摘要

比亚迪唐的放电启动，完全依赖接触引脚CC上的电阻判定，充电机会依据该电阻值是否近似2K欧姆，来判定是否启动放电模式，一旦确认，便通过与BMS及仪表系统协作，完成系统放电。

【第一电动网】（专栏作者 朱玉龙）本文旨在全面梳理传统车辆与新能源车的发电交互、双向充电及能量馈送机制，内容将分多个段落逐步阐述，车辆运行时，一种装置能够将铅酸电池的DC12V直流电转换成与家用电网电压一致的AC220V交流电，为常用电器提供电力。

第一部分 燃油车的低功率逆变供电

这种电源在北美和欧洲市场，主要供笔记本电脑使用,是专为传统燃油车设计的专用供电端口,在USB手机充电口尚未普及的时期,也能借助普通手机充电器为手机提供电力,其接口形式如后文图示所示,即为车内110V供电接口。

图 1 150W 车载前装逆变器配置

内部线路布局见图2，该系统从12V电池获取能量，经由IGN KL15进行控制，确保车辆运行时不会使200W（14A）负荷过度抽取12V电池的电流，客户可以通过一个指示灯来观察整个供电状态，110V接口是根据标准插座并针对汽车环境进行改良设计的。

图2 福特汽车逆变器电路连接线

内部逆变器是在Ebay上寻得的，如图3所示，此乃台达泰国工厂为福特提供的配件，其内部构造（12V转为110V经过变压器实现隔离）相对简单。

图3 典型的前装车载逆变器

总体而言，这种规格主要应用于皮卡及大型车辆，还有200W和400W两种更高规格，功率提升后对产品电磁兼容性标准更为严格。

第二部分 日系整车企业的情况概览

日本遭遇强震，促使应急相关产品需求激增，日本建筑公司正倾力研制新型节能房屋“智慧居所”，并联合电动汽车制造商，多家企业开始探索V2G技术与应急电源供应，电动汽车在日本灾后可作为应急电源设备，在紧急状况或外出时，能为家用电器等提供电力支持。

1)三菱公司的MiEV Power BOX

这里做了1500W的功率输出，做了一个配件来做这个事。

电动汽车的电池供电电源装置“MiEV Power BOX”，能够为外部设备供电，该装置可以与该公司的电动汽车“i-MiEV”、“MINICAB-MiEV”以及Outland对接。这个装置内含DC/AC转换单元，通过直流放电端口与电池系统相连，用以调控电池能量的释放，输出交流电100伏特，功率为1.5千瓦。

该设备长395毫米，宽334毫米，厚194毫米，重量为11.5公斤，输出端子连接线长1.7米，售价为14万9800日元，含税价格。它搭载16.0千瓦时容量的驱动电池，EV充满电后，借助新型电源供应装置，能为输出功率达1.5千瓦的家用电器等持续供电约5到6个小时，这个电量足以满足一个普通家庭一天的用电需求。

图4 三菱的V2G 后装放电盒

2)日产汽车的LEAF to Home

日产品牌旗下的一款车型，其名称为LEAF to home，同样出于相关考量，借助装置，让家庭建筑与电动乘用车建立关联，能够实现能量的双向传输。

·在发生紧急情况时利用电动汽车为家中供电

·在电费较低的深夜为电动汽车充电，白天可用于家中

·在住宅中采用光伏发电等可再生能源

此处借助直流充电端口，搭配外部6千瓦的变流设备，达成电能的双向传输。主充电装置沿用既有Chademo的调控机制，因此在此环节进行了大量调整。

图5 日产的V2G 6KW放电柜

3)丰田汽车的产品和V2G实验

丰田在此处实施了两个方面的规划，选用了若干辆普锐斯插电混动车型进行交流电一级的V2G测试，同时为部分车载选配件进行了适配。如图5所示，放电继电器配备了独立的保险丝，采用单路独立的1.5千瓦100伏逆变器进行输出，在仅具备一个充电接口使用权限的情况下，通过识别不同的接口类型来判定进行充电操作还是放电操作。不过值得考虑的是，这里需要考虑很多的技术因素：

放电端口特别定制了防水构造，配备有防护罩，该端口的尺寸非常短，具有针对性设计，能够有效避免水分侵入，使用时可以提供可靠的保护，整体结构紧凑，便于安装和使用。

·考虑里面的放电的控制，兼容SAE J1772的定义

用Proximity的引脚进行操控，设置独立的锁存开关功能

这一方案存在不少难点，因此该系列的产品主要用作维修配件。

图6 丰田的车载充电和放电系统

图7 丰田的车载放电插头

图8 丰田设计的接近电阻设计

日本汽车制造商的考量源于该国频发的自然灾害，他们视电动汽车为一种储能设备，在极端环境下，这种功能具备显著价值。它能够确保家庭在灾害期间获得必要的电力支持。

第三部分中国国内企业的情况

国内市场以比亚迪为先行者，其他汽车制造商也陆续涉足该领域。针对唐车型，投入了大量研发资源，并且为此专门制作了宣传广告。该系统的组成部分，如图9和图10所示。

·交流充放电口：包含电子锁和接口总成

·车载充电机：双向车载交流充电机，具备3KW双向充放电能力

·动力电池包：车上的电池包，内部需要调用三个继电器

·BMS管理：控制电池能量的释放

·高压配电盒：含正极继电器和预充电回路

·仪表：显示放电过程

·外部放电线：输出电能的接口

图9 唐的后备箱系统布置

图10 唐的放电系统框图

1)车载充电机

按照设计意图来看，这个充电机分三个部分：

a)3KW的AC/DC，特别是DC电压比较高

b)3.3KW的DC/AC，输出220VAC用

c)13.8V的输出电压值不确定，该输出用于为低压系统和BMS系统提供能源

如下图所示，充电的状态下

充电时，交流电经端口2输入，再由端口4转换为直流输出，交流侧初级漏电流由模式2和模式3负责监控，同时设备内部设有直流侧初级漏电的检测功能。

电流从四处流入，经由二处转变为交流向外输送，此刻仅能监测到直流的泄漏电流。

目前不清楚这个13.8V的备用电源是否正常运作，倘若它停止供电，就必须将常用电或者12V电池的电量全部用光。根据图11，最初设置了一个专门的放电接口，但经过改进后，这个设计被取消了。

图11 唐的双向车载充电机

2)交流线束和电池连接线束

从节省资源的角度出发，能量的传递和接收都在同一条路径上处理，具体包括以下方面：

·交流线束：充电插座充电机

·直流线束：充电机配电盒

图12 唐的高压配电线束

3)充/放电口和放电线束

电源接口：设有L火线、N零线、PE地线三条主回路导线，另含CC连接线、CP检测线以及电子锁控线

放电线束：国标的头子，配上专用的定制2kOhm的接触电阻

图 13 唐的放电线束和插线板

4)高压配电盒

高压配电盒包括以下几个部分

电池组内部设有三个触点装置，其中一个是负极触点电车江湖，另外两个是电池组分段触点，用于组内电压分配

b)预充继电器：配合上盖的预充电阻

c)正极接触器：主接触器

图14 唐的高压配电盒

放电系统整个工作过程

启动全过程参见图15，系统依据CC引脚电阻状况判定，充电器通过检测该电阻是否为2K欧姆确认是否启动放电，检测后需与BMS及仪表系统协作完成放电操作，但未明确电子锁是否执行锁定动作，因此无法确定电子锁是否已锁止。

图 15 放电系统工作过程图

这个逻辑图运作的关键在于插头接触点的电阻值。系统启用时，必须连接动力传输线路和启动控制线路

动力系统方面，车载充电设备、低压电池管理系统以及组合仪表等组件，必须确保其功能被启用，这是基础要求。

2)启动网： 锁电子锁需要BCM进行启动

某些推测：当处于电池电量不足的状态时，比如电量较低的模式，这个功能可能会被启用，因为BMS的保护机制规定，当剩余电量低于百分之十，驻车充电模式就会启动，接着借助驻车发电模式（启动TCU和ECM），让系统继续运行在电量SOC状态

合规的讨论

这个双向设计导致3.3KW充电器尺寸显著增加。实际上，内部线路布局表明，按照GB/T20234标准供电是不合规的。漏电保护机制的相关要求并未包含在内。在18487.1标准中，最相似的充电场景是使用1.5K欧姆的10安培线束连接，但该规范并未提及任何关于反向电流流动的规定或说明。这项功能实际上已经超越了当前所有规范框架，往后规范需要再纳入PLC电力线载波通信的内容，在V2G的规范框架之中，往后或许能变成一项规范的附加功能。

图 16 基于PLC的双向能流体系

本文总结：与智绿的尹总沟通，了解到电动汽车在满足未来市场需求方面潜力巨大，尤其体现在户外活动及应急场景中。搭载大容量电池的纯电动汽车，以及采用增程技术的车辆，都能获得良好应用表现。不过，关于放电机制，该功能更适合纳入V2G和V2H系统进行统筹规划。

参考文件：

1. 比亚迪-唐 高压电器系统技术培训 系列之二

2. 比亚迪-唐 电路系统技术培训教材 系列之四