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直流充电桩的原理
文章来源:本站收集  上传时间:2019-12-14  浏览量:3695

直流充电桩(或称非车载充电机)是固定安装在电动汽车外、与交流电网连接,直接输出可调直流电给车载电池进行充电,输出的电压和电流调整范围大,功率较大,充电速度快,俗称“快充”。

如下图,直流充电桩输出由9根线组成,分别是:

1、直流电源线路:DC+、DC-;

2、设备地线:PE;

3、充电通讯线路:S+、S-;

4、充电连接确认线路:CC1、CC2;

5、低压辅助电源线路:A+、A- ;

充电枪插头车辆插座

直流充电桩就是通过这9根线给电动汽车进行充电,电气连接图如下;

左边是非车载充电机(即直流充电桩),右边是电动汽车,二者通过车辆插座相连,图中S是一个常闭开关,与直流充电枪头上的按键(即机械锁)相关联,当按下充电枪头上的按键,S开关即打开。U1,U2是一个12V的上拉电压,R1~R5是阻值约1K的电阻,R1、R2、R3在充电枪上,R4、R5在车辆插座上。

直流充电控制导引原理图

i、图中二极管防止反向电流,可用其他电路替代;

ii、泄放电路和绝缘检测电路需要具备投切功能。

在直流充电桩工作时,辅助电源给主控单元、显示模块、保护控制单元、信号采集单元、扫码模块等控制系统进行供电。另外,在动力电池充电过程中,辅助电源给BMS系统供电(需独立),由BMS系统实时监控动力电池的状态。

1车辆接口连接确认阶段:当我们按下枪头按键,插入车辆插座,再放开枪头按键。充电桩的监测点1将检测到12V-6V-4V的电压变化。一旦检测到4V、充电桩将判断充电枪插入成功,车辆接口完全连接,并将充电枪中的电子锁进行锁定,防止枪头脱落。

2、直流充电桩自检阶段:在车辆接口完全连接后,充电桩将闭合K3、K4,使低压辅助供电回路导通,为电动汽车控制装置供电(为电动汽车控制装置供电),车辆得到供电后,将根据监测点2的电压判断车辆接口是否连接,若电压值为6V,则车辆装置开始周期发送通信握手报文,接着闭合K1、K2,进行绝缘检测,即检测DC线路的绝缘性能,保证后续充电过程的安全性。绝缘检测结束后,将投入泄放回路泄放能量,并断开K1、K2,同时开始周期发送通信握手报文。

3、充电准备就绪阶段:电动汽车与直流充电桩相互匹配的阶段;车辆控制K5、K6闭合,使充电回路导通,电动汽车负责整个系统的绝缘检查。

4、充电阶段:充电桩检测到车辆端电池电压正常(电压与通信报文描述地电池电压误差≤±5%,且在充电桩输出最大、最小电压的范围内),充电机输出预充电压(当前电池电压减去1-10V)后,闭合K1,K2,那么直流充电线路导通,电动汽车就准备开始充电了。

在充电阶段,车辆向充电桩实时发送电池充电需求的参数,充电桩会根据该参数实时调整充电电压和电流,并相互发送各自的状态信息(充电桩输出电压和电流、车辆电池电压和电流、SOC等)。

5、充电结束阶段:车辆会根据BMS是否达到充满状态或是受到充电桩发来的“充电桩中止充电报文”来判断是否结束充电。满足以上充电结束条件,车辆会发送“车辆中止充电报文”,在确认充电电流小于5A后断开K5、K6。充电桩在达到操作人员设定的充电结束条件,或者收到汽车发来的“车辆中止充电报文”,会发送“充电桩中止充电报文”,并控制充电桩停止充电,在确认充电电流小于5A后断开K1,K2,并再次投入泄放电路,然后断开K3、K4。

二次回路由控制继电器、急停按钮、运行状态指示灯、充电桩智能控制器和人机交互设备(显示、输入与刷卡)组成。

充电桩控制部分由主控制器、绝缘检测模块、计量模块、刷卡模块、通讯模块、空气开关、主继电器和辅助开关电源组成。

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