充電樁介面技術(下)
05-12
交流充電樁通過車載充電機為電池充電,相對於直流充電樁而言,交流充電樁成本低,結構簡單,對蓄電池更友好,適合大範圍面積進行普及推廣,所以本文由淺入深介紹一下交流充電樁的介面技術
交流充電樁(包括國標和非國標)的主要功能就是將單相電或者三相電引出來,充電樁只起到電流中轉站的作用,後續的整流+DC/DC變換都是由車載充電機完成。因此最精簡原始的交流充電樁,正如淘寶上的出售的,如下圖(如此簡單的充電樁,售價竟然高達800~1000¥,太暴利了!)
國標交流充電樁就是在上圖所示的原始交流充電樁基礎上,添加了一些商業化模塊(比如人機交互界面、計費模塊、報警模塊等)和控制引導電路,控制引導電路是交流充電樁介面技術的核心內容。並且為了單相電和三相電都能兼容,國標交流充電樁介面最終採用的7端子結構,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的典型控制導引電路圖:
控制導引電路主要作用是用來確認充電介面和充電插座是否連接,然後在充電過程中進行周期性檢測,以判斷繼續充電還是停止充電等。下面詳細介紹控制導引電路的工作原理:
1. 連接確認
(1) 車輛控制裝置通過檢測PE和監測點3之間的電阻值來確認車輛插頭和車輛插座是否連接(2) 充電樁側的供電控制裝置通過檢測監測點4或檢測點1的電壓值來判斷供電插頭和供電插座是否連接2. 充電開始
當車輛介面和供電介面都確認連接後,充電樁將開關S1從12V連接狀態切換到PWM狀態,並等待車輛控制裝置閉合開關S2,此時測檢點1峰值電壓9V,CP端產生1KHz的PWM波,其占空比代表充電樁額定電流大小。當車輛側開關S2閉合,代表車輛已經充電準備就緒了,此時檢測點1的電壓峰值為6V。確認車輛就緒後,充電樁閉合接觸器K1和K2,使交流迴路導通,充電開始。整個過程中檢測點1的電壓狀態如下3. 充電過程周期檢測在充電過程中,充電樁對檢測點進行周期性檢測,以確認充電連接裝置的連接狀態和車輛是否處於可充電狀態,檢測周期不大於50ms
(1) 在充電過程中,充電控制裝置不斷檢測檢測點4和檢測點1,如果檢測到供電介面斷開,則供電控制裝置開關S1切換到12V並斷開交流供電迴路(2) 在充電過程中,車輛控制裝置不斷檢測檢測點2和檢測點3,如果判斷車輛介面斷開,則車輛控制裝置控制車載充電機停止充電,並斷開開關S24.充電結束
大致原理如上所述,控制導引電路是充電樁介面技術的靈魂,這對於電動汽車設計者以及使用者至關重要,更為詳細的內容請參考國標GBT 20234-2011
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