与传统汽车相⽐较，新能源汽车有三⼤核⼼部件，分别是：
“电机”总成：指电动机和电动机控制器；
⾼压“电控”总成：包含车载 DC/DC 变换器、车载充电机、电动空调、PTC、⾼压配电盒和其他
⾼压部件，主要部件是车载DC/DC 变换器和车载充电机。
图表 1 新能源汽车系统总成结构⽰意图
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⼀、充电机的种类
（⼀）按充电系统分类
新能源汽车充电系统有许多分类⽅法。按照充电系统与公共电⽹是否直接接触，分为接触式充
电系统和感应式充电系统。
接触式充电系统具有结构简单、成本较低、电能传输效率⾼等特点，是⽬前主流的充电系统。
感应式充电系统不需要电源插座或充电电缆，电能通过埋在路⾯内的充电板⽆线传送给车内的
动⼒电池实现充电，感应式充电系统具有通⽤性强、操作简单、节约⼈⼒成本、节省⼟地资源
等优点。
但结构复杂、效率较低、成本较⾼，⽬前⼩范围应⽤于公交车等公共充电领域。
充电机按照充电系统是否安装在车上，分为车载充电系统和⾮车载充电系统。
车载充电系统安装在车辆内部，具有体积⼩、冷却和封闭性好、重量轻等优点，但功率普遍较⼩，充电所耗时间长；
⾮车载充电系统安装在新能源汽车外部，具有规模⼤、使⽤范围⼴、功率⼤等优点，但体积
⼤、重量⼤、不易移动，主要适⽤于新能源汽车的快速充电。
充电汽车充电机按照充电所耗时间，分为慢充系统和快充系统，分别对应直流供电和交流供电两种充电
模式。
慢充系统主要由车辆外部⾄供电端线缆、充电接⼝及线缆、车载充电机、⾼压线束、⾼压配电
设备、动⼒电池及其控制器等构成。
充电桩或家⽤交流电源通过车辆接⼝及线束与车载充电机连接，将交流220V电源转换为直流
电，给动⼒电池进⾏充电。充电过程由车载充电机与BMS之间进⾏CAN通信交互，保证充电过
程的安全。
相较慢充系统，快充系统架构较为简单，涉及到的车端零部件仅为充电接⼝、快充线束、动⼒
电池及其控制器。
快充系统供电设备为充电桩，充电桩内部包含电源模块、计费系统、通信及控制系统、读卡及
授权系统等。
快充系统将三相380V⼯业电直接转成直流电给动⼒电池进⾏充电，充电过程由充电系统的通信
模块与BMS进⾏通信以保证安全。
（⼆）按充电⽅式分类
电池采⽤不同的充电⽅法对电池寿命会有不同程度的影响，采⽤适当的充电⽅式对延长电池的使⽤寿命意义重⼤。常见的车载充电机充电⽅式有恒压充电、恒流充电、阶段性充电、脉冲充电等。
恒压充电，在整个充电过程中充电电压保持不变，充电电流随着充电时间的增加⽽逐渐减⼩，当充电电流⼩于⼀定值后停⽌充电。整个充电过程中能耗较⼩，能有效避免电池过充，控制简单，易于操作。
但往往待充电电池的初始电压值较⼩，导致充电初期的充电电流很⼤，过⼤的电流⼀⽅⾯会造成电池极化现象的发⽣，影响充电速度；另⼀⽅⾯造成电池温度迅速提升，严重时容易烧坏电池，酿成事故。
所以在充电开始阶段，需要对充电电流值进⾏限制，让电池保持在⼀个可接受的电流范围内充电。
恒流充电开始时以恒定的电流为动⼒电池充电，将要充满时，改⽤恒定的⼩电流进⾏浮充充电，⽤来充⾜剩余电量和补偿电池⾃放电，当充电电压达到额定电压时停⽌充电。
恒流充电避免了恒压充电电流过⼤的问题，电流始终被限制在电池组可接受的范围内。
阶段性充电根据实际应⽤情况可以分为两阶段或者三阶段充电。
第⼀阶段为恒流充电，⽤⼤电流快速给电池充电，使电池的电压达到⼀定电压值，根据动⼒电池组电压设定；
第⼆阶段为恒压充电，⽤⽐恒流⼩点的电流继续对电池充电，降低电池的产⽓量；
第三阶段为浮充充电，以涓流给电池充电，确保电池能够充满，当控制系统检测充电电流⼩于⼀定设定值时，结束充电。
阶段性充电结合了恒压与恒流充电⽅式的优点，有利于减少电池的极化，避免了过充和⼤电流充电冲击。
⽬前，充电⼤多采⽤阶段性充电⽅式。
恒压充电、恒流充电和阶段性充电的充电电压和电流是连续的，没有给电池⾜够的休息时间来消除极化现象，极化可以引起电池过热，析⽓等现象，限制充电速度，严重时影响电池寿命。
脉冲充电⽅式和正负脉冲充电⽅式采⽤不连续的充电电流，能有效地减少或消除极化现象的发⽣，加快充电速度和延缓电池的使⽤寿命。
脉冲充电⽅式采⽤脉冲充电间歇为电池提供充⾜的休息时间，有利于电池内部的活性物充分反应，有效
地减少和消除极化现象的发⽣，并可以采⽤较⼤的电流充电，⽽不必担⼼电池过热和析⽓，能有效提⾼充电效率、缩短充电时间、延缓电池寿命。
正负脉冲充电⽅式是对脉冲充电⽅式的改进，整个充电过程中包括正脉冲充电、间歇休息和负脉冲放电。
⾸先进⾏正脉冲充电，休息⼀段时间后，再对其进⾏短暂的负脉冲放电。
对电池短暂的负脉冲放电能有效去除极化现象的发⽣，加快电池内部的电化学反应，降低电池温度，虽然损失了部分电能，但能够使电池以较⾼的充电电流充电，能有效加快充电速度和提⾼充电效率，延缓电池寿命。
图表 2 充电机不同充电⽅式的充电过程⽰意图
资料来源：⼀览众咨询
⼆、⼯作原理及技术要点
车载充电机作为⼀个电⼒电⼦系统，主要由功率电路和控制电路组成。
对于功率电路，由变压器和功率管组成的DC/DC变换器是其重要组成部分。
对于控制电路，它的核⼼是控制器，⽤来实现与BMS的CAN通信，并控制功率电路按照三段式充电曲线给锂电池组充电。
当车载充电机接上交流电后，并不是⽴刻将电能输出给电池，⽽是通过BMS 电池管理系统⾸先对电池的状态进⾏采集分析和判断，进⽽调整充电机的充电参数。
车载充电机有两⼤部分，电源部分（主回路）和充电机控制主板。
充电机控制住主板主要是对电源部分进⾏控制、监测、计量、计算、修正、保护以及与外界⽹络通信等功能，是车载充电机的“中枢⼤脑”。
电源部分主要作⽤是将220伏交流电转化为300多伏的直流电，电源部分⼜分为PFC和LLC两部分，实际上我们可以把PFC看作是AC/DC,⽽把LLC看作是DC/DC。
图表 3 车载充电机⼯作原理图
资料来源：⼀览众咨询《2017-2022年车载充电机市场调研及投资报告》
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