前，充電大多采用階段性充電方式。
恒壓充電、恒流充電和階段性充電的充電電壓和電流是連續(xù)的，沒有給電池足夠的休息時(shí)間來消除極化現(xiàn)象，極化可以引起電池過熱，析氣等現(xiàn)象，限制充電速度，嚴(yán)重時(shí)影響電池壽命。
脈沖充電方式和正負(fù)脈沖充電方式采用不連續(xù)的充電電流，能有效地減少或消除極化現(xiàn)象的發(fā)生，加快充電速度和延緩電池的使用壽命。
脈沖充電方式采用脈沖充電間歇為電池提供充足的休息時(shí)間，有利于電池內(nèi)部的活性物充分反應(yīng)，有效地減少和消除極化現(xiàn)象的發(fā)生，并可以采用較大的電流充電，而不必?fù)?dān)心電池過熱和析氣，能有效提高充電效率、縮短充電時(shí)間、延緩電池壽命。
正負(fù)脈沖充電方式是對(duì)脈沖充電方式的改進(jìn)，整個(gè)充電過程中包括正脈沖充電、間歇休息和負(fù)脈沖放電。
首先進(jìn)行正脈沖充電，休息一段時(shí)間后，再對(duì)其進(jìn)行短暫的負(fù)脈沖放電。
對(duì)電池短暫的負(fù)脈沖放電能有效去除極化現(xiàn)象的發(fā)生，加快電池內(nèi)部的電化學(xué)反應(yīng)，降低電池溫度，雖然損失了部分電能，但能夠使電池以較高的充電電流充電，能有效加快充電速度和提高充電效率，延緩電池壽命。
圖表?2??充電機(jī)不同充電方式的充電過程示意圖
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二、工作原理及技術(shù)要點(diǎn)
車載充電機(jī)作為一個(gè)電力電子系統(tǒng)，主要由功率電路和控制電路組成。
對(duì)于功率電路，由變壓器和功率管組成的DC/DC變換器是其重要組成部分。
對(duì)于控制電路，它的核心是控制器，用來實(shí)現(xiàn)與BMS的CAN通信，并控制功率電路按照三段式充電曲線給鋰電池組充電。
當(dāng)車載充電機(jī)接上交流電后，并不是立刻將電能輸出給電池，而是通過BMS?電池管理系統(tǒng)首先對(duì)電池的狀態(tài)進(jìn)行采集分析和判斷，進(jìn)而調(diào)整充電機(jī)的充電參數(shù)。
車載充電機(jī)有兩大部分，電源部分（主回路）和充電機(jī)控制主板。
充電機(jī)控制住主板主要是對(duì)電源部分進(jìn)行控制、監(jiān)測(cè)、計(jì)量、計(jì)算、修正、保護(hù)以及與外界網(wǎng)絡(luò)通信等功能，是車載充電機(jī)的“中樞大腦”。
電源部分主要作用是將220伏交流電轉(zhuǎn)化為300多伏的直流電，電源部分又分為PFC和LLC兩部分，實(shí)際上我們可以把PFC看作是AC/DC,而把LLC看作是DC/DC。
圖表?3??車載充電機(jī)工作原理圖
