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比亚迪充电电流多大

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。

新能源车的快充之王与欧姆定律

在这个冷酷的冬季,各路车评家很辛苦,他们细致地评测了主流电动车的续航及充电性能,给出了各种版本的排行榜。我能料想出来,各品牌粉丝肯定有抬杠不服的冲动,但车评家们的文字报告或视频讲解都有漂亮的曲线和表格,还是显得很“科学”的。

汽车日报冬季实验室第三季

但这些评测都有个共同特点,就是只给出了结果,而未分析原因,因此很难从中判断某车型名列前茅到底是实力还是偶然。Elon Musk最近备受热捧的金句是“他最推崇第一性原理思维(First principle thinking)”,那么不妨也用这种思维方法分析一下,努力做到知其然也知其所以然。

本篇先研究充电问题。很多厂家最喜欢的市场宣传是使用时间维度:20-80%充满时间只要N分钟。车评人貌似也追随了这个口径,但好在他们还记录下了详细的电压及电流数据,为本研究提供了详实的素材。对于充电,我个人认为第一性原理不是时间维度的谁快谁慢,而是欧姆定律,欧姆定律才决定了谁快谁慢。

欧姆定律的基本公式是I=U/R,即电流等于电压除以电阻。由此推导出的功率表达式P=U*I(功率等于电压乘以电流)是本篇要用到的第一性公式。

汽车日报评测表

汽车日报评测曲线

上面两张图是汽车日报所做的评测,可以看出比亚迪汉显著优势领先。此处特别需要注意测试条件是国网60kW充电桩,个中原因后面详解。汽车日报冬季实验室的评测,虽然没有给出横向比较大表,却系统地列出了每个车型的充电数据,为便于阅读,先上比亚迪汉与Model 3的表格,如下。

汽车日报汉充电数据表

汽车日报M3充电数据表

比亚迪汉的充电功率再次显著领先特斯拉,貌似比亚迪汉凭的是实力而不是偶然。那么背后的原因到底是什么,稍后要用第一性原理公式算一算。上面汽车日报的测评中有一列数据可以看出比亚迪和特斯拉的明显差距,即充电电压,比亚迪的平均充电电压可以达到470V,而特斯拉的平均充电电压只有360V。不仅仅是特斯拉,蔚来的ES6、小鹏P7的充电电压平均都在370V,这也不是偶然。其实,每种车型的充电电压是由该车型的电池包额定电压决定的,我做了一个汇总表如下。

充电功率比较表

除了比亚迪,其他主流车型的电池包电压都是350V左右,真正的充电电压当然并非严格等于电池包电压,但也不会高出太多(<13%,例如普通小型锂电池额定电压3.7V,最高电压4.2V)。要知道,国家电网的充电桩目前主流规格都是最高电压500V,这说明,这些车型都用不满主流充电桩的500V电压,即使可以接收充电桩的限幅最大电流,也达不到充电桩的额定标称功率。例如一个60kW的充电桩,最大电流=60kW/500V=120A,在这个最大电流下,特斯拉小鹏蔚来的充电功率最大不超过45kW(七五折)。汽车日报数据表中充电电流达到140A,有两种可能:第一是该充电桩电流限幅不是120A而是140A;第二是该充电桩是120kW电桩(额定500V-240A),车型本身控制最大充电电流到140A。

上面表格中有一个迷惑点是,比亚迪电池包是570V,而充电电压才470V,能充进去吗?关注比亚迪汉的朋友可能都听到过比亚迪的两个宣传点:第一是刀片电池组的电压为570V,第二是比亚迪刀片电池组采用了升压充电技术。其实,比亚迪这个570V电池包真正的充电电压是620V左右(平均值),为了匹配现在市面上主流的500V快充桩,比亚迪在车内应该设计了一个升压电路,可以把500V以下的电压泵升到620V,这样就能给刀片电池包正常充电了。

比亚迪升压充电示意图

当然,如果接到700V以上的充电桩,比亚迪汉是不必升压的,直接就给刀片电池充电了。虽然目前国内700V以上充电桩很少见,但也是有的,并且未来肯定越来越多,因为只有升高电压,才能加大充电功率。在700V以上电压的充电桩加持下,比亚迪汉的充电功率可以达到100kW以上,此时对应的电流用功率公式计算是160A(100kW/620V=160A)。我关注的一个车主@胡子哥漫游记记录过汉的最大充电功率,差不多就是100kW(625V-158A)。(感谢胡子哥的游记,我特喜欢看)。最近网上也流传过一个段子,说某蔚来超充站管理人员被汉的充电功率惊到了,专门给汉EV车主打电话核实,那辆车的充电功率接近120kW(634V-184A)。

胡子哥充电记录

那么,除了比亚迪,其他车型能在700V以上充电桩得到更大的充电功率吗?答案可能是否定的,因为这些车型的电池包电压只有350V,500V的电桩电压都用不满,700V就更不用说了。当然,如果要加大充电功率,根据第一性原理公式,电压不变,只能加大电流。例如,特斯拉使用自己的超级充电站V2版,号称充电功率可以达到120kW,此时根据公式计算电流约为330A(120kW/360V=330A),这么大电流时间长了估计车内电路中某些部件发热量会很大。看到有评测说特斯拉超充V3版峰值充电功率接近250kW,这个功率对应的电流约为700A,更加惊人的数值,因为这么大电流对应使用的母线、包括开关已经是工业级的而不是消费级的了。我不太相信700A这个电流值可以维持超过5分钟(猛然想起了前几天南昌特斯拉充电的过流故障)。

欧姆定律在上,总结一下:现阶段,在国家电网充电网络中,快充之王是比亚迪汉EV(还有新唐EV)。这不是偶然,是实力。

最后,附上两张蔚来ES6及小鹏P7的充电数据表。

本文原创首发今日头条,后续计划还会写新能源车相关文章,欢迎关注我。

蔚来ES6充电数据表

小鹏P7充电数据表

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