充电桩接口技术简介
出处:梁眼看天下 发布于:2018-11-08 13:48:06
一、充电桩接口基本介绍
跟传统油车相比,纯电动车有很多优点,这里就不一一列举,但纯电动车有一个麻烦的地方是需要考虑充电时间长短和使用寿命。混合动力领域有好多折中方案比如插电式,增程式等,这样不需要较大的电池容量,相比于纯电动车,缩短了充电等待时间(并且使用汽油/柴油而提高了续航里程)。
而在纯电动车领域,很难单方面优化充电时间或电池使用寿命,鱼和熊掌不可兼得,因为电池的寿命和充电倍率大小有关,一般情况下充放电倍率越大,循环使用次数就越小。
为了保证电池的循环充电次数能在800~1000之间,通常充电倍率应该在0.5C~0.25C之间,采用国家电网供电,利用车载充电机为动力电池充电,这属于慢充方案,配套的公共设施是交流充电桩。
国内外的充电桩原理大同小异,但外形略有区别,如下:
交流充电桩通过车载充电机为电池充电,相对于直流充电桩而言,交流充电桩成本低,结构简单,对蓄电池更友好,适合大范围面积进行普及推广,接下来将由浅入深介绍一下交流充电桩的接口技术。
交流充电桩(包括国标和非国标)的主要功能就是将单相电或者三相电引出来,充电桩只起到电流中转站的作用,后续的整流+DC/DC变换都是由车载充电机完成。
国标交流充电桩就是在上图所示的原始交流充电桩基础上,添加了一些商业化模块(比如人机交互界面、计费模块、报警模块等)和控制引导电路,控制引导电路是交流充电桩接口技术的内容。并且为了单相电和三相电都能兼容,国标交流充电桩接口终采用的7结构,其端子分布方式如下图所示:
控制导引电路主要作用是用来确认充电接口和充电插座是否连接,然后在充电过程中进行周期性检测,以判断继续充电还是停止充电等。
下面详细介绍控制导引电路的工作原理:
1. 连接确认
(1)车辆控制装置通过检测PE和监测点3之间的电阻值来确认车辆和车辆插座是否连接;
(2)充电桩侧的供电控制装置通过检测监测点4或检测点1的电压值来判断供电插头和供电插座是否连接。
2. 充电开始
当车辆接口和供电接口都确认连接后,充电桩将S1从12V连接状态切换到PWM状态,并等待车辆控制装置闭合开关S2,此时测检点1峰值电压9V,CP端产生1KHz的PWM波,其占空比代表充电桩额定电流大小。当车辆侧开关S2闭合,代表车辆已经充电准备就绪了,此时检测点1的电压峰值为6V。确认车辆就绪后,充电桩闭合K1和K2,使交流回路导通,充电开始。整个过程中检测点1的电压状态如下:
3. 充电过程周期检测
在充电过程中,充电桩对检测点进行周期性检测,以确认充电连接装置的连接状态和车辆是否处于可充电状态,检测周期不大于50ms。
(1) 在充电过程中,充电控制装置不断检测检测点4和检测点1,如果检测到供电接口断开,则供电控制装置开关S1切换到12V并断开交流供电回路;
(2) 在充电过程中,车辆控制装置不断检测检测点2和检测点3,如果判断车辆接口断开,则车辆控制装置控制车载充电机停止充电,并断开开关S2。
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