充電樁工作原理(整理版本)..

1、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“急停”操作；信號(hào)燈提供“待機(jī)”、“充電”與“充滿(mǎn)”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?。輸入輸出圖5交流充電樁電氣系統(tǒng)原理框圖卡工

2、作流程交流充電樁的刷卡交易工作流程如圖6所示。罷7充電拿口連帝翳播形界宣加基器計(jì)費(fèi)工作站通信管理版牌皿錄解I推便冷入ytz _, 1AU .V：小池管理盤(pán)跳加W>.2 .， !1L小也駕-3.k”.淑 芝i/J"366|S?sl；一-Lth/mei<nnsA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)（BMSb充電管理服務(wù)平臺(tái)。電動(dòng)汽車(chē)充電樁的控制電路主要由嵌入式 ARMt理器完成，用戶(hù)可自助刷卡進(jìn)行用戶(hù)鑒權(quán)、 余額查詢(xún)、計(jì)費(fèi)查詢(xún)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(hù)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(mǎn)

3、、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(xiàn)進(jìn)行數(shù)據(jù)交互，集中器與服務(wù)器平臺(tái)利用 有線(xiàn)互聯(lián)網(wǎng)或無(wú)線(xiàn)GPR制絡(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川口相應(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(xún)。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(hù)卡信息、充電樁信息

4、 充電運(yùn)營(yíng)主要對(duì)用戶(hù)充電進(jìn)行計(jì)費(fèi)管理；綜合查詢(xún)指對(duì)管理及運(yùn)營(yíng)的數(shù)據(jù)進(jìn)行綜合分析查詢(xún)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 o圖充電模式3一連接方式B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)一連接器的檢測(cè)一車(chē)載充電機(jī)的啟動(dòng)（可選） 一導(dǎo)引回路XXXXXXXBP斷開(kāi)連接器的耦合一在主要的觸點(diǎn)斷開(kāi)以前，打開(kāi)導(dǎo) 引回路，給系統(tǒng)斷電t > 100 msXC供電設(shè)備上的主要 連接器一如果 0.5 k Q< R）<2 kQ,正常 操作時(shí)閉合XXC2 （可選）車(chē)輛上的主要接觸希一正常操作時(shí)閉合XE輔助供電一用

5、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二極管一不用防止電動(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 Ei和M被電動(dòng)車(chē)輛加 電XXD3二極管防止充電機(jī)內(nèi)輔助供電電路Ei和地的短路XFC （可選）閉合活門(mén)一啟動(dòng)車(chē)載充電機(jī)XXG控制觸點(diǎn)（連接時(shí)最 后閉合）一檢測(cè)連接器所用的地 一控制回路所用的地 一數(shù)據(jù)的零地XXXXXXM測(cè)量電路整個(gè)回路的電阻值Ro0.5k Q< R<2kQXXR附加的電阻或傳感附一安裝在車(chē)輛的連接器中一安裝在充電站中XXTi輔助變壓器一與主供電電路隔離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

6、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)的理解和積累推出基于V2G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。E 組成部分X-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。 充電站電氣結(jié)構(gòu)圖供電系統(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(xiàn)路等）和二次設(shè)備（包

7、括檢測(cè)、保護(hù)、控制裝置等）組成，專(zhuān)門(mén)配備有源濾波裝置消除諧波，穩(wěn)定電網(wǎng)。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，可按功率輸出分成大型、中型、小型，公司產(chǎn)品型號(hào)為X-DRo交流充電裝置（樁）提供電池慢充功能，公司產(chǎn)品型號(hào) X-ARoX-DR型非車(chē)載充電機(jī)采用 V2G技術(shù)，通過(guò)進(jìn)口高頻IGBT整流逆變模塊，不僅能對(duì)動(dòng)力電池進(jìn)行安全、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-DR型非車(chē)載充電機(jī)采用高速 CAN總線(xiàn)，保證通訊連接的快速、可靠。具體

8、原理圖、實(shí)物圖如下:淌仁CAMM 由在UAN總用A交流充電樁主要提供車(chē)輛慢充的功能，輸出為交流電，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(xún)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)?？?I4iiiffi i ami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 .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 .成

9、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 .先進(jìn)V2G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(lèi)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)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(lèi)型：充電機(jī)至少能為以下三種類(lèi)型動(dòng)力蓄電池中的一種充電：

10、鋰 離子蓄電池、鉛酸蓄電池、鍥氫蓄電池。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)1 .采用已非常成熟的 Buck-Boost Converter電路拓?fù)浜图夹g(shù)，使得電路可靠性2 .由于充電機(jī)電路工作在開(kāi)關(guān)狀態(tài)，具轉(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

11、，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)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(xiàn)路，就可完成電池的充電

12、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(xiàn)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(xiàn)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(xiàn)電壓380V± 10% 50 ± 1Hz的三相

13、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 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(chēng)自動(dòng)控制充電方式）。充電機(jī)的充電效率和功率因數(shù)交流輸入隔離型 AC-DC充電機(jī)的輸出電壓為額定電壓的503 100%,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)

14、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(xiàn)路、充 電控制導(dǎo)引線(xiàn)、充電控制電源線(xiàn)、充電監(jiān)控通信連接線(xiàn)、接地保護(hù)線(xiàn)。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(xiàn)以及CAN2.0協(xié)議作為充電機(jī)的通信總線(xiàn)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) 交流電源插座必須與充電機(jī)的交流電源插頭相匹配。 交流電壓應(yīng)較穩(wěn)定，變化不應(yīng)超過(guò)220V± 10%范圍。 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