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比亚迪插座充电要多久

或许你就在使用它,比亚迪1760W新能源汽车交流充电枪拆解

前言

此前充电头网拆解过比亚迪一款带控制盒的交流充电枪,近期又拿到了比亚迪一款直插式充电枪,这款充电枪支持8A电流,输出功率为1760W,采用国标10A插孔,使用方便。充电枪插头类似充电器,外壳较大,内置完整的保护功能,提供过压、欠压、过流和漏电保护等,确保安全充电。下面充电头网就对这款直插式充电枪进行拆解,看看内部是如何设计。

比亚迪1760W交流充电枪外观

比亚迪这款新能源汽车交流充电枪由插头、线缆以及充电枪头三部分组成,相较上次拆解的那一款,最大的特色便是将控制盒的功能转移到插头上。

插头采用PC材质黑色外壳,表面磨砂边缘过渡圆润,侧面印有BYD品牌logo。

插脚外套塑料壳保护,外壳上印有产品参数。

参数特写,型号为EVA017H-G3G701A,支持220VAC~50/60HZ~8A输入输出,比亚迪汽车工业有限公司。

插头顶部设有两个长条形指示灯。

插头与线缆连接处做了抗弯折处理。

另一端一览,也做了保护设计。

充电枪头外壳为白色,表面磨砂,整体造型符合人体工学设计,线条流畅握持手感很好。端部设有连体帽盖,可盖住充电端部防尘防潮防氧化。

握把处外壳设有T字型纹理,可以提升用户持握手感。

枪头顶部外壳印有操作提示语以及参数。

外壳上印有“先解锁再拔枪”的提示语,设计十分贴心,每次使用都能给用户提示保证安全。

脱扣按键特写,设有四排圆凸点,也是为了提升用户使用体验。

前端卡扣特写。

枪头端部特写,符合国内电动汽车的充电口设计,中心金属柱用于接地。

将线缆对折进行测量,测得长度约5米。

接着测充电器的总重量。

测得重量约1.3kg。

接通电源,红色指示灯亮起。

充电枪头持握场景一览。

比亚迪1760W交流充电枪拆解

在对比亚迪这款1760W新能源汽车交流充电枪有了基本了解后,下面继续进行拆解,看看用料做工如何。

首先拆解充电枪枪头,切开白色外壳,黑色插头套有红色密封胶圈用于防水。

导线线束连接到插头内部。

线缆上用于定位的金属套管,防止线缆拉出。

端子内部红色连接器连接开关,用于检测充电枪是否插入到位,同时检测拔枪动作。

红色密封胶圈用于充电枪的密封防水功能。

密封垫下面是充电枪插头外壳的固定螺丝,螺丝贴有密封胶垫,为梅花防拆螺丝。

拧下六根固定螺丝,控制盒内部固定两块PCB板,顶部焊接两颗指示灯,用于通电和充电状态显示。壳体接缝处有密封圈,用于充电枪控制盒防尘防水密封。

剪断插头和充电线的连接导线,取出控制盒内部的PCBA模块。

PCBA模块采用两片PCB组合而成,其中上面的是控制板,下方电源板焊接输入和输出导线,控制电路通断。

电源板输入端焊接压敏电阻等保护器件。

上方控制板焊接单片机和运放芯片,用于信号放大和保护功能,控制板对应下层电源板进行外观设计,让出电流互感器的位置,降低整体厚度。

电源板背面为充电枪控制电路的整流桥和电源芯片,以及输出电压反馈光耦。

两片PCB板的夹层中焊接滤波电容,变压器等元件。

另外一侧可以看到压敏电阻,电流互感器和继电器。

两片PCB通过插针连接,将电源板和控制板分开。

电源板正面一览,焊接高压滤波电容,变压器,电流互感器和继电器,左侧的电流互感器用于零序电流检测,进行漏电保护,右侧两颗继电器用于输出控制。

电源板输入端焊接两颗蓝色压敏电阻用于过电压保护。

压敏电阻来自君耀电子,丝印511KD14,最高工作电压320V,两颗分别用于火线与零线对地过电压保护,左侧有气体放电管,与压敏电阻串联使用,提高可靠性。

串联的气体放电管特写。

另一颗压敏电阻同型号,同样来自君耀电子。

火线与零线之间跨接的压敏电阻来自Littelfuse,丝印P4T320E,用于过电压保护。

两颗电流互感器分别用于零序电流检测和输出电流检测,分别用于漏电保护功能和过流保护功能。

两颗继电器均来自宏发,型号HF115-I,为小型大功率继电器,触点容量为16A,支持120A/20ms浪涌,线圈电压为12V,为常开型继电器,用于充电输出控制。

输出连接导线特写,冷压端子焊接到PCB板,并且外套热缩管绝缘,并且打胶固定。

接下来是辅助电源部分,电源输入端连接一颗NTC浪涌抑制电阻,消除插电时的火花。

输入端整流桥来自DIODES,型号为ABS10A,是一颗1A额定电流,耐压1000V的整流桥。

两颗高压滤波电容来自nichicon尼吉康,规格为22μF 350V,两颗电容串联连接,提高可靠性。

开关电源主控芯片来自英飞凌,型号为ICE3RBR4765JG,是一颗内部集成650V开关管的电源芯片,65KHz固定开关频率,支持突发模式,具备过载,过热和过电压保护,适用于适配器,DVD播放器等应用。

变压器磁芯缠绕胶带绝缘。

输出端两颗整流二极管来自ST意法半导体。

输出使用四颗电解电容滤波。

电容规格为100μF 25V。

控制板正面焊接一颗来自BYD比亚迪的MCU,型号BF7106AM64LBTX,是一颗32位车规级MCU,内部集成CAN,LIN,UART等多种通信模块,支持多种通用外设存储,达到AEC-Q100 Grade1品质等级要求。

有源晶振来自北京晶宇兴科技,XO53系列有源晶振,型号XO53NBGTC,供电电压5V,工作温度范围-40~85℃,频率为12.00000MHz。

控制板正面还焊接两颗运放进行信号采样放大,运放来自TI德州仪器,型号OPA2171,是一颗支持36V供电的双运放,支持轨对轨输出,采用SO8封装。

另一颗OPA2171双运放特写。

控制板背面焊接两颗LED指示灯,连接器,运放和稳压芯片等。

双色LED灯特写,用于指示充电状态。

指示灯旁边的插座,用于为控制板供电和继电器控制,有TVS进行过压保护。

三颗TVS来自君耀电子,与压敏电阻同一品牌。

TI德州仪器 MC79L12A -12V输出的稳压芯片,用于信号采集电路供电,丝印9L12A,支持0-125℃工作温度,采用SOIC封装。

TI德州仪器 LM1117IMPX-5.0稳压芯片,为MCU和晶振供电,丝印N06B,固定5V电压输出,支持-40~125℃工作温度,采用SOT223封装。

圣邦威SGM8632双运放,支持轨对轨输出,用于信号放大处理,采用SOIC-8封装。

红色电源指示灯特写。

六针插座用于充电电压及电流信号采集。

全部拆解完毕,来张全家福。

充电头网拆解总结

比亚迪这款便携式充电枪支持8A电流输出,支持1760W输出功率。这款充电枪将单独的控制盒转移到插头内部,更加便携的同时,仍然保留重要的安全性能,支持交流过压,欠压,充电过流保护和漏电保护功能,保证充电安全。

充电头网通过拆解了解到,这款充电枪交流插头体积较大,内部容纳了检测与保护电路。插头内部使用两块独立的电路板进行保护检测和充电控制。充电控制的电路板输入端焊有压敏电阻和放电管进行过压保护,并使用两颗电流互感器分别进行过电流和零序电流检测,通过两颗宏发继电器进行充电控制。

保护检测的电路板采用一颗比亚迪的车规级MCU进行参数检测和保护控制,采用德州仪器和圣邦威运放进行参数采集,并使用德州仪器稳压芯片为MCU和运放供电。充电控制电路板上面设有开关电源电路,采用一颗英飞凌电源芯片。这款充电枪采用了车规级器件以及宽温稳压芯片,来满足宽温度范围下的正常使用,内部元器件打胶固定,防止跌落导致损坏,整体设计和用料都很可靠。

新能源车灰科技:比亚迪与特斯拉对12V锂电池的应用

题目没写错,是“灰科技”,也并非谐音梗,因为12V锂电池已经不再是比亚迪独步天下的技术了。

不过,比亚迪的12V锂电池在车企圈内依旧一骑绝尘,领先其他厂家5年以上的身位。对于这种逐渐成为行业趋势、追仿对象、褪去暗黑包装色的技术,笔者称之为“灰科技”。

DM-i超级混动发布会

从特斯拉说起

要想吸引眼球,故事得从特斯拉说起。2021对于特斯拉来说,是冰火两重天的年份,一方面Model-Y年初启售,火爆异常,另一方面,从上海车展开始,负面舆情接踵而来。六一儿童节那天,有一篇报道《突发 | 深圳一特斯拉断电车主被困险窒息》也引起了不少人尤其是迪粉的吐槽。

这件事的主因是特斯拉使用的12V蓄电池缺电,导致整个电控失效。刚开始很多人不愿相信,特斯拉这么高精尖的电动车怎么会出现这种“低级故障”?之所以给低级加了引号,是因为对于已经过气比较LOW的燃油车,12V蓄电池亏电是常规故障,见怪不怪。例如,笔者原来的一台燃油车,静置三周不开,就打不着火了,原因就是蓄电池亏电。

此次事件在技术层面上反映出来的问题是,特斯拉在售量产车型使用的12V传统铅酸蓄电池对于主打卖点之一为“基本免维护”的电动车来说,是个不可忽视的短板。

特斯拉车型使用的12V铅酸蓄电池

当然,特斯拉自己也很清楚这个问题,并且,特斯拉已经有了解决方案。2021年6月10日,Elon Musk在加州展示了Model S Plaid车型,这台车的一个亮点就是使用了12V锂电池。之后,Elon还在推特上点赞了一条相关推文,这条推文以井底之蛙姿态环顾英语世界,拷问道:“12V电池与车辆寿命同期,其他哪家能做到?还有谁?!” 殊不知,爱用汉字的比亚迪12V锂电池已经装车实战多年了。

特斯拉使用的这个12V锂电池据传由宁德时代供货,容量是6.9Ah,用12V乘以6.9Ah,可以计算出这块电池的满电电量为0.083度(kWh)。这里简单解释一下计算公式:

公式中能量的单位是kWh,就是常说的几度电;容量的单位是Ah,例如6.9Ah的含义是满电情况下电池以6.9安培的电流放电可以持续工作1小时,即1C倍率充放电电流。

相较于之前的铅酸电池,锂电池的1C倍率电流数值和电量都下降了一个数量级,笔者认为原因有两点:

12V锂电池的放电倍率更高,例如20C(对应138A),可以支持短时间大电流应用需求。动力电池可以通过DC/DC降压电路输出12V电压,为12V电气系统供电并为12V锂电池补电。

然而,普通铅酸电池的循环周期只有几百次,而锂电池的循环周期高达数千次,所以12V锂电池的寿命比铅酸电池高一个数量级,可以做到与整车寿命同期(再也不用换蓄电池了)。

传统铅酸蓄电池

虽然特斯拉在售量产车使用的是传统铅酸蓄电池,但还“传统”得不够彻底。区别在于,燃油车使用的铅酸蓄电池容量要更大一些,基本比特斯拉大一倍以上。例如下面这款普通A级轿车使用的蓄电池,容量是60Ah,大型燃油车使用80Ah甚至更大容量的蓄电池。之所以燃油车的蓄电池容量大,主要原因是燃油发动机打火瞬间(启动电机)需要的工作电流较大,可达数百安培,并且排量越大,电流越大。而特斯拉是纯电车型,不需要给发动机点火,蓄电池只要给12V用电设备供电即可,例如仪表、车门、车窗、灯光等等。下图这种蓄电池在电商平台上有公开标价,人民币400元左右。一般车辆2~3年一换。

比亚迪的12V锂电池

如果从头讲起,比亚迪自己的PPT最有说服力。早在10年前,也就是2011年,12V启动电池的研发就完成了,2013年第一代在DM2.0车型上应用,2016年第二代用在DM3.0车型,到今年,已经进化至第三代12V铁锂电池,用于DM-i超级混动车型。

限于资料尚不完整,本文只以比亚迪的插电混动车型为例进行介绍。下图是比亚迪展厅中的DM-i车型系统架构模型,可以看出,比亚迪的插电混动车型有一个很大的特点,就是12V启动电池并非安装在前机舱内,而是安装在副驾驶的座椅下方。电池安装在这个位置,拆卸更换极其麻烦,但是无需多虑,这个电池不需要更换,它与整车的寿命是相同的。同时,这个位置在发生正面碰撞时,受损的概率也比较低。

DM-i超级混动系统架构模型

经过三代的发展,比亚迪的12V锂电池目前主要有3个规格,重量、体积、容量从大到小,可以分别适配不同应用场景,除新能源车之外,还可用于轨道交通。结合本文最上面的图片判断,DM-i超级混动车型使用的12V锂电池是容量为13Ah那款,满电电量为0.156kWh。

这个容量目测确实有点小,只有传统铅酸蓄电池(60Ah)的20%。假设你在车内用点烟器插座供电,玩一个75W的笔记本电脑,蓄电池满电容量只能供电2小时。然而,不必担心,比亚迪真正的“黑科技”是动力电池可以给12V电池自动补电,当动力电池电量也不足时,还可以启动汽油发动机发电来给12V电池补电。从此,无论车辆静置多久,都不用担心电池亏电打不着火了。想要实现这种智能充电功能,则12V锂电池需要拥有独立的电源管理系统BMS(Battery Management System),此BMS监测到12V电池亏电时,向主控或动力电池BMS发出补电请求。

宋PLUS DM-i说明书摘录

动力电池给12V电池补电,需要将动力电池的高压电变为12V低压电,即需要DC/DC电路。超级混动车型车载充电机OBC(On Board Charger)实际上是一个三合一装置,其功能包括:

交流慢充,3.3kW。移动电站对外放电,输出交流220V,最大16A。DC/DC降压,将动力电池电压(直流384V)变换为直流12V,最大输出电流160A。

宋PLUS DM-i车载充电机铭牌

可见,比亚迪对于12V锂电池的应用从硬件到软件已经有了一套完整的解决方案。

总结

传统燃油车使用发动机带动的发电机给铅酸蓄电池充电。

新能源车因为装载有动力电池,所以理论上都具备给12V启动电池自动充电的能力,基于这个特点,12V锂电池替代传统铅酸电池是一个趋势,对于车主好处有两点:

12V电池与整车寿命同期,不用再换蓄电池。不会出现久置亏电的问题,用车更省心。

目前,笔者了解的情况是,比亚迪已经在大部分新能源车上标配了12V锂电池,特斯拉正在考虑为老车主更换12V锂电池。

特斯拉对给老车主换锂电池的回应

其他新能源车厂家,还需加油努力。

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