充電樁工作原理(整理版本)..

1、精品文檔精品文檔充電樁工作原理電氣系統(tǒng)交流充電樁電氣系統(tǒng)設(shè)計(jì)如圖 5 5 所示，主回路由輸入保護(hù)斷路器、 交流智能電能表、交流控制接觸器和充電接口連接器 組成；二次回路由控制繼電器、 急停按鈕、運(yùn)行狀態(tài)指示燈、充電樁智能控制器和人機(jī)交互設(shè)備（顯示、輸入與刷卡）組成主回路輸入斷路器具備過(guò)載、 短路和漏電保護(hù)功能； 交流接觸器控制電源的通斷；連接器提供與電動(dòng)汽車(chē)連接的充電接口，具備鎖緊裝置和防誤操作功能。二次回路提供“啟?！笨刂婆c“急?！辈僮鳎恍盘?hào)燈提供“待機(jī)”、“充電”與“充滿”狀態(tài)指示；交流智能電能表進(jìn)行交流充電計(jì)量；人機(jī)交互設(shè)備則提供刷卡、充電方式設(shè)置與啟?？刂撇僮?。笹入笹入鞭岀鞭岀精品文檔

2、精品文檔圏5交流充電樁電氣系統(tǒng)原理框圖,精品文檔精品文檔工作流程交流充電樁的刷卡交易工作流程如圖6 6 所示。精品文檔精品文檔37充電接口連接器香座界面PE通信管理計(jì)費(fèi)工柞站麗務(wù)器以太網(wǎng)光奸雙姣線精品文檔精品文檔整體系統(tǒng)由四部分組成：電動(dòng)汽車(chē)充電樁、集中器、電池管理系統(tǒng)系統(tǒng) 服務(wù)平臺(tái)。電動(dòng)汽車(chē)充電樁的控制電路主要由嵌入式 ARM 處理器完成，用戶可自助刷卡進(jìn)行用戶鑒權(quán)、 余額查詢、計(jì)費(fèi)查詢等功能，也可提供語(yǔ)音輸出接口，實(shí)現(xiàn)語(yǔ)音交互。用戶可根據(jù)液晶顯示 屏指示選擇4 種充電模式：包括按時(shí)計(jì)費(fèi)充電、按電量充電、自動(dòng)充滿、按里程充電等。電動(dòng)汽車(chē)充電機(jī)控制器與集中器利用 CAN 總線進(jìn)行數(shù)據(jù)交互，集中

3、器與服務(wù)器平臺(tái)利用 有線互聯(lián)網(wǎng)或無(wú)線 GPR 刪絡(luò)進(jìn)行數(shù)據(jù)交互，為了安全起見(jiàn)，電量計(jì)費(fèi)和金額數(shù)據(jù)實(shí)現(xiàn)安全加 密。電池管理系統(tǒng)系統(tǒng)(BMS)的主要功能是監(jiān)控電池的工作狀態(tài)(電池的電壓、電流和溫度)、預(yù)測(cè)動(dòng)力電池的電池容量(SOC)和相應(yīng)的剩余行駛里程，進(jìn)行電池管理以避免出現(xiàn)過(guò)放電、 過(guò) 充、過(guò)熱和單體電池之間電壓嚴(yán)重不平衡現(xiàn)象，最大限度地利用電池存儲(chǔ)能力和循環(huán)壽命。充電服務(wù)管理平臺(tái)主要有三個(gè)功能：充電管理、充電運(yùn)營(yíng)、綜合查詢。充電管理對(duì)系統(tǒng) 涉及到的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)進(jìn)行集中式管理，如電動(dòng)汽車(chē)信息、電池信息、用戶卡信息、充電樁信息 充電運(yùn)營(yíng)主要對(duì)用戶充電進(jìn)行計(jì)費(fèi)管理；綜合查詢指對(duì)管理及運(yùn)營(yíng)的數(shù)據(jù)進(jìn)行綜合分

4、析查詢控制導(dǎo)引系統(tǒng)連接方式見(jiàn)圖 B2、圖 B3、圖 B4。圖中各部件的功能與特性見(jiàn)表B1。N.tt!：!r：r.i/.bitAM.jf,cw:n,MCAHa 仁36E皿 5狀血V枝血?jiǎng)tI 坐詢 俯 s上dwr慣:(BMS)充電管理精品文檔精品文檔圖陰 充電樓武3連接方式R精品文檔精品文檔陽(yáng)為充電揆式1連按方式表 B1控制導(dǎo)向器功能表代號(hào)部件表功能/特性方式12 或 34圖 B2圖 B3圖 B4A輔助觸點(diǎn)連接器的檢測(cè)車(chē)載充電機(jī)的啟動(dòng)（可選）導(dǎo)引回路XXXXXXXBP斷開(kāi)連接器的耦合在主要的觸點(diǎn)斷開(kāi)以前，打開(kāi)導(dǎo)引回路，給系統(tǒng)斷電t 100 msXG供電設(shè)備上的主要 連接器如果 0.5 kQvR）

5、2 kQ,正常 操作時(shí)閉合XXC2（可選）車(chē)輛上的主要接觸器正常操作時(shí)閉合XEi輔助供電用低壓直流電來(lái)為導(dǎo)引電路供 電，包括：保護(hù)性接地導(dǎo)體、導(dǎo)引 和車(chē)體XXD二極管不用防止電動(dòng)車(chē)輛上的計(jì)算機(jī)被供電 設(shè)備供電XXXD2二極管防止輔助電路 E 和 M 被電動(dòng)車(chē)輛加X(jué)X精品文檔精品文檔電D3二極管防止充電機(jī)內(nèi)輔助供電電路Ei和地的短路xFC （可選）閉合活門(mén)啟動(dòng)車(chē)載充電機(jī)xxG控制觸點(diǎn) （連接時(shí)最 后閉合）檢測(cè)連接器所用的地控制回路所用的地?cái)?shù)據(jù)的零地xxxxxxM測(cè)量電路整個(gè)回路的電阻值Ro0.5kQ vR）v2kQxxR附加的電阻或傳感器安裝在車(chē)輛的連接器中安裝在充電站中xxTi輔助變壓器與主供

6、電電路隔離L通訊+串行通訊xK通訊-串行通訊x注：x代表現(xiàn)有附件。概述發(fā)展電動(dòng)汽車(chē)是國(guó)家新能源戰(zhàn)略的重要方向，電動(dòng)汽車(chē)充電站的技術(shù)發(fā)展、布局、建設(shè)又是發(fā)展電動(dòng)汽車(chē)必不可少的重要環(huán)節(jié)。浙江諧平科技股份有限公司依托浙江大學(xué)，憑借多年來(lái)對(duì)電力系統(tǒng)、電力電子技術(shù)、電池儲(chǔ)能技術(shù)的理解和積累推岀基于 V2GV2G 技術(shù)和儲(chǔ)能技術(shù)的電動(dòng)汽車(chē)充電站電氣系統(tǒng)解決方案。該方案不但能提供電動(dòng)汽車(chē)電池充電、換電，還能擴(kuò)展為分布式儲(chǔ)能電站，開(kāi)放、互動(dòng)、智能的充放電管理，將使具有儲(chǔ)能電站功能的充電站成為智能電網(wǎng)的重要組成能部分。組成部分X-EVRX-EVR 充電站電氣系統(tǒng)包括供電系統(tǒng)、充電設(shè)備、監(jiān)控系統(tǒng)三大部分。充電站電

7、氣結(jié)構(gòu)團(tuán)充電站電氣結(jié)構(gòu)團(tuán)供電系統(tǒng)主要為充電設(shè)備提供電源，主要由一次設(shè)備（包括開(kāi)關(guān)、變壓器及線路等）和二次設(shè)備（包括檢測(cè)、保護(hù)、控制 裝置等）組成，專門(mén)配備有源濾波裝置消除諧波，穩(wěn)定電網(wǎng)。精品文檔精品文檔充電設(shè)備是整個(gè)充電站電氣系統(tǒng)的核心部分，一般分直流充電裝置和交流充電裝置（樁），直流充電裝置，即非車(chē)載充電機(jī)，實(shí)現(xiàn)電池快充功能，可按功率輸岀分成大型、中型、小型，公司產(chǎn)品型號(hào)為X-DRX-DR。交流充電裝置（樁）提供電池慢充功能，公司產(chǎn)品型號(hào) X-ARX-ARo嚴(yán) X-DRX-DR 型非車(chē)載充電機(jī)采用 V2GV2G 技術(shù)，通過(guò)進(jìn)口高頻 IGBTIGBT 整流逆變模塊，不僅能對(duì)動(dòng)力電池進(jìn)行安全、

8、快速地充電,而且依靠控制器與后臺(tái)系統(tǒng)的通訊，能將動(dòng)力電池的能量回饋到電網(wǎng)，完成電網(wǎng)與電池之間的雙向能量交換。X-DRX-DR 型非車(chē)載充電機(jī)采用高速 CANCAN 總線，保證通訊連接的快速、可靠。具體原理圖、實(shí)物圖如下：廠交流充電樁主要提供車(chē)輛慢充的功能，輸岀為交流電，連接車(chē)載充電器。具體原理圖、實(shí)物圖如下:充電監(jiān)控系統(tǒng)由一臺(tái)或多臺(tái)工作站或服務(wù)器組成，可以包括監(jiān)控工作站、數(shù)據(jù)服務(wù)器等，這些計(jì)算機(jī)通過(guò)網(wǎng)絡(luò)聯(lián)結(jié)。監(jiān)控精品文檔精品文檔工作站提供充電監(jiān)控人機(jī)交互界面，實(shí)現(xiàn)充電機(jī)的監(jiān)控和數(shù)據(jù)收集、查詢等工作；數(shù)據(jù)服務(wù)器存儲(chǔ)整個(gè)充電系統(tǒng)的原始數(shù)據(jù)和統(tǒng)計(jì)分析數(shù)據(jù)等，提供數(shù)據(jù)服務(wù)及其他應(yīng)用服務(wù)。精品文檔精品文

9、檔充電監(jiān)控系統(tǒng)結(jié)構(gòu)充電監(jiān)控系統(tǒng)結(jié)構(gòu):技術(shù)優(yōu)勢(shì)諧平科技的充電站電氣建設(shè)方案的主要技術(shù)優(yōu)勢(shì)：1.1.安全、高效、智能、互動(dòng)的充放電管理系統(tǒng)，將使充電站真正成為堅(jiān)強(qiáng)智能電網(wǎng)的重要組成部分，2.2.成熟的輸配電技術(shù)和優(yōu)化的電能質(zhì)量控制技術(shù)保證充電站安全、可靠的并網(wǎng)運(yùn)行。3.3.先進(jìn) V2GV2G 技術(shù)、電力電子技術(shù)和對(duì)動(dòng)力電池的長(zhǎng)期研究既保證動(dòng)力電池高效的充電效率，也充分考慮電網(wǎng)的高效穩(wěn)定運(yùn)行。電動(dòng)汽車(chē)充電機(jī)的分類直流充電機(jī)：指采用直流充電模式為電動(dòng)汽車(chē)動(dòng)力蓄電池總成進(jìn)行充電的充電機(jī)。直流充電模式是以充電機(jī)輸出的可控直流電源直接對(duì)動(dòng)力蓄電池總成進(jìn)行充電的模式。交流充電機(jī)：指采用交流充電模式為電動(dòng)汽車(chē)動(dòng)

10、力蓄電池總成進(jìn)行充電的充電機(jī)。 交流充電模式是以三相或單相交流電源向電動(dòng)汽車(chē)提供充電電源的模式。交流充電模式的特征是：充電機(jī)為車(chē)載系統(tǒng)。充電機(jī)適應(yīng)電池類型： 充電機(jī)至少能為以下三種類型動(dòng)力蓄電池中的一種充電： 鋰 離子蓄電池、鉛酸蓄電池、鎳氫蓄電池。電動(dòng)汽車(chē)充電機(jī)詳細(xì)參數(shù)恒壓恒流充電模式，自動(dòng)完成整個(gè)充電過(guò)程。使整個(gè)充電過(guò)程更貼近電池原有特性，避免采 用機(jī)車(chē)原充電方式所造成的蓄電池欠充、過(guò)充等問(wèn)題，有效延長(zhǎng)蓄電池使用壽命。機(jī)車(chē)蓄電池充電 機(jī)工作時(shí)無(wú)需人工值守，超長(zhǎng)時(shí)間充電，無(wú)過(guò)充危險(xiǎn)電路特點(diǎn)精品文檔精品文檔1.采用已非常成熟的Buck-Boost Con verter 電路拓?fù)浜图夹g(shù)，使得電路

11、可靠性2由于充電機(jī)電路工作在開(kāi)關(guān)狀態(tài)，其轉(zhuǎn)換效率高，整個(gè)工作期間效率都在90%以上，不影響機(jī)車(chē)直流發(fā)電機(jī)原有工作狀態(tài)，對(duì)機(jī)車(chē)其它設(shè)備不構(gòu)成影響。3.采用獨(dú)特的控制技術(shù)，使升降壓過(guò)渡平穩(wěn)。4.電壓模式、電流模式雙環(huán)路控制，工作更穩(wěn)定。5.保護(hù)電路齊全，各單元電路逐級(jí)保護(hù)，使充電機(jī)工作更加可靠。6.獨(dú)特的電路布局和構(gòu)架，使自身輻射小，不對(duì)機(jī)車(chē)其它設(shè)備構(gòu)成干擾，同時(shí)抗 干擾能力強(qiáng)，自身工作更穩(wěn)定。功能特點(diǎn)1.該充電機(jī)具有手動(dòng)、自動(dòng)和短接三種狀態(tài)控制，使用操作更加靈活。a）自動(dòng)狀態(tài)-充電機(jī)可根據(jù)內(nèi)燃機(jī)工作情況，自動(dòng)切換工作狀態(tài)，自動(dòng)完成電 池的接入（短接狀態(tài)）、斷開(kāi)充電的全過(guò)程，不增加工作人員的工作強(qiáng)

12、度。b）手動(dòng)狀態(tài)-無(wú)論是否啟動(dòng)發(fā)電機(jī)，均可強(qiáng)制充電機(jī)工作在充電狀態(tài)，此功能 便于在機(jī)車(chē)保養(yǎng)維護(hù)期間，對(duì)其電池的保養(yǎng)和維護(hù)時(shí)，不需使用其它額外充電設(shè)備，通 過(guò)保養(yǎng)檢修時(shí)所用 110V外接供電線路，就可完成電池的充電保養(yǎng)。c）短接狀態(tài)-在充電機(jī)發(fā)生故障或不需要充電機(jī)工作時(shí)，隔離充電機(jī)，恢復(fù)機(jī) 車(chē)原有線路，無(wú)論充電機(jī)發(fā)生任何情況，均能保證機(jī)車(chē)正常工作狀態(tài)2.自帶 LED 電壓和電流顯示，便于監(jiān)視充電機(jī)工作狀態(tài)。3.體積小巧、便于安裝。電動(dòng)汽車(chē)充電機(jī)對(duì)供電電壓的要求（1 ）直流充電機(jī)輸入為額定線電壓380V 10% 50 1Hz 的三相交流電；（2）對(duì)于容量小于（等于）5kW 的交流充電機(jī)，輸入為額定

13、電壓 220V 10% 50 1Hz 的單相交流電；（3） 對(duì)于容量大于 5kW 的交流充電機(jī)，輸入為額定線電壓380V 10% 50 1Hz 的 三相交流電。電動(dòng)汽車(chē)充電機(jī)的工作原理（1） 充電機(jī)沒(méi)有與動(dòng)力蓄電池總成建立連接時(shí)，充電機(jī)經(jīng)過(guò)自檢后自動(dòng)初始化為常規(guī)控制充電方式（可選擇手動(dòng)、IC 卡或充電機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)操作方式）。充電機(jī)采用手動(dòng)操作時(shí)，應(yīng)具有明確的操作指導(dǎo)信息。（2） 充電機(jī)與動(dòng)力蓄電池總成建立連接后，通過(guò)通信獲得動(dòng)力蓄電池總成的充電精品文檔精品文檔信息，自動(dòng)初始化為動(dòng)力蓄電池總成ECU 自動(dòng)控制方式（簡(jiǎn)稱自動(dòng)控制充電方式）。充電機(jī)的充電效率和功率因數(shù)精品文檔精品文檔交流輸入隔離型 A

14、C-DC 充電機(jī)的輸出電壓為額定電壓的50% 100%,并且輸出電流為額定電流時(shí)，功率因數(shù)應(yīng)大于0.85，效率應(yīng)大于等于 90%直流輸入非隔離型 DC-DC充電機(jī)的效率待定。電動(dòng)汽車(chē)充電機(jī)接口和通信要求充電機(jī)接口：充電機(jī)與電動(dòng)汽車(chē)之間的連接應(yīng)包括以下幾部分：高壓充電線路、充 電控制導(dǎo)引線、充電控制電源線、充電監(jiān)控通信連接線、接地保護(hù)線。同時(shí)，充電機(jī)應(yīng) 預(yù)留與充電站監(jiān)控系統(tǒng)連接的通信接口。充電機(jī)通信要求：推薦采用CAN 總線以及 CAN2.0 協(xié)議作為充電機(jī)的通信總線形式和通信協(xié)議。通信內(nèi)容包括：動(dòng)力蓄電池單體、模塊和總成的相關(guān)技術(shù)參數(shù)，充電過(guò)程中電池的 狀態(tài)參數(shù)，充電機(jī)工作狀態(tài)參數(shù)，車(chē)輛基本信息等。電動(dòng)汽車(chē)充電機(jī)的使用和保養(yǎng)1交流電源插座必須與充電機(jī)的交流電源插頭相匹配。2交流電壓應(yīng)較穩(wěn)定，變化不應(yīng)超過(guò)220V 10%范圍。3充電操作程序：a、開(kāi)車(chē)輛的電源鎖開(kāi)關(guān) b、充電插頭與車(chē)身充電插座c、電源插頭與市電插座相連