
現(xiàn)如今新能源汽車(chē)越來(lái)越普及,隨著電動(dòng)汽車(chē)的增加,充電樁的數(shù)量也在穩(wěn)步增加。但是關(guān)于充電樁的交流/直流充電樁接口的你了解嗎?本篇文章主要介紹一下交流/直流充電樁接口的詳細(xì)區(qū)別,快來(lái)和小編學(xué)習(xí)一下吧,不要只用,不知其原理!
一、充電樁接口基本介紹
跟傳統(tǒng)油車(chē)相比,純電動(dòng)車(chē)有很多優(yōu)點(diǎn),這里就不一一列舉,但純電動(dòng)車(chē)有一個(gè)麻煩的地方是需要考慮充電時(shí)間長(zhǎng)短和電池使用壽命?;旌蟿?dòng)力領(lǐng)域有好多折中方案比如插電式,增程式等,這樣不需要較大的電池容量,相比于純電動(dòng)車(chē),縮短了充電等待時(shí)間(并且使用汽油/柴油而提高了續(xù)航里程)。
而在純電動(dòng)車(chē)領(lǐng)域,很難單方面優(yōu)化充電時(shí)間或電池使用壽命,魚(yú)和熊掌不可兼得,因?yàn)殡姵氐膲勖统潆姳堵蚀笮∮嘘P(guān),一般情況下充放電倍率越大,循環(huán)使用次數(shù)就越小。
為了保證電池的循環(huán)充電次數(shù)能在800~1000之間,通常充電倍率應(yīng)該在0.5C~0.25C之間,采用國(guó)家電網(wǎng)供電,利用車(chē)載充電機(jī)為動(dòng)力電池充電,這屬于慢充方案,配套的公共設(shè)施是交流充電樁。
交流充電樁接口
為了應(yīng)對(duì)緊急情況,希望在15~30min分鐘內(nèi)能把電池充滿到最大容量的80%,對(duì)應(yīng)的充電倍率應(yīng)該在2C~4C之間,這屬于快充方案,配套的公共設(shè)施是直流充電樁。直流充電樁對(duì)電池?fù)p害比較大,車(chē)主花費(fèi)在更換電池上的成本就會(huì)增大,所以如果不是很緊急的情況,應(yīng)該盡量減少直流充電樁的使用。
直流充電樁接口
國(guó)內(nèi)外的充電樁原理大同小異,但外形略有區(qū)別,如下:
二、詳解交流充電樁的接口技術(shù)
交流充電樁通過(guò)車(chē)載充電機(jī)為電池充電,相對(duì)于直流充電樁而言,交流充電樁成本低,結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,對(duì)蓄電池更友好,適合大范圍推廣,接下來(lái)將由淺入深介紹一下交流充電樁的接口技術(shù)。
交流充電樁(包括國(guó)標(biāo)和非國(guó)標(biāo))的主要功能就是將單相電或者三相電引出來(lái),充電樁只起到電流中轉(zhuǎn)站的作用,后續(xù)的整流+DC/DC變換都是由車(chē)載充電機(jī)完成。
國(guó)標(biāo)交流充電樁就是在上圖所示的原始交流充電樁基礎(chǔ)上,添加了一些商業(yè)化模塊(比如人機(jī)交互界面、計(jì)費(fèi)模塊、報(bào)警模塊等)和控制引導(dǎo)電路??刂埔龑?dǎo)電路是交流充電樁接口技術(shù)的核心內(nèi)容,并且為了單相電和三相電都能兼容,國(guó)標(biāo)交流充電樁接口最終采用的7端子結(jié)構(gòu),其端子分布方式如下圖所示:
各端子功能定義:
充電模式3連接方式B的典型控制引導(dǎo)電路圖:
控制引導(dǎo)電路主要作用是用來(lái)確認(rèn)充電接口和充電插座是否連接,然后在充電過(guò)程中進(jìn)行周期性檢測(cè),以判斷繼續(xù)充電還是停止充電等。
下面詳細(xì)介紹控制引導(dǎo)電路的工作原理:
1、連接確認(rèn)
(1)車(chē)輛控制裝置通過(guò)檢測(cè)PE和監(jiān)測(cè)點(diǎn)3之間的電阻值來(lái)確認(rèn)車(chē)輛插頭和車(chē)輛插座是否連接;
(2)充電樁側(cè)的供電控制裝置通過(guò)檢測(cè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)4或檢測(cè)點(diǎn)1的電壓值來(lái)判斷供電插頭和供電插座是否連接。
2、充電開(kāi)始
當(dāng)車(chē)輛接口和供電接口都確認(rèn)連接后,充電樁將開(kāi)關(guān)S1從12V連接狀態(tài)切換到PWM狀態(tài),并等待車(chē)輛控制裝置閉合開(kāi)關(guān)S2,此時(shí)測(cè)檢點(diǎn)1峰值電壓9V,CP端產(chǎn)生1KHz的PWM波,其占空比代表充電樁額定電流大小。當(dāng)車(chē)輛側(cè)開(kāi)關(guān)S2閉合,代表車(chē)輛已經(jīng)充電準(zhǔn)備就緒了,此時(shí)檢測(cè)點(diǎn)1的電壓峰值為6V。確認(rèn)車(chē)輛就緒后,充電樁閉合接觸器K1和K2,使交流回路導(dǎo)通,充電開(kāi)始。整個(gè)過(guò)程中檢測(cè)點(diǎn)1的電壓狀態(tài)如下:
3、充電過(guò)程周期檢測(cè)
在充電過(guò)程中,充電樁對(duì)檢測(cè)點(diǎn)進(jìn)行周期性檢測(cè),以確認(rèn)充電連接裝置的連接狀態(tài)和車(chē)輛是否處于可充電狀態(tài),檢測(cè)周期不大于50ms。
(1)在充電過(guò)程中,充電控制裝置不斷檢測(cè)檢測(cè)點(diǎn)4和檢測(cè)點(diǎn)1,如果檢測(cè)到供電接口斷開(kāi),則供電控制裝置開(kāi)關(guān)S1切換到12V并斷開(kāi)交流供電回路;
(2)在充電過(guò)程中,車(chē)輛控制裝置不斷檢測(cè)檢測(cè)點(diǎn)2和檢測(cè)點(diǎn)3,如果判斷車(chē)輛接口斷開(kāi),則車(chē)輛控制裝置控制車(chē)載充電機(jī)停止充電,并斷開(kāi)開(kāi)關(guān)S2。
4、充電結(jié)束
大致原理如上所述,控制引導(dǎo)電路是充電樁接口技術(shù)的靈魂,這對(duì)于電動(dòng)汽車(chē)設(shè)計(jì)者以及使用者至關(guān)重要,更為詳細(xì)的內(nèi)容請(qǐng)參考國(guó)標(biāo)GBT 20234-2011。
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