充電樁工作原理

會(huì)計(jì)學(xué)1充電樁工作原理1.1概述發(fā)展電動(dòng)汽車是國(guó)家新能源戰(zhàn)略的重要方向，電動(dòng)汽車充電站的技術(shù)發(fā)展、布局、建設(shè)又是發(fā)展電動(dòng)汽車必不可少的重要環(huán)節(jié)。電動(dòng)汽車充電站電氣系統(tǒng)解決方案不但能提供電動(dòng)汽車電池充電、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。第1頁(yè)/共31頁(yè)1.2電氣系統(tǒng)交流充電樁電氣系統(tǒng)設(shè)計(jì):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)汽車連接的充電接口，具備鎖緊裝置和防誤操作功能。第2頁(yè)/共31頁(yè)二次回路提供“啟停”控制與“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?？刂撇僮鳌５?頁(yè)/共31頁(yè)第4頁(yè)/共31頁(yè)充電接口連接器插座界面第5頁(yè)/共31頁(yè)1.3充電站電氣系統(tǒng)組成部分第6頁(yè)/共31頁(yè)1.3.1供電系統(tǒng)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，專門配備有源濾波裝置消除諧波，穩(wěn)定電網(wǎng)。1.3.2充電設(shè)備充電設(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，即非車載充電機(jī)，實(shí)現(xiàn)電池快充功能.第7頁(yè)/共31頁(yè)非車載充電機(jī)，通過(guò)進(jìn)口高頻整流逆變模塊，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。非車載充電機(jī)采用高速CAN總線，保證通訊連接的快速、可靠。第8頁(yè)/共31頁(yè)1.3.3

監(jiān)控系統(tǒng)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)。第9頁(yè)/共31頁(yè)第10頁(yè)/共31頁(yè)1.4優(yōu)勢(shì)羅賓森的充電站電氣建設(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。3.10年的充電樁技術(shù)沉淀。4.全國(guó)30家主流客車廠的配套供應(yīng)商。第11頁(yè)/共31頁(yè)交流充電樁的刷卡交易工作流程如圖6所示。1.5工作流程第12頁(yè)/共31頁(yè)第13頁(yè)/共31頁(yè)第14頁(yè)/共31頁(yè)圖6刷卡交易工作流程第15頁(yè)/共31頁(yè)第16頁(yè)/共31頁(yè)整體系統(tǒng)由三部分組成：電動(dòng)汽車充電樁、電池管理系統(tǒng)系統(tǒng)(BMS)、充電管理服務(wù)平臺(tái)。電動(dòng)汽車充電樁電動(dòng)汽車充電樁的控制電路主要由單片機(jī)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，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、按電量充電等。1.6通信管理第17頁(yè)/共31頁(yè)BMS電池管理系統(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。第18頁(yè)/共31頁(yè)充電服務(wù)管理平臺(tái)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)行綜合分析查詢。第19頁(yè)/共31頁(yè)1.7控制引導(dǎo)系統(tǒng)第20頁(yè)/共31頁(yè)1.8電動(dòng)汽車充電機(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)為車載系統(tǒng)。第21頁(yè)/共31頁(yè)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。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)。第22頁(yè)/共31頁(yè)1.8.1電路特點(diǎn)1．采用1.3待版電路已非常成熟，使得電路可靠性提高。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)車直流發(fā)電機(jī)原有工作狀態(tài)，對(duì)機(jī)車其它設(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．恒壓壓模式、恒流模式雙環(huán)路控制，工作更穩(wěn)定。第23頁(yè)/共31頁(yè)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。第24頁(yè)/共31頁(yè)1.8.2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）7kW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7kW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。第25頁(yè)/共31頁(yè)1.8.3電動(dòng)汽車充電機(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BMS成建立連接后，通過(guò)CAN通訊時(shí)時(shí)交換充電數(shù)據(jù)，按照BMS要求時(shí)時(shí)對(duì)車充電。第26頁(yè)/共31頁(yè)1.8.4充電機(jī)的充電效率和功率因數(shù)

交流輸入AC-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0.92，效率應(yīng)大于等于90%。第27頁(yè)/共31頁(yè)1.8.5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)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)，車輛基本信息等。第28頁(yè)/共31頁(yè)1.8.6電動(dòng)汽車充電機(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)380V±10﹪范圍。③充電操作程序：a、開(kāi)車輛的電源鎖開(kāi)關(guān)b、充電插頭與車身充電插座。④充電器接通電源后，當(dāng)接線正確時(shí)電源指示燈亮，1-30A充電電流指示燈亮一路恒充、二路恒充指示燈亮。充電時(shí)間虧電狀態(tài)下10小時(shí)以上為好。第29頁(yè)/共31頁(yè)⑤