机动车充电系统专业论文
浅谈汽车充电站配电系统设计研究
一种车载太阳能充电系统的原理与应用研究
114AUTO TIMEAUTOMOBILE DESIGN | 汽车设计一种车载太阳能充电系统的原理与应用研究1 引言国内外很多学者已经对太阳能汽车进行了大量的研究，北京化工大学机电工程学院李童馨等人[1]研究了车用太阳能发电遮阳装置对降低车内温度的效果，利用柔性非晶硅太阳能电池阻挡太阳光，并利用其产生的电能对半导体制冷片进行供电，使其对车内降温；由于太阳能板直接与车身接触导致有热量传递，因此降温效果并不理想。
广西大学的海涛等人[2]研究了一种带MPPT 控制器的太阳能充电系统，通过修正变步长增量电导MPPT 控制方法，提高了普通MPPT 算法最大功率追踪速度慢的问题，使充电效率提高了23%，但此研究的充电控制用的是Buck 非隔离型充电电路，存在高压充电安全风险。
上海机电学院的马咪等人[3]设计了一种太阳能电动汽车空调系统，该系统利用太阳能转化成的电能对电动汽车空调供电，使车内的最大降温达到15oC 。
但由于其设计的太阳能电池结构发电面积较小，导致其发电功率只有空调压缩机最低工作要求的50%，无法独立满足停车情况下的制冷功率要求。
本论文即是在国内外学者前期的研究基础上对太阳能电池在汽车上的应用进行拓展研究。
基于硅基太阳能电池的特性，提出了一种可提升发电面积的可折叠太阳能光伏机构，并对太阳能充电控制器的结构原理进行了理论探讨，最后通过对国内光伏资源以及人民日常通勤的实际情况进行分析，证明本太阳能充电系统可以显著增加续航里程，具有一定的应用前景。
2 车载太阳能充电系统设计2.1 系统的组成及工作原理图1 太阳能汽车能源系统拓扑图车载太阳能充系统主要包括太阳能电池、太阳能充电控制器、动力电池和BMS 控制系统、VCU 整车控制器、12V 低压蓄电池及其用电器构成，太阳能充电系统的拓扑如图１所示。
在光照强烈的白天，太阳能电池吸收阳光产生电能，通过太阳能充电控制器控制其的发电功率和充电电压给动力电池充电；BMS 实时监控动力蓄电池的电量状态；VCU 根据电池的电量状态及车辆工况，控制电池的能量输出和输入；高压动力电池还通过DC-DC 直流降压给12V 蓄电池及车载用电器供电；而12V 蓄电池又为太阳能控制器、BMS 、VCU 等控制系统提供稳定的电压。
充电系统研究
充电系统研究一、概述在当今社会，随着科技的飞速发展和人们对便携设备的需求日益增加，充电系统作为能源供给的重要一环，其重要性不言而喻。
本文将对充电系统进行深入研究，旨在提高充电效率、降低能源消耗，并探索新的充电技术。
我们将对现有的充电系统进行分析，包括有线充电和无线充电。
有线充电系统通过电线和插头将电力传输到设备，具有结构简单、成本低等优点，但存在不便携、易受环境影响等问题。
无线充电系统利用电磁感应或无线电波传输电力，具有方便、安全等优点，但存在效率较低、传输距离受限等问题。
我们将研究影响充电系统效率的因素，包括充电器设计、电池特性和使用环境等。
通过优化充电器设计，可以提高充电效率通过改善电池特性，可以延长电池寿命通过合理利用环境条件，可以降低能源消耗。
我们将探讨新的充电技术，包括太阳能充电、动能充电和超级电容器等。
太阳能充电利用光伏电池将太阳能转化为电能，具有清洁、可再生等优点动能充电利用设备的运动产生电能，适用于可穿戴设备等移动设备超级电容器具有高能量密度、快速充电等优点，有望在未来充电系统中得到广泛应用。
本文将从多个角度对充电系统进行研究，旨在为提高充电效率、降低能源消耗提供新的思路和方法。
1. 充电系统的背景与意义随着全球能源危机和环境污染问题的日益突出，电动汽车作为一种清洁、高效的交通工具，得到了广泛的关注和应用。
电动汽车的普及和发展面临着一个关键问题，即充电系统的建设和完善。
充电系统是电动汽车运行的基础，它不仅关系到电动汽车的续航能力和使用便利性，还对电网的稳定运行和能源的高效利用具有重要影响。
充电系统的研究对于解决电动汽车的续航焦虑具有重要意义。
由于电动汽车的电池容量有限，充电时间较长，充电设施的不足或不便利会给电动汽车的使用者带来不便，限制了电动汽车的推广和应用。
通过研究充电系统的技术、标准和商业模式，可以提高充电设施的覆盖率和使用效率，减少电动汽车使用者的续航焦虑，促进电动汽车的普及。
智能化充电系统在电动汽车充电中的应用实践
智能化充电系统在电动汽车充电中的应用实践随着科技的不断发展，智能化充电系统在电动汽车充电中发挥着越来越重要的作用。
在过去，传统的充电方式存在着时间长、效率低等问题，而智能化充电系统的出现，为电动汽车的充电带来了更加便利和高效的体验。
下面将从多个角度来探讨智能化充电系统在电动汽车充电中的应用实践。
一、提高充电效率智能化充电系统能够通过精准的识别电动汽车的型号和电池状态，调整充电功率，实现快速充电。
相比传统的充电方式，智能化充电系统在效率上有了明显提升，大大缩短了充电时间，提升了用户的充电体验。
二、实现智能监控管理智能化充电系统可以实现对充电过程的实时监控，包括充电状态、功率、电量等多个参数。
通过互联网技术，用户可以随时随地通过手机或电脑查看充电情况，实现对充电过程的智能管理。
三、充电桩智能升级智能化充电系统还可以实现充电桩的智能升级，加入在线支付、智能预约等功能，提升用户体验。
用户可以通过APP随时查看附近的充电桩情况，选择最合适的充电服务。
四、推动电动汽车普及智能化充电系统的出现，为电动汽车的普及提供了有力支持。
用户可以更加便利地使用充电设施，减少充电时间，提高充电效率，从而更加愿意购买和使用电动汽车。
五、提升充电设施的安全性智能化充电系统可以实时监测充电桩和电池组的状态，及时发现故障并进行报警，提升了充电设施的安全性。
避免了因为设备故障导致的安全事故，保障了用户和设施的安全。
六、节约能源资源智能化充电系统可以通过智能充放电管理，合理规划充电时间和功率，最大程度地节约能源资源。
在电力紧张的情况下，智能化充电系统可以为不同用户分配充电时间，实现资源的合理利用。
七、促进清洁能源发展电动汽车的普及离不开清洁能源的支持，而智能化充电系统的出现，可以更好地结合清洁能源的发展。
智能化充电系统可以根据清洁能源的供给情况，调整充电功率和时间，最大限度地利用清洁能源。
八、提供个性化服务智能化充电系统可以根据用户的习惯和需求，提供个性化的充电服务。
电动汽车车载充电系统的设计与优化
电动汽车车载充电系统的设计与优化随着环保意识的不断提升和政府对汽车尾气排放要求的日益严格，电动汽车成为了当前市场上备受关注的新兴产品。
而作为电动汽车的重要组成部分，车载充电系统的设计与优化则成为了一项亟需解决的技术问题。
本文将从充电技术、系统设计以及优化方面进行详细探讨。
首先，充电技术是车载充电系统设计与优化的基础。
目前主流的车载充电技术有直流快充和交流慢充两种。
直流快充技术通过直接提供高压直流电源，可以迅速将电动汽车电池充满，但需要比较复杂的充电设备支持，成本相对较高。
而交流慢充技术则通过交流电源充电，虽然充电速度较慢，但成本相对较低，适用于家庭充电桩等应用场景。
在设计车载充电系统时，需要根据用户需求以及充电设备的兼容性进行选择。
其次，车载充电系统的设计需要考虑多个方面的因素。
首先是电池管理系统设计，电池是电动汽车的重要组成部分，对充电系统的安全性和效率有着重要影响。
电池管理系统需要监测电池的状态、温度、充电电流等参数，并根据实时数据进行控制保护，确保电池的使用寿命和安全性。
另外，充电接口的设计以及防水、防雷、防火等设计也是必不可少的。
此外，充电设备的互通性和国际标准也需要考虑进去。
不同品牌的电动汽车可能采用不同的充电接口类型以及通信协议，为了提高用户体验，车载充电系统的设计需要具备一定的兼容性。
此外，国际标准的制定也对车载充电系统的设计与优化提出了要求，如IEC 61851和GB/T 20245等标准，通过遵循这些标准可以确保充电系统的安全性和性能。
车载充电系统的优化是为了提高充电效率和用户体验。
首先，可以通过优化充电设备的功率和效率，来提高充电速度和效果。
充电设备的功率与充电速度成正比，但需要考虑到电网负荷能力和电池的充电接受能力。
其次，可以通过智能化的充电调度和管理系统优化充电系统的效率。
例如，通过实时分析电池状态和电网负荷，合理安排充电任务，避免高峰期充电时段的集中发生，提高电网利用率。
电动汽车车载充电系统的设计
电动汽车车载充电系统的设计摘要本文以TI公司TMS320F28335为主要控制器，进行了多段式充放电方法的设计，并对其进行了仿真分析。
该方案包含了汽车充电器，采用了切换式供电，从而大大改善了电池的效率，并且体积小，重量轻。
1引言在国内现有四型电动汽车中，四型的南瑞公司，就达到了200 kW。
更何况，南瑞公司还研发了一台南瑞的智能充电设备，里面有一个电子充电设备，充电器安全监控管理系统，充电器安全保护管理系统。
目前南瑞科技公司的充电设备正在位于成都市郫区石羊场镇的国家电网成都电动汽车快速充电站基地进行快速试运，为16路电动汽车和公交车同时进行快速充电。
2010年11月成功地自行开发和自主研制生产出一种新型完全智能化的电动汽车智能充电机，而这款智能充电机不仅能够给新型电动汽车快速进行充电，而且它既同时具有充电系统工作体积小、人机接口友好、操作过程非常简单等几大优势。
随着智能电子信息处理技术、电力专用电子技术和智能控制处理系统等电子技术的飞速进步和不断发展，电能电源变送器的智能控制处理手段逐渐发展趋向完全智能化，从而可以促进智能充电机组中可以同时实现各种小型化、智能化和迅速化的变种智能充电电动汽车智能充电机的智能控制策略国内外正在积极进行发展中的技术研究。
2电动汽车车载充电系统设计2.1主芯片介绍TMS320F28335与TMS320F2812型DSP相比较，具有单一FPU、高精度PWM和256 K等优点。
并加入DMA的DMA，可将ADC的输出信号直接写入DSP。
另外，还可以增加通讯模块、SCI接口、SPI接口等功能。
主频率，也就是320f28355，最高可达到150 MHz。
该设备具有一个外存贮器扩充界面、一个监视仪、三台计时器、18 PWM和16路12比特AD转换机。
F28335是XINF(XINF)，与2812(XINF)相似，但是其性能更加强劲。
该16/32比特的宽度可以进行设定，并且可以进行DMA的管理。
电动汽车充电系统设计毕业设计
电动汽车充电系统设计毕业设计
摘要
本文介绍了一种电动汽车充电系统的设计，该系统支持相同或
不同功率的多种充电方式和广泛的电源电压范围。
该系统由交流和
直流两部分组成，交流部分通过电源适配器将电能从电网转换为直
流电并将其传输到电动汽车的电池组内。
直流部分则负责快速充电，主要使用特殊的充电器和直流电源。
设计原理
交流部分
交流部分使用变换器或逆变器将电源提供的交流电转换为所需
的电压和电流，并将电能传输到电动汽车的电池组内。
根据电动汽
车的不同需求，可以选择相应的充电连接器和交流功率。
直流部分
直流部分主要负责快速充电。
使用特殊的充电器和直流电源，
将电流输送到电动汽车的电池组内。
这种方式可以实现电动汽车在
短时间内快速充电。
系统特点
多种充电方式
该系统支持多种充电方式，包括模拟信号充电、数字信号充电和电容式充电等。
宽范围的电源电压
该系统支持更广泛的输入电源电压范围，从家庭交流电到较高电压的充电站。
支持快速充电
直流部分可以实现电动汽车在短时间内快速充电，非常适合在行程中对电量不足的电动汽车进行快速充电。
总结
该电动汽车充电系统设计实现了交流和直流两部分充电，支持多种充电方式和广泛的输入电源电压范围。
同时，该系统还支持快速充电，非常适合在行程中对电量不足的电动汽车进行快速充电。
车载充电机的设计与优化研究
车载充电机的设计与优化研究随着电动汽车的快速发展，车载充电机作为电动汽车充电系统的关键部件，其性能的优劣直接影响着电动汽车的使用体验和推广普及。
车载充电机的主要功能是将外部电源的交流电转换为直流电，为电动汽车的电池组充电。
因此，对车载充电机的设计与优化进行研究具有重要的现实意义。
车载充电机的设计需要考虑多个方面的因素。
首先是输入电源的特性，包括电压、频率、谐波含量等。
不同地区的电网可能存在差异，因此车载充电机需要具备宽输入电压范围和良好的谐波抑制能力，以适应各种供电环境。
其次是输出特性，要根据电动汽车电池组的类型、电压和容量等参数，确定合适的输出电压和电流范围，以实现安全、高效的充电。
此外，还需要考虑功率因数校正、电磁兼容性、效率、体积、重量、成本等诸多因素。
在功率因数校正方面，传统的无源功率因数校正技术由于其体积大、效率低等缺点，逐渐被有源功率因数校正技术所取代。
有源功率因数校正技术通过控制电路中的开关器件，使输入电流跟随输入电压的变化，从而实现高功率因数和低谐波含量。
目前，常见的有源功率因数校正拓扑结构有Boost 型、BuckBoost 型等，设计时需要根据具体的性能要求和成本进行选择。
电磁兼容性也是车载充电机设计中需要重点关注的问题。
由于充电机内部存在高频开关器件，会产生电磁干扰，可能影响车辆内部的其他电子设备正常工作。
为了减少电磁干扰，需要在电路设计中采取合理的布线、滤波、屏蔽等措施，并进行严格的电磁兼容性测试。
效率是衡量车载充电机性能的重要指标之一。
提高效率不仅可以减少能量损耗，还能降低充电机的发热，提高系统的可靠性。
在设计中，可以通过选择高性能的开关器件、优化电路拓扑结构、采用软开关技术等方式来提高效率。
例如，使用碳化硅或氮化镓等新型半导体材料的开关器件，可以显著降低开关损耗，提高工作频率，从而减小磁性元件的体积和重量。
在体积和重量方面，由于车载空间有限，要求充电机尽可能小型化、轻量化。
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设计（论文）题目学院：学生姓名：专业班级：学号：指导教师：200 年月日摘要汽车充电系统由蓄电池、交流发电机及工作状态指示装置组成。
采用并联方式连接。
在充电系统中，一般还包括调压器、点火开关、充电指示灯、电流表和保险装置等。
发电机作为汽车运行中的主要电源，担负着除了启动系统之外所设备供电和向蓄电池充电的任务。
由于发电机是由发动机经传动带驱动旋转的，当发动机转速变化时发电机输出电压是变化的。
为满足汽车用电设备和向蓄电池充电的恒定电压要求，充电系统中设有电压调节器，通过调整发电机的励磁电流，保持发电机在转速和负荷变化时输出稳定的电压。
充电状态指示装置用于指示充电系统的工作情况，反映蓄电池是处于充电还是放电状态关键词：蓄电池；原理；检修；充电系统AbstractThe charging system from the battery, and the exchange of the state indicates the device consisting of parallel manner. the connection. at the charging system, including the regulators and the ignition switch, batteryindicator is the device and etc, The car running in as the main power in your system, except for the supply of equipment and to charge the battery of the generator. because the engine is spun by the belt, when the engine speed changes in the output voltage is changing To meet the use of electric equipment and to charge the battery of a charging system, the regulator to adjust voltages, and generators and ncouragement to keep the change in speed and magnitude of output voltage. the charging of the state indicates the device used to indicate the charging systems of the work of the situation, reflected the battery is on a charge or discharge conditionKey words: accumulator；Principle ；Overhaul；charge system第一章绪论当今世界科学技术迅猛发展，极大地促进了汽车技术的高速发展，同时人们对汽车的舒适性、安全性、可靠性的要求也在不断的提高，这也促进了汽车电子设备装置的发展。
因此，对充电系统的要求也就越来越高，是现代汽车技术发展标志之一。
随着现代汽车技术大量的融进了电子技术、计算机技术和控制技术等，使得汽车电器系统的结构也越来越复杂，控制部分的电子化程度也越来越高，使得电源系统的使用负荷越来越重，使得对充电系统的要求越来越高。
此论文主要是研究汽车充电系统及其故障诊断，其目的是通过对相关资料、研究材料的综合归纳，进一步深刻的对汽车充电系统全面的解析；从中更能了解到自汽车充电系统在汽车中的运用，全面、系统的掌握其原理及组成。
懂得如何使用、保养和检修，为日后踏如社会实践打下坚实的基础。
汽车充电系统及其故障诊断1汽车充电系统的组成与作用1汽车充电系统的组成汽车充电系统由蓄电池、交流发电机及工作状态指示装置组成。
采用并联方式连接。
在充电系统中，一般还包括调压器、点火开关、充电指示灯、电流表和保险装置等。
汽车充电系统线路示意图见图1。
发电机作为汽车运行中的主要电源，担负着除了启动系统之外所设备供电和向蓄电池充电的任务。
由于发电机是由发动机经传动带驱动旋转的，当发动机转速变化时发电机输出电压是变化的。
为满足汽车用电设备和向蓄电池充电的恒定电压要求，充电系统中设有电压调节器，通过调整发电机的励磁电流，保持发电机在转速和负荷变化时输出稳定的电压。
充电状态指示装置用于指示充电系统的工作情况，反映蓄电池是处于充电还是放电状态。
调节器在结构型式上分为电磁振动式、晶体管式和集成电路式。
当调节器置于发电机内部时常称为内装式调式器，若调节器除控制发电机电压外，还控制充电指示灯、过压保护、充电系统故障指示等功能时，则称为多功能调节器。
工作状态指示装置：如日本汽车充电系统工作指示装置，常用的是由继电器或调节器控制的指示灯，个别车型也采用电流表或电压表的方法，有的是电流表和指示灯共用。
1.1蓄电池蓄电池的功用在汽车上，蓄电池和发电机(由发动机带动并发电)并联连接且相互配合供给全车用电器所需要的电能，全车用电器均与这两个电源并联连接，如图1．1所示。
蓄电池的功用有1)起动发动机时给起动系、点火系等用电器供电。
2)当发电机出现不发电或欠发电故障时给用电器供电。
3)当同时工作的用电器过多、用电量超过发电机供电能力时，与发电机共同给用电器供电。
4)发动机运转中，当发电机电压高于蓄电池电动势时，蓄电池将发电机多余的电能转变成化学能储存起来。
5)蓄电池在电系中相当于一只大容量电容器，能够稳定电系电压，吸收电系中出现的瞬时过电压，使整车电系电压得以净化，为电子元件的工作提供了一个良好的电气环境。
蓄电池的构造蓄电池由3个或6个单格电池串联而成。
每个单格电池的标准电压为2V，它们串联成6V或12V 蓄电池供汽车选用。
目前汽车均选用12V蓄电池。
当汽车电系电压设计为24V(如柴油发动机汽车)时，则配用2个12V蓄电池串联供电。
现代汽车蓄电池的构造如图1．2所示，它主要由极板、隔板、电解液和壳体组成。
二、蓄电池的工作原理蓄电池的工作是由放电与充电两个过程组成的，其成流过程理论如下所述。
图1—5示出蓄电池充放电过程示意图。
(1)放电放电过程中负极板上的反应比较简单，海绵状铅在溶解压力作用下，以铅离子的状态进入电解液中。
然后，铅离子与电解液中的硫酸根离子发生反应生成硫酸铅又附着在极板上。
正极板上的反应比较复杂。
在通过电流的条件下有少量的二氧化铅进入电解液中，与电解液中水的作用，可以生成氢氧化铅，又游离成4价的铅离子和1价的氢氧根离子，4价铅离子获得电子后又生成2价铅离子，最后2价的铅离子与硫酸根离子化合生成硫酸铅。
这样，在放电过程中正负极板上生成的都是硫酸铅。
此时，随着放电的不断进行，硫酸逐渐消耗，并且生成水，使电解液浓度逐渐减小，比重逐渐降低。
(2)充电在外部电流的作用下，负极板上的2价铅离子可获得两个电子生成铅，并以固体状析出。
同时，电解液中的氢离子与负极板上脱离下来的硫酸根离子结合生成硫酸。
正极板上的2价铅离子在外部电流作用下，失去两个电子变为4价铅离子。
每个铅离子又与电解液中氢氧根离子结合，生成二氧化铅并在极板上析出。
同时生成水。
而电解液中的硫酸根离子将与氢离子结合生成硫酸。
1.2交流发动机交流发电机结构及工作原理1）交流发电机组成由三相同步交流发电机和硅二极管整流器两部分组成。
2）三相同步交流发电机三相同步交流发电机的作用是产生三相交流电。
主要有转子、定子、前后端盖、风扇及皮带轮等组成。
转子——是三相同步交流发电机产生旋转磁场的部分。
由转轴、两块爪形磁极、磁轭、激磁绕组、滑环等部件组成。
定子——又称电枢，是三相同步交流发电机产生三相交流电的部件。
由铁芯和三相星形连接的绕组组成。
前后端盖、电刷、风扇、皮带轮等。
3）整流器常见的整流器由六只二极管组成。
元件板上装三只正极二极管，后端盖上装三只负极二极管，接在发电机三相绕组上，组成全波桥式整流电路，将发电机发出的三相交流电变为直流输出。
4）交流发电机工作原理当转子旋转时，磁力线与定子绕组之间产生相对运动，在三相绕组中产生交变电动势，其频率为：式中，P为磁极对数，n为转速（r/min）。
三相电动势为近似的正弦波，三相波形相同，频率相、幅值相等，相位互差120°电角度。
在六只硅二极管组成的三相桥式全波整流电路中，正极管在三相交流电正半周导通，负极管在三相交流电负半周导通，同时有一个正极和一个负极管导通，周而复始，在负载两端就可得到较平稳的直流电压。
1.3调节器交流发电机必须配用电压调节器，使其输出电压保持稳定。
1）触点式电压调节器触点式电压调节器又称电磁振动式电压调节器，分为双极触点式和单级触点式两种。
双极触点式有两对触点，常闭触点为低速触点，常开触点为高速触点；单级触点式只有一对触点。
其工作原理是通过改变触点式闭合或断开的时间长短来改变激磁电流的大小，从而使输出电压恒定。
此种电压调节器已趋淘汰。
2）电子电压调节器（1）电子电压调节器一般由二三个三级管，一个稳压二极管以及一些二极管、电容、电阻等构成。
分为可拆式与密封式两种。
电子电压调节器通过电子开关即大功率三极管的高速导通或截止改变激磁绕组电路通断的时间比例，从而使输出电压恒定。
当发动机电压高于规定值时，三极管截止切断激磁电流，使电压下降；当电压降到低于规定值时，三极管又导通，激磁电路接通电压又上升，如此反复把电压稳定在规定值。
（2）分析电子电压调节器电路的工作过程，以教材第59页图2－33为例：①合上点火开关，蓄电池同时加到由、、组成的分压器及三极管的偏置电路、上，此时，分压器至稳压管Z的反向电压低于Z的反向击穿值，Z截止，所以下截止，出于正向偏置而导通。
激磁绕组有电流流过，电压上升。
②当转速升高，发电机电压高于蓄电池电压时，进入自激，稳压管Z被反向击穿，有基极电流而导通，被短路而截止，电压下降。
③当发电机电压下降低于调压值时，稳压管Z又截止，也截止，又导通，电压又升高。
如此反复，使发电机电压稳定在规定值上。
2汽车充电系统的控制目前在国产部分汽车和大部分进口汽车上广泛应用充电指示灯代替传统电流表来指示交流发电机的发电情况。
闭合点火开关后，正常情况下，交流发电机发电时充电指示灯灭；交流发电机不发电时充电指示灯亮。
且亮度比其他指示灯稍暗。
充电指示灯的控制，一般有2种方式：一是在6管交流发电机上利用交流发电机的中性点电压通过继电器进行控制，二是采用9管交流发电机时通过附加的3个励磁二极管进行控制。
利用交流发电机中性点电压通过继电器进行控制的充电指示灯工作原理是：接通点火开关，当交流发电机输出电压低于蓄电池充电压时，中性点电压低于4．5～5．5V，充电指示继电器触点断开，蓄电池分2路向磁场绕组供电，一路经电压调节器附加电阻到磁场绕组，另一路经充电指示灯到磁场绕组，此时充电指示灯发亮。