电动汽车车载智能快速充电器的研究与设计
第27卷第5期2010年10月
现代电力
Modern E l ec tric Po wer
Vol127No15
Oct12010
文章编号:100722322(2010)0520062205文献标识码:A
电动汽车车载智能快速充电器的研究与设计
杨婷,景占荣,高田
(西北工业大学电子信息学院,陕西西安710129)
R esearch and D esi gn of In telligen t Q u ick C harger for E l ectr ic V eh i cle
Yang T i n g,Ji n g Zhanr ong,Gao T ian
(School of E lectro n ic and Infor m atio n,North western Polytechn i ca lUn i versity,X i p an710129,China)
摘要:为满足电动汽车蓄电池无损伤快速充电的需求,提出将大功率开关电源变换技术应用于智能充电器。结合实际充电要求,给出了电动汽车车载充电系统的总体方案,并就方案中涉及到的大功率充电电源拓扑的选择,控制电路设计及保护电路设计做了具体介绍。实验结果表明该充电电源可以在短时间内实现对动力蓄电池的无损伤充电,满足快速充电的要求。文章所研究的车载智能充电器为新型电动汽车提供了一种可靠有效的充电设备,具有很强的应用价值。
关键词:电动汽车;充电器;PFC校正;半桥变换;智能控制
Abstract:H i gh po w er s w itch source converter techn i que t hat is app li ed to i ntelli gent charger is presen t ed i n th is paper t o m eet t he require ment of fast and scat hel ess charging for t he auto mo2 bil e st orage batteri es.A s t he need of chargi ng,the t o t al scheme of quick charging s y ste m for el ectric veh icle is given,and t he selecti on of t opo l ogy confi gurati on of h i gh2po w er charger,t he design of control circuit and protecti on circu it are i n troduced i n detai.l Experi m ental results prove t hat t he charg i ng po w er can scat hel essl y charge for power batt eries i n short ti m e,wh ich m eet t he require ment of rap i d charg i ng.The study i n this paper prov i des reliab l e and effecti ve chargi ng equ i p ment for novel au2 to mobil e veh i cl e and s ho w s good app licati on prospec.t
K ey word s:el ectric veh icle;charger;APFC;half2bri dge con2 verter;i ntelli gent con tro l
0引言
面对传统燃油汽车尾气排放造成的污染及其对石油资源的过度消耗所引发的环境与能源问题,电动汽车以其良好的环保、节能特性,成为当今国际汽车发展的潮流和热点。目前世界上许多发达国家的政府、著名汽车厂商及相关行业科研机构都在致力于电动汽车技术的研究开发与应用推广[1]。
车载电动汽车充电器是电动汽车大规模商业化后不可缺少的组成部分,如何实现车载充电器对蓄电池快速无损伤充电是电动汽车投入市场前必须解决的关键技术之一。本文设计的充电器是一种加装于电动汽车上的车载充电设备,通过对目前车载蓄电池的发展现状和发展前景进行分析
,以目前使用广泛的阀控密封铅酸电池为研究对象,在技术上采用目前较为先进又成熟的逆变技术,具有体积小、重量轻、效率高、调节范围大等特点。同时从功能角度,它也适合镍镉、镍氢,锂离子等类型的动力蓄电池。因此,具有较大的实用价值。
图1智能充电系统总体结构框图
1智能充电系统总体结构设计
结合当前电动汽车电能供给的典型方式和充电电源的发展状况[2-4],文章设计的智能充电系统如图1所示。整个电路采用了AC/DC2DC/DC的设计结构,首先是220V的交流市电经E M I滤波、PFC 校正电路变为380V的直流,然后经DC/DC半桥变换及相应的控制电路,保证输出电流电压满足充电电池的需求。其中PFC控制电路主要由MOS FE T管、Boost升压电感、控制芯片I CE2PCS01以及直流滤波电容组成。DC/DC变换采用半桥式拓扑,主要由高
频变压器、MOS FET 管以及LC 滤波电路组成。控制部分通过对蓄电池端电压、电流信号的采集反馈,由S G3525产生双路P WM 波控制半桥拓扑中MOS FET 管的通断时间来控制充电电流和电压,其控制部分还包括对电流、电压、温度的采集监测以及实时显示。
2 系统主要电路设计
211 APFC 电路设计
本设计选择工作于连续调制模式下的平均电流型升压式APFC 电路来实现较为合适。具体的电路设计如图2所示,控制芯片选用I CE2PCS01。由I CE2PCS01构成的有源功率因数校正电路[5-6]
。
212 半桥式逆变部分设计
DC /DC 变换是该充电电源的关键部分,同时
也是难点所在。整机性能的好坏、质量优劣、成本
图2 有源功率因数校正电路
高低在很大程度上取决于该逆变桥路。该部分如图3所示,主要包括变换器拓扑结构的选择、功率管选
择、变压器设计、吸收回路设计及滤波回路设计等。
图3 半桥变换电路
21211 电路主变换拓扑结构的选择
在开关电源的各种变换拓扑中,半桥变换以其输出功率大、结构简单、开关器件少、实现同等功率变换的成本较低且抗磁通不平衡能力强等优点,成为该充电器结构设计的首选。半桥电路由两只数值相等、容量较大的高压电容器组成一个分压电路,通过控制一个桥臂上两个开关管交替导通和截止,在变压器原边产生高压开关脉冲,从而在副边
感应出交变的方波,实现功率转换[7]
。该电路拓扑的一个突出优点是阻断电容C 3的连接使其具有抗磁通不平衡能力,有效防止磁偏。同时将变压器初级侧的漏感尖峰电压钳位于直流母线电压,将漏感存储的能量归还到输入母线,而不是消耗于电阻元件。21212 高频变压器的设计
由220V 的交流输入经过前级的APFC 变换电路后,得到380V 输出电压,同时该输出电压也是后级DC 2DC 变换的输入电压。在变压器的作用下,原边电压是190V ,副边输出电压是109V ,参考有
关的设计资料[8-10]
,具体计算如下:
1初级绕组匝数:
T o n =D /f s =019
(50@103
)
=18L s (1)N 1=U in T on 2@B m A e @10-2=190@18
2@012@911U 914匝
(2)
式中:D 为变压器最大占空比;f s 为开关频率;N 1为初级绕组匝数;U in 为变压器初级输入电压幅值;T o n 为初级输入脉冲电压宽度。实际中初级绕组匝数取10匝。
o次级绕组匝数:
n =U i n U ou t =190109U 11743(3)
N 2=N 1n =1011743
U 5174匝(4)
式中:n 为初级绕组与次级绕组的匝数比;U o u t 为变压器副边输出电压;N 2为计算所得次级绕组匝数,且该变压器为中心抽头型,实际中均取为6匝。
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第5期杨 婷等:电动汽车车载智能快速充电器的研究与设计
实际中选用软磁铁氧体P M87磁芯,材质为南京
新康达公司的LP3材料。原边10匝,副边6匝,采用多根50155的高强度漆包线并绕(原边21根并绕,副边17根并绕);绕制工艺采用原副边交叉绕(两段式全包),可实现变压器的紧密耦合,减小漏感。21213 半桥变换器功率管的选择
设计中,采用半桥式拓扑,开关管Q 1和Q 2上的电压即为变换器的输入电压,有下式成立:
U Q 1=U Q 2=U in
(5) 二极管D 2和D 6上的电压为
U D 2=U D 6=U Q 1=U in (6)
整流二极管D 3和D 5上的电压为
U D 3=U D 5
=N 2N 1
U in =228V (7) 流过开关管的最大电流值为
I pmax =N 2N 1I o +
N 2
N 12
U i n D 8
L f @f s (8)
式中:I o 为负载电流;L f 为变压器原边漏感。
图4 半桥变换器驱动波形的产生示意图
由以上计算分析,功率管Q 1和Q 2选择型号为FC H47N60的M OS 管,可承受600V 的电压和47A 的电流,整流二极管选择型号为M RB40250的肖特基管,其正向平均电流为40A ,反向耐压最大为250V 。21214 吸收回路及滤波回路的设计
为解决关断时器件的过压问题,在图3中由D 1,R 1,C 4组成RC D 缓冲器,通过减缓Q 1漏源极电压的上升速度使下降的电流波形同上升的电压波形之间的重叠尽量小,以达到减小开关管损耗的目的。同理由D 4,R 4,C 8对Q 2的关断过程进行保护
[11]
。
在输出整流二极管之后采用LC 滤波电路减小
输出电流电压纹波。滤波电感L 1的作用是使负载电流的波动减小,滤波电容C 5的作用是使输出电压的纹波减小。当负载突减时,滤波电容储能;负
载突增时,电容C 5上的储能首先向负载补充能量,以减小输出电压的峰-峰值。213 控制保护电路
控制保护电路主要完成3个功能:1控制充电系统按照当前的设定的输出电压电流值产生占空比可变的P WM 波,对开关管进行驱动,实现功率变换;o当出现过压、欠压、过流、过温等故障时,控制充电电源的主回路停止工作,从而将电源
的损坏程度控制在最小范围;?在充放电过程中,对相应的电压、电流、温度等参数实时显示。21311 驱动信号的产生
驱动信号的产生过程如下:将电阻分压获取的
输出电压信号以及电流霍尔传感器采集的输出电流
信号送至S G3525的误差放大器的反相输入端,由其产生两路P WM 方波信号,6N137对该方波信号光耦隔离,并送至FAN7390进行功率放大和波形转换,以驱动半桥变换器。该部分的设计中主要涉及到以下关键技术:
1振荡频率及死区时间的设置
参考S G3525的有关设计资料
[12-13]
,S G3525
振荡电路的输出是频率减半的互补方波信号,该充电器的设计中,后级电路的变换频率设计为50k H z ,故S G3525正当电路的工作频率设置为100k H z 。如下式:
f =
1
C 1(017R 3+113R 5)(9)
死区时间的设定为
t 2=113R 5C 1
(10)
当设定电路振荡频率为50k H z ,死区时间为313L s
时,该部分元件参数的取值为
C 1=417nF ,R 3=219k 8,R 5=508
64现 代 电 力
2010年
o反馈补偿网络的设计
为满足系统稳定性和静态误差的要求,该部分设计采用无静差的PI调节器作为补偿网络[14]。由于充电器的负载是铅酸蓄电池,蓄电池的电压和内阻在充电过程中会发生变化,这样我们反馈控制中PI调节器难度增大,由理论推导的RC参数值参考价值不大。对于这个PI调节器,我们更注重从实验的角度出发,反复尝试得到一个比较适合的网络。
经过反复的实验验证,我们采用含有ò型误差放大器的正激变换器反馈补偿网络。为防止电压和电流环同时起作用时的系统振荡,我们在补偿网络的设计中,通过提高比例积分环节中积分环节的作用,同时加大时间常数,使得补偿网络在整个系统中占主导地位,从而使闭环系统更像一个一阶惯性环节,使系统能够很好地稳定下来,抵抗各种扰动引起的电压和电流波动。
?半桥驱动自举电路的设计
由于半桥变换器上桥臂MOS FET的源极接下端开关管而处于悬浮状态,需要同步的自举电路来抬升栅极驱动电压。在该设计中由R1、D1、C2组成自举电路,对上桥臂高端栅极驱动电路进行供电[15]。
自举电容的选择为
C2>2Q g/(V cc-10-115)(11)式中:Q g为MOS FET栅极提供的电荷。
自举二极管D1选择时应该遵循其击穿电压大于U in、恢复时间足够快的原则,以减少自举电容反馈给电源V cc的电荷。
自举电阻R1的取值不能太大(一般为5~ 108),否则会增加V BS时间常数。
21312保护电路的设计
保护电路具有过压、欠压、过流、过温等保护功能,在出现上述故障时,控制系统首先对故障的紧急程度进行判断,当出现过欠压或者过温警示信号时,实行限制输出功率保护方案;在出现过流、短路等故障时,控制主电路停止工作,保护充电电源免受损坏。要使系统正常工作,需要重新开机。21313单片机控制部分介绍
该系统的总体控制采用NEC的F0881单片机作为充电器的/智能0中心,对充电过程进行控制。由于采用智能充电,铅酸蓄电池每个阶段所需的充电电压和充电电流都不同,则在充电时该单片机对电池端的电流电压信号进行采集,分析处理,模糊推理、模糊决策等,根据不同的状态采用对应的慢脉冲快速充电方法以及保证在各充电阶段之间的稳定切换。对出现的各种故障和报警信号进行处理。该部分还包括对电流、电压和温度的采集以及显示等。
3试验结果及分析
在上述设计思路的指导下,我们研制第一台车载智能充电器的实物图如图5
所示。
图5车载智能快速充电器实物图
对其进行测量,其体积为347@212@125mm3,重量为719kg。在-10e~+40e的环境温度中,整机效率>86%,并且在75e机内温度会自动保护。其工艺制作满足体积小,重量轻,可靠性高,集成度高等要求。
为验证其实际运行效果,采用220V?20%的宽范围交流电源作为输入电源,并应用6节120A H 的铅酸蓄电池串联进行了带载试验,测得其PFC 校正和半桥变换器原边的电流电压波形分别如图6、图7所示。
图6为满载时的功率因数校正波形,可以得出开关管在输入电压电流工频过零点是完全处于截止状态的,PFC电感处于电感电流连续的工作模式,这样保证输入电流很好地跟随输入电压成正弦波,电路具有很高的功率因数。图7为慢脉冲充电模式下变压器原边的电压电流波形。可以看出电压波形和电流波形相位一致性较好,开关管的波形与理论上分析的完全一致,在开关管关断瞬间电压尖峰较小,说明变压器的漏感较小,功率转换的损耗小。
经过不同充电阶段不同充电模式下的反复测试,结果表明该智能充电器性能稳定,达到了快速无损伤充电的目的,且整机的转换效率在86%以上。
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第5期杨婷等:电动汽车车载智能快速充电器的研究与设计
4结束语
文章设计的车载智能充电系统用了电压回路和电流回路的双闭环控制,可以提供恒流充电、恒压充电、慢脉冲快速充电以及它们之间的自动转换等功能,能够实现铅酸蓄电池快速无损伤充电的需求。充电电源作为车载变流器,采用功率因数校正以及隔离变压调制的方式,具有体积小、重量轻、可靠性高、整机变换效率高、对供电电网干扰小等特点。同时整个系统还增加了多种保护电路和改善电源动态特性的措施,安全性符合车用设备的通用规范。
综上,随着我国电动汽车示范运行的大规模开展以及电动汽车产业化的推进,该车载智能快速充电系统具有很强的应用价值和广泛的市场前景。
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收稿日期:2010206201
作者简介:
杨婷(1985-),女,硕士研究生,主要研究方向为开关电源和逆变器技术等;
景占荣(1946-),男,教授,博士生导师,主要研究方向为供用电技术;
高田(1974-),男,博士,讲师,主要研究方向为电力电子自动化和电动汽车能源供给技术等。
(责任编辑:林海文)
66现代电力2010年
电动汽车充电站及充电桩设计规范 中国南方电网QCSG 11516.2—2010
电动汽车充电站及充电桩设计规范中国南方电网有限责任公司企业标准（Q/CSG 11516.2—2010） 1范围 本规范规定了电动汽车充电站、充电桩设计应遵循的基本原则和主要技术要求。 本规范适用于中国南方电网有限责任公司及所属（含代管）各有关单位电动汽车充电站、充电桩建设与改造。 接入南方电网的用户电动汽车充电设施可参照执行。 2规范性引用文件 下列文件中的条款通过本规范的引用而构成本规范的条款。凡是注日期的引用文件，其随后所有的修改单（不包括勘误的内容）或修订版均不适用于本规范，然而，鼓励根据本规范达成协议的各方研究是否可使用这些文件的最新版本。凡是不注日期的引用文件，其最新版本适用于本规范。 GB 50052-2009供配电系统设计规范 GB 5005310kV及以下变电所设计规范 GB 50054低压配电设计规范 GB 12325-2008电能质量供电电压允许偏差 GB/T 14549电能质量公用电网谐波 GB 17625.1-2003电磁兼容限值谐波电流发射限值（设备每相输入电流≤16A） GB/Z 17625.6-2003电磁兼容限值对额定电流大于16A的设备在低压供电系统中产生谐波电流的限制 GB/T 50063-2008电力装置的电测量仪表装置设计规范 GB 50217-2008电力工程电缆设计规范
GB 50229-2006火力发电厂与变电站设计防火规范 GB 50016-2006建筑设计防火规范 GB 50058爆炸和火灾危险环境场所电力装置设计规范 GB 50057建筑物防雷设计规范（2000年版） GB 50034-2004建筑照明设计标准 GB 50156-2006汽车加油加气站设计与施工规范 GB 50289城市工程管线综合规划规范 GB 4208-2008外壳防护等级（IP代码） GB 3096-2008声环境质量标准 DL/T 5137-2008电测量及电能计量装置设计技术规程 DL/T 621交流电气装置的接地 DL 5027电力设备典型消防规程 电监安全[2008]23号关于加强重要电力用户供电电源及自备应急电源配置监督管理的意见 Q/CSG 10001-2004变电站安键环设施标准 Q/CSG 11516.1-2010电动汽车充电设施通用技术要求 Q/CSG 11516.3-2010电动汽车非车载充电机技术规范 Q/CSG 11516.4-2010电动汽车交流充电桩技术规范 Q/CSG 11516.5-2010电动汽车非车载充电机充电接口规范 Q/CSG 11516.7-2010电动汽车充电站监控系统技术规范 3名词术语 3.1电动汽车electric vehicle（EV） 用于在道路上使用，由电动机驱动的汽车，电动机的动力电源源于可充电电池或其他易携带能量存储的设备。不包括室内电动车、有轨及无轨电车和工业载重电动车等车辆。
电动汽车交流充电桩技术条件(NB T 33002-2010
电动汽车交流充电桩技术条件（NB/T 33002-2010）1范围 本标准规定了电动汽车交流充电桩（以下简称充电桩）基木构成、功能要求、技术要求、试验项目、产品资料等方面的要求。 本标准适用于采用传异式充电的充电桩选型、配置和检验。 2规范性引用文件 下列文件对于本标准的应用是必不一可少的。凡是注日期的引用文件，仪注日期的版本适用于本标准。 凡是不注日期的引用文件，其最新本版（包括所有的修改单）适用于本标准。 GB/T 18487.1-2001电动车辆传导充电系统一般要求 GB/T 20234电动汽车传导充电用插头、插座、车辆祸合器和车辆插孔通用要求 GB 4208-2008外壳防护等级（IP代码） GB/T 4797.6-1995电工电子产品自然环境条件尘、沙、盐雾 GB 7251.1-2005低压成套开关设各和控制设备第一部分型式试验和部分型式试验成套设备 3术语和定义 下列术语和定义适用于本标准。 3.1 车载充电机on-board charger 固定安装在电动汽车上运行的充电机。
3.2 交流充电桩AC charging spot 采用传导方式为具有车载充电机的电动汽车提供交流电源的专用供电装置。 4总则 4.1充电桩应为车载充电机提供安全、可靠的交流电源。 4.2充电桩的操作应安全、简便、可靠。 5基本构成 充电桩由桩体、电气模块、计量模块等部分组成。电气模块和计量模块应安装在桩体内部。桩体包括外壳和人机交互界面；电气模块包括充电插座、电缆转接端子排、安全防护装置等。 6功能要求 6.1人机交互功能 6.1.1显示功能 充电桩应能显示各状态下的相关信息，显示字符应清晰、完整，没有缺损现象，对比度高，不应依靠环境光源辨认。 6.1.2输入功能 充电桩应具备手动没置充电参数的功能。 6.2计量功能 充电桩应具备计量输出电能量的功能。 6.3外部通信 充电桩应具备与外部通信的相关接口。
基于51单片机的智能快速充电器设计
基于51单片机的智能快速充电器设计 1．引言 本控制系统是为120w智能快速稳压电源设计的。 该快速充电器是为部队在野战条件下工作而研制的，因此要求其具有体积小、重量轻、智能化程度高、操作简便等优点，同时对电源的可靠性和抗干扰性提出了很高的要求。有稳压供电和充电两种工作方式。稳压供电时输出恒定的24V；处于充电状态时有四种充电方式：常规充电、快速充电、电池浮冲、电池训练，可以为镉镍、氢镍蓄电池充电。 2．控制系统总体设计要求 根据实际情况，本控制系统要完成以下功能： （1）能自动识别电池的类型（镍镉电池、镍氢电池、锂电池）。 （2）有稳压供电和充电两种工作模式。 （3）采用最高电压Vmax、最高温度Tmax、最长充电时间tmax、电压负增长-△V、温度变化率△T/△t等快速充电中止法。 （4）具有输入交流过压保护、输出直流过流保护、过充电保护等 （5）通电后能自动检测整个电源系统，有故障报警。 （6）设有电池开路、短路、反接保护。 （7）具有硬件和软件相结合的双重保护功能。 （8）良好的抗干扰能力。 3．统硬件电路的设计 3.1 AT89S52单片机简介 AT89S52是ATMEL公司研制的通用单片机。它在AT89S51单片机的基础上为P1口定义了第二功能，有六个外部中断、三个定时／计数器，以及四个全双工的串行通信口，同时在指令上与AT89S51兼容，对监控系统较为适用。 3.2 基于AT89S52的监控系统硬件电路设计 按照上述系统设计要求，设计了如图1所示的监控系统。 图1 AT89S52监控系统框图 （1）微处理器：AT89S52非常适用于控制，他的主要结构和特点在前面已经介绍过了，为了满足外围接口电路的需要，一般都要在输出口处接锁存驱动电路，这里我们采用的是SN74HC573。 （2）压频变换装置：将模拟的电压量转化成频率值，这是一种A/D转化方式，将输出电压U0采样通过压频变换装置传给单片机，压频转化装置我们用的
充电桩-施工设计方案(范本)
1、工程概况及特点 1.1 工程概况 1.1.1 工程简述 1.1.1.1工程名(来自: 书业网:充电桩施工方案)称 宜春电动汽车充电站新建工程 1.1.1.2工程建设地点 江西省宜春市袁州区官园街张家山土垅村 1.1.1.3质量目标 保证贯彻和顺利实施工程设计技术原则，满足国家施工验收规范和质量评定规程优良级标准的要求，实现工程零缺陷移交，实现工程达标投产。 同时确保实现：分项工程合格率100%，单位工程优良率100%，观感得分率≥90%；杜绝重大质量事故和质量管理事故的发生。 1.1.1.4安全目标 确保工程建设中安全文明施工、落实环保方案，并采取可靠的安全措施，不发生人身重伤及以上事故，不发生施工机械设备事故，不发生火灾事故，不发生负主要责任的交通事故，轻伤负伤率≤4‰，不发生环境污染事故和重大垮（坍）塌事故。 1.1.1.5工期要求 工程2010年05月10日开工，2010年06月30日竣工。 1.1.1.6参建单位 项目法人：江西省电力公司 建设单位：宜春市供电公司 设计单位：江西省电力设计院
监理单位：江西诚达工程咨询监理有限公司 施工单位：江西省水电工程局 1.1.2 工程规模 宜春市电动汽车充电站为中型平面充电站，配备8台充电机，其中2台 DC500V/200A中型充电机，2台DC350V/100A小型充电机和4台交流充电桩（4×7.5kW）；充电站顶棚配置安装太阳能光伏发电系统，装机容量约100kW,年均发电量约9.23万kWh。 1.1.3地质及地貌状况 1.1.3.1 地形地貌 站址原地形地貌为水田，后经人工堆填呈现有地形，地势平坦，场地种植有绿化树。 1.1.3.2 地质情况 站址区域内一般场地条件下50年超越概率10%的地震动峰值加速度小于0.05g，对应抗震设防烈度为6度。站址地震动反应谱特征周期为：0.35s。 站址地区出露的地层岩性由新至老主要为： 第①层素填土：棕黄色为主，湿，松散，成分以粉质粘土及碎石为主，堆填时间为5年，全场地分布，层厚变化不大，最薄处为1.80米；最厚处为3.10米；平均厚度为2.62米；层面最高处标高为101.70米；层面最低处标高为100.83米；平均标高为101.14米。 第②层粉质粘土：灰褐色、灰色，可塑—软塑，该层上部约0.3米为耕植土。全场地分布；最薄处为0.90米；最厚处为2.20米；平均厚度为1.72米；层面最高处标高为99.20米；层面最低处标高为97.90米；平均标高为98.52米。 第③层粉质粘土混碎石角砾，灰白色，局部棕红色，可塑—硬塑，碎石角砾含量约30-40%且随深度增加而增加。全场地分布，层面最高处标高为97.50
电动汽车车载充电机设计与实现
科技信息2013年第5期 ＳＣＩＥＮＣＥ＆ＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹＩＮＦＯＲＭＡＴＩＯＮ作者简介：瞿章豪（1987—），男，硕士，从事电力电子器件、电动汽车充放电研究。徐正龙（1989—），男，硕士，从事电力电子器件、电动汽车充放电研究。 0引言 随着现代高新技术的发展和当今世界环境、能源两大难题的日益突出，电动汽车以优越的环保和节能特性，成为了汽车工业研究、开发和使用的热点。电动汽车的发展包括电动汽车以及能源供给系统的研究和开发，其中能源供给系统是指充电基础设施，供电、充电和电池系统及能源供给模式。充电系统为电动汽车运行提供能量补给,是电动汽车的重要基础支撑系统,也是电动汽车商业化、产业化过程中的重要环节。因此，电动汽车充电设施作为电动汽车产业链的重要组成部分,在电动汽车产业发展的同时还应该充分考虑充电设施的发展[1]。研究发现，电池充电过程对电池寿命影响很大，也就是说，大多数的蓄电池是“充坏”的。因此，开发出一种性能优良的充电系统对电池的寿命和电动汽车性能具有重大的作用。 1车载充电机硬件电路设计 车载充电机电路模块如图1所示。主要包括三个部分：功率单元、保护及控制单元、辅助管理单元，其中功率单元在控制单元的配合下是把市电转换成蓄电池充电需要的精电；控制模块通过电力电子开关器件控制功率单元的转换过程，通过闭环控制方式精确完成转换功能。辅助模块主要是为控制模块的电力电子器件提供低压供电及实现系统与外界的联系。此三个单元协同作用组成闭环控制系统。下面对此系统按照所分单元进行解析。 图1 车载充电机硬件电路模块图 Figure.1 The hardware circuit module chart of Electric Vehicle ’s charger 1．1 功率单元设计解析 功率单元作为充电能量传递通道，主要包含EMI 抑制模块、整流模块、PFC 校正模块、滤波模块、全桥变换模块、直流输出模块。为防止电网与充电机之间的谐波相互影响，在电网与充电机之间加入由X 电容、Y 电容、共模电感组成的（Electro-Magnetic Interference EMI ）抑 制器；为提高转换效率及降低谐波影响，在整流后加入基于BOOST 拓扑的主动式（Power Factor Correction PFC ）功率因数校正器；车载充电器为高压输出，在此为提高系统抗电压应力能力，采用全桥DC/DC 拓扑变换电路。为提高输出精度，滤波单元采用π型滤波方式。在控制器作用及其他单元配合下，各模块协同作用，把电网粗电转换成电池充电所需的精电。 1．2保护及控制单元设计解析 控制单元在辅助单元及检测反馈配合下，在此单元主控器内加入智能控制算法提高系统充电能量转换效率。主要包含原边检测及保护模块、过流检测及保护模块、过压/欠压监测及保护模块、DSP 主控模块。保护及检测模块是由电阻组成的检测网络检测功率单元电压信号，通过LM317组成放大网络对检测到的信号放大，再通过光耦将此信号传递到控制端；由电流互感器TAK17-02组成的检测网络检测功率单元电流信号传到控制端。由DSP28335电路及脉冲变压器隔离驱动电路组成的控制器单元根据采集到的功率单元的电流和电压信息，对DC/DC 全桥变换器模块作出相应的充电、保护控制，使充电器能够更加安全、高效、快速的为蓄电池充电，在完成控制能量转换的同时实现保护功能。 1．3辅助管理单元设计解析 辅助单元负责为整个系统本身提供运行能量及信息交付接口。辅助管理单元主要包括CAN 通信模块、辅助电源模块、人机交互模块。CAN 通信通过研究充电器与BMS 之间通信技术，最终实现充电机与BMS 之间的通信，从而实现实时监测电池特性根据电池特性，选择电池最优充电曲线充电，加快充电速度，减少充电等待时间。系统内部需要多种压值的供电电源，因此辅助电源需满足可同时提供多路输出电源，从调整性要求出发，本文辅助电源模块采用以UC3854为主控芯片的（Flyback ）反激拓扑电路，考虑对驱动电路提供驱动能量及成本、空间要求，此电路工作于CCM 模式，同时以DSP28335供电输出回路为反馈控制端，以提高系统稳定性。电池在不同的使用周期，其充电接受功率改变，同时为满足系统升级需求，加入人机交互模块，从而加入人工智能提高系统适应性。 2 车载充电机软件设计 2.1 常用充电控制方法问题分析 作为车载充电器中通用的控制方法，控制电路通常采用固定开关频率，改变脉冲宽度的方法。充电器总是工作在同样开关频率下，所需充电功率的大小靠调节脉冲宽度来实现。所需充电功率小，脉冲较窄，充电电流较小；所需充电功率大，脉冲较宽，充电电流较大[2]。在上述控制方法中，所需充电功率大的情况下，充电效率高，但所需充电功率小的情况下充电功率低。车载充电机的损耗主要有两类功率损耗：导通损耗和开关损耗。导通损耗主要由负载电流大小决定，而开关损耗与开关次数成正比，开关次数越少，开关损耗就越低。在所需充电功率小的情况下，用恒频控制方法，此时开关频率与所需充电功率大的频率相同，所以两种情况下的开关损耗相同,此为固定开关频率控制方法 电动汽车车载充电机设计与实现 瞿章豪徐正龙 （重庆邮电大学自动化学院，中国重庆400065） 【摘要】本文设计了一种适用于电动汽车充电的充电系统，为提高充电效率，提出一种针对电池的充电的超前补偿控制算法。文中详细介绍了系统硬件电路组成及算法实现过程。充电实验结果表明，硬件设计结构合理，同时该算法控制的充电过程可以达到更高的充电效率。 【关键词】电动汽车；车载充电机；超前补偿控制；变频控制技术 The Charger's Design and Implementation Based on Electric Vehicle QU Zhang-hao XU Zheng-long (Chongqing University of Posts and Telecommunications ，Chongqing ，400065，China ） 【Abstract 】This paper designs a battery charging system that ’s suitable for electric vehicle,in order to improve the charging efficiency,this paper puts forward a battery charging control algorithm based on the lead compensation.This paper introduces the hardware circuit ’s structure and the algorithm ’s realization process of the system,in detail.The Charging experimental results show that the algorithm controls the charging process can achieve more higher charging efficiency 。 【Key words 】Electric Vehicle;Vehicle ’s charger;Lead compensation control;Variable frequency control technology ○机械与电子○ 133
电动车快速充电器电路图
电动车快速充电器电路图 笔者经反复试验，制作了一款可靠的电动自行车充电器，电路如附图所示。 电动车快速充电器电路 一、电路特点： 1.输出电压设定好后(例如36V)，若被充电瓶极板脱落断开，造成某组电池不通，或出现短路，则电瓶端电压即降低或为零，这时充电器将无输出电流。 2.若被充电瓶电压偏离设定电压，如设定电压为36V，误接24V、12V、6V电瓶等，充电器也无输出电流，若设定为24V误接为36V电瓶，由于充电器输出电压低于电瓶电压，因而也不能向电瓶充电。 3.充电器两输出端若短路时，由于充电器中可控硅SCR的触发电路不能工作，因而可控硅不导通，输出电流为零。 4.若使用时误将电瓶正负极接反，则可控硅触发电路反向截止，无触发信号，可控硅不导通，输出电流为零。 5.采用脉冲充电，有利于延长电瓶寿命。由于低压交流电经全波整流后是脉动直流，只有当其波峰电压大于电瓶电压时，可控硅才会导通，而当脉动直流电压处于波谷区时，可控硅反偏截止，停止向电瓶充电，因而流过电瓶的是脉动直流电。 6.快速充电，充满自停。由于刚开始充电时电瓶两端电压较低，因而充电电流较大。当电瓶即将充足时(36V电瓶端电压可达44V)，由于充电电压越来越接近脉动直流输出电压的
波峰值，则充电电流也会越来越小，自动变为涓流充电。当电瓶两端电压被充到整流输出的波峰最大值时，充电过程停止。经试验，三节电动车蓄电池36V(12V／12Ah三节串联)，用该充电器只需几个小时即可充满。 7.电路简单、易于制作,几乎不用维护及维修。 二、电路原理： AC220V市电经变压器T1降压，经D1-D4全波整流后，供给充电电路工作。当输出端按正确极性接入设定的被充电瓶后，若整流输出脉动电压的每个半波峰值超过电瓶的输出电压，则可控硅SCR经Q的集电极电流触发导通，电流经可控硅给电瓶充电。脉动电压接近电瓶电压时，可控硅关断，停止充电。调节R4，可调节晶体管Q的导通电压，一般可将 R4由大到小调整到Q导通能触发可控硅(导通)即可。图中发光管D5用作电源指示，而D6用作充电指示。 三、元件选择： 电源变压器可用BK200型控制变压器，输出电压用36V挡，亦可用4090型200V环形变压器，选次级电压为22Vx2或20V×2挡串联使用。笔者使用的4090型环变，其次级电压为24Vx2、12Vx2、0－6－23V三组，若将其24Vx2挡串联(48V)，则输出电压太高，充电电流过大(给36V电动车蓄电池充电时，串上电流表测量平均充电电流约为1.5－1.8A，此为平均值，这时的峰值电流可达5－7A以上)，为降低变压器输出电压，将其余的12V×2和O－6V两组线圈顺向串接于初级线圈中，使次级输出电压降低为空载40V，满载(平均充电电流为1.2A时)为36V，可满足使用。由于4090型环形变压器市售价格仅为23元左右．可以降低制作成本。爱好者也可自行绕制变压器。 另外，电路中整流全桥D1－D4可选用8－10A方形全桥，中间有一圆形安装孔，可安装在铝板上以便散热。可控硅可用1OA／100V金封单向可控硅，将其同整流桥用螺母固定在同一散热铝板上。触发三极管Q的参数为Vceo≥60V，IM=1A，可选用2SB536、B564、B1008、B1015或2SA*、A720等管子。R6用作限流保护作用，若变压器次级输出电压合适，充电电流(平均值)不超过1.5A，该电阻亦可省去不用。 该充电器若用于其他电压的蓄电池充电(如24V、12V等)，则可选取变压器的次级输出
云计算平台的电动汽车充电桩设计与实现 李隆淳
云计算平台的电动汽车充电桩设计与实现李隆淳 发表时间：2019-09-19T09:41:42.253Z 来源：《电力设备》2019年第8期作者：李隆淳[导读] 摘要：基于云计算平台的建立，我国电动汽车充电桩将面临一个全新的规划和设计。 （广东电网有限责任公司潮州供电局广东潮州 521000）摘要：基于云计算平台的建立，我国电动汽车充电桩将面临一个全新的规划和设计。目前各地都在投入巨资建设电动汽车充电站和充电桩等与新能源汽车相关的配套充电设施，预示着电动汽车进入全面普及阶段。这种全新的设计降低了充电桩过多对于电网的影响，解决了我国电动汽车充电的问题。 关键词：云计算平台；电动汽车；充电桩；设计；实现 1基于云计算平台的电动汽车充电桩系统的概述本系统是基于云计算平台基础上，开发的一种智能充电设备，用以完成为电动汽车电池充电操作，并实现充电桩的有序充电管理，实现充电过程的规划、监控、计费和调度管理。具体的工作原理如图1所示。 图1 电动汽车充电桩工作原理该系统包含了云客户端、通信模块、监控模块以及人机交互装置四个方面，通过互联网来实现对于充电的相关服务。云客户端即中央处理器设备，是整个设备的核心部分，采用超低功能Intel Pentium M处理器和Windows XP Embedded多任务嵌入式操作系统，具有独特的32位计算体系结构，以及完全保护的内存模型，能够满足信息采集记录、信息查询显示，视频监控、通信和急停控制等多任务的并行执行。通信模块能够通过GPRS、3/4G以及WIFI等网络来将云服务器端的数据信息转换到云客户端上，方便了客户的查阅和了解。监控模块实现了对于充电过程中的数据的采集，并能对充电桩在运行过程中的各种信息加以控制。人机交换设备包括触摸屏、打印机和读卡器等，通过触摸屏输入控制命令，包括设备配置、操作命令输入等操作，并显示处理结果；通过打印机打印票据；通过读卡器对IC卡数据进行读写操作。 2基于云计算平台的电动汽车充电桩系统的设计 2.1设计方案 基于云计算平台的电动汽车充电桩系统实现对于电动汽车充电过程中的监控、计费和记录数据的管理，降低了大量充电桩的使用对于电网造成的影响。这一设计方案使得电动汽车的充电过程更加安全，方便了客户对于电动汽车的充电。另外，充电桩具有安全性高，维护、扩展和功能增加方便的优点。其系统结构总体设计方案如图2所表示。 2.2云客户端 云客户端采用了Windows XP Embedded操作系统，使云客户端的应用程序能够同时进行操作，提高了云客户端的处理能力。第一，客户在充电桩中输入操作命令之后，云客户端能够将此命令传达到云服务端。云服务端通过对所使用的充电桩的参数的分析来实现对于客户的电动汽车的充电。另外，云服务端能够实现对于充电桩的规划，使充电桩的充电过程得到有效管理；第二，将充电桩的部署配置信息上传到云服务器端进行保存，维修或更换设备时从云服务器端下载相应的部署配置信息并应用；第三，云服务端能够存储云客户端的充电监控数据信息。在数据信息传递的过程中，云客户端采用了端对端的通信模式。这种通信模式提高了数据信息的安全性，使得客户的充电数据信息更加的安全；第四，充电结束后计量信息上传至云服务器端并由云服务器端结合所处区域、充电时间、充电方式和分时电价等参数进行计价计算，并自动下发至充电桩进行扣款操作。另外，云服务器端可以将费用直接下发到充电桩的装置上，使充电桩能够自动对客户的读卡器实现扣款。 图2 系统结构总体设计方案 2.3监控模块
电动汽车充电站及充电桩施工标准
苏州帕斯珀电子科技有限公司施工标准 电动汽车充电站及充电桩施工标准 Standard for construction of electric vehicle charging station and charging point 2018 - 02- 02 编制2018 - 02 - 实施苏州帕斯珀电子科技有限公司发布
目次 前言 1 范围 2 标准引用文件 3 名词术语 4 总则 5 充电站和充电桩的组成和功能 5.1 充电站的组成和功能 5.2 充电桩的组成和功能 5 充电站的规模和类型 5.1 充电站规模 5.2 充电站类型 5.3 充电机配置 5.4 公共充电站的设置 6 充电站选址和充电桩设置 6.1 充电站选址 6.2 充电桩设置 6.3 充电站布置 6.4 充电机和充电桩技术要求 7 负荷等级与供电电源 7.1 负荷及负荷等级 7.3 供电电源要求 8 充电站和充电桩配电系统 8.1 主要电气设备的选择 8.2 充电站配电系统 8.3 充电桩配电系统 8.4 配电线路及敷设 9 电能质量的要求 9.1 电压偏差要求 10 电气照明 10.1 照度标准 10.2 照明光源 1
10.3 照明种类 11 防雷与接地 11.1 一般要求 11.2 接地要求 12 电气测量和计量 12.1 一般要求 12.2 表计的设置 13 充电站安全防护 13.1 消防及安全 13.2 噪音限值 13.3 标志标识 14 对其他专业的设计要求14.1 土建专业 14.2 通风专业
前言 为贯彻落实国家节能环保政策，促进电动汽车推广应用，延伸供电服务价值链，指导和规范电动汽车配套充电设施建设，特制定本标准。 本标准是由苏州帕斯珀电子科技有限公司制定。最终解释权归公司所有； 1
USB快速充电器快速充电协议测试规范书
圆款快速充电器快速充电协议测试规范书1.BC1.2快速充电协议。 （1）BC1.2协议测试规范。 电压DP DM 5V 2.7±0.05 2.7±0.05 注：电压误差范围±0.5V。 2.支持QC2.0和QC 3.0。 （1）QC2.0协议测试规范。 电压DP DM 5V0.6±0.050.01+0.05 9V 3.O±0.050.6±0.05 12V0.6±0.050.6±0.05 注：电压误差范围±0.5V。 （2）QC3.0协议测试规范。 电压DP DM Min=5V 0.6±0.05 2.8±0.05 Max=12V 注：电压以0.2V为最小单位，在5V到 12V区间变化，电压误差范围±0.5V。 3.支持MTK PE+1.1和MTK PE+2.0。 （1）MTK PE+1.1协议测试规范。 电压DP DM 5V 2.73±0.05 2.73±0.05 注：电压误差范围±0.5V。 （2）MTK PE+2.0协议测试规范。 电压DP DM 5V 2.73±0.05 2.73±0.05 注：电压误差范围±0.5V。 4.支援华为快充协定FCP和SCP。 （1）FCP协议测试规范。 电压DP DM 5V 2.73±0.05 2.73±0.05 9V0.6±0.050.01+0.05 注：电压误差范围±0.5V。 （2）SCP协议测试规范。 电压DP DM 4.3V0.6±0.050.01+0.05 注：电压误差范围±0.5V。
5.支援三星快充协定AFC。 （1）AFC协议测试规范。 电压DP DM 5V 0.6±0.050.01+0.05 9V 注：电压误差范围±0.5V。 6.支援SPPO展讯快充协定SFCP。 （1）SFCP协议测试规范。 电压DP DM 5V0.65±0.050.65±0.05 9V 1.54±0.05 1.54±0.05 12V 2.58±0.05 2.58±0.05注：电压误差范围±0.5V。 7.Type‐C口支持2种PD快速充电协议。（1）PD协议测试规范。 电压DP DM 5V 2.73±0.05 2.73±0.05注：电压误差范围±0.5V。
电动汽车充电桩设计总结与展望
电动汽车充电桩设计总结与展望 面对能源和环境的巨大压力，近些年电动汽车迅速发展，与之配套的电动车充充电桩逐渐成为电动汽车产业的重点研究领域之一。另外，储能技术的应用能够实现电网的削峰填谷、提高电网电能质量、充分利用可再生能源、抑制电网震荡及提高系统稳定性，现代化的储能技术将推动未来电网的快速发展。本文介绍了一种兼顾电力系统储能功能的电动汽车充电桩，研究对象主要为兼电力储能功能的电动汽车充电桩充放电系统，该系统主要包含电压型PWM整流器、双向DC/DC变换器以及整体控制系统，研究重点在于控制系统仿真设计。 主要研究内容如下: (1)分析了PWM整流器的基本原理，介绍了三相全桥PWM 整流器的工作原理。描述了PWM整流器的三种数学模型，即一般数学模型、两相静止坐标下数学模型和旋转坐标下数学模型。简单介绍了间接电流控制、直接电流控制等几种常用
的PWM整流器控制策略，详细介绍了电压定向的空间矢量控制。 （2）介绍了双向DC/DC变流器的基本工作原理。详细分析了双向DC/DC两种工作模式:Buck电路工作模式和Boost工作模式。描述了电池在充放电情况下双向DC/DC变换器的控制模式。 （3）介绍了兼电力系统储能功能的电动汽车换电站的整体结构及功能，提出全钒液流电池作为储能单元在充电站的应用。重点对换电站充放电机整流器交流侧电感、直流侧电容和DC/DC储能电感等主电路参数进行选择。确定了充放电机的充放电模式，即先恒流再恒压充电的充电模式，恒流或恒功率放电的模式。最后建立了充放电机的matlab模型，对电池的恒流充电和恒流放电进行仿真分析。验证了本文控制策略的有效性。 由于学术水平有限、实际工程经验不足以及时间仓促等原因，本设计在很多方面还有不足之处有: (1)本课题对纯电动汽车的充电装置的研究，仅限于仿真
电动汽车车载充电机测试解决方案
电动汽车车载充电机测试解决方案 随着现代技术的发展和世界资源、环境难题的突出，电动汽车以其环保、节能、高效的优点已经成为汽车工业研究领域的热点主题。当然电动汽车在发展的同时，对应的电力供给系统的研究和生产也是必不可少的，车载充电机技术的成熟和发展，对于电动汽车的普及起到了至关重要的作用，目前，电动汽车由于高成本，应用难度大等原因其市场价值并未完全发挥，因此能对汽车充电机提供完整可靠方案的供应商并不多，艾德克斯作为在新能源领域领先的测试测量方案供应商，提供的测试方案不仅能够完全满足不同型号的车载充电机测试的需求，还配备了软件来控制充电机和测试方案，具有其他厂商的测试方案所不具备的重要功能。 一、车载充电机工作原理 动力汽车最核心的动力来源是动力电池，目前应用最多的是锂离子电池，它是一个由多个单体电池封装成的电池组组成。因此车载充电机既要考虑锂电池充电的实际需求，又要考虑车载电瓶的恶劣环境；所以车载充电机的方案必须满足耐高压，高可靠，高效率（见图一）。 充电机主要的应用是给电动汽车上的动力电池充电，按是否安装在车上，充电机可分为车载式（随车型）和固定式。固定式充电机一般为固定在充电站内的大型充电机，主要以大功率和快速充电为主。而车载充电机安装在车辆内部，其优势就是可以在车库，路边或者住宅等任何有交流电源供电的地方随时充电，功率相对较小。 车载充电机系统主要采用电压、电流反馈的方法来达到恒流、恒压充电的目的，同时要对充电过程的各种参数进行控制和监测。充电机的电路由主充电路和辅助电路组成。主充电路采用的是全桥逆变电路，另一方面为了对电压、电流、温度进行实时检测，同时报告电池的漏电、热管理、报警、剩余容量等一系列状态，车载动力电池需要有电池管理系统进行辅助管控。
电动汽车充电桩特点、组成及技术指标
电动汽车充电桩特点、组成及技术指标 一、交流充电桩 1、主要技术参数 输入交流电压：220 V ± 10% 输出交流电压：220 V ± 10% 输出最大电流：16 A（3.5KW） / 32 A(7KW)/63A(14KW)/100A(40KW) 额定交流频率：50 Hz 工作环境：- 20 ℃～ + 50 ℃，5% ~ 95%无凝露 储存环境：- 25 ℃～ + 70 ℃，5% ~ 95%无凝露 2、交流充电桩的控制构成
3、交流充电桩的功能 3.1充电桩人机界面 3.2充电桩状态指示 故障指示灯：设置1个红灯，是故障信号总的指示灯，指示的故障包括联锁失败、过流、过压、欠压、失电、断路器跳闸(短路、漏电)、刷卡机故障；运行状态指示灯：设置1个绿灯，绿灯闪烁指示在充电状态，绿灯常亮指示充电完成或空闲状态； 3.3充电桩保护功能 具有漏电保护、短路保护、过流、过压、欠压保护等保护功能。除短路和漏电保护外，其它保护功能通过充电控制器控制接触器实现，以实现自恢复；短路和漏电保护选用带漏电保护的微型断路器实现。 3.4计量计费功能 3.4.1电度表 3.4.2刷卡方式(RFID卡或IC卡) 3.4.3充电方式 1) 按电量充电 2) 按时间长短充电 3) 充满为止 4) 按金额充 按充电启动方式划分，有以下两种方式 1) 即到即充
2) 定时充电 3.4.4充电计费过程 1）充电客户可在管理中心租用充值卡，在卡内预存充电金额。（可考虑收取充值卡押金） 2）充电前将卡插入充电桩读卡器，充电桩读取卡信息，进入操作界面，进入操作界面后，提示用户接上充电接头，充电桩读 取卡内余额，作为充电参考，设置好参数后，卡被锁定，充 电接口机械锁定。 3）开始充电，充电桩将提示将卡取走，充电桩进入充电状态，禁止任何操作，只有再次插入启动该次充电的卡才能进行操作。 4）用户将卡插入充电桩读卡器，此时，可以查询充电状态，或者手动结束充电，充电桩将费用从卡内扣除，解除对该卡的锁 定，解除对充电接口的机械锁定。 5）充电结束后，客户可将充值卡在就近营业网点办理退费手续，退还卡内余额及充值卡押金。 3.4.5结算系统 包括结算系统、结算设备、售卡/充值系统等。 3.5通讯功能 通过RS485与计量计费系统通讯，提供充电信息以及充电桩的工作状态。 3.6急停按钮 具备急停按钮，以便在紧急情况时能够强行终止充电。急停按钮
脉冲式全自动快速充电器电路图
脉冲式全自动快速充电器电路图 发布: | 作者: | 来源: chengangduo | 查看:703次 | 用户关注： 脉冲式全自动快速充电器电路简单，成本低廉，安全可靠，其电路如图所示。脉冲式全自动快速充电器电路电路工作原理：由图可知，市电经变压器降压，再经VD1～VD4桥式整流，在A点得到约20V的电压，经R1限流、VZ、C1稳压，在B点得到14V左右的稳定电压。此电压主要供给NE555工作，使其产生振荡，并从第3脚输出控制信号，控制电池的充电过程，同时通过调节RP，在C点建立基准电位。假设只对两节镍镉电池进行充电，电位定在2．8 脉冲式全自动快速充电器电路简单，成本低廉，安全可靠，其电路如图所示。 脉冲式全自动快速充电器电路 电路工作原理：由图可知，市电经变压器降压，再经VD1～VD4桥式整流，在A点得到约20V的电压，经R1限流、VZ、C1稳压，在B点得到14V左右的稳定电压。此电压主要供给NE555工作，使其产生振荡，并从第3脚输出控制信号，控制电池的充电过程，同时通过调节RP，在C点建立基准电位。假设只对两节镍镉电池进行充电，电位定在2．8V（比额定电压稍高一点）。NE555对充电情况的检测是这样的：一开机，作为振荡元件的C2处在充电状态，NE555的第3 脚输出高电平，LED灭，V1截止，电源停止对电池充电；当C2上的电压逐渐上升，以至大于5脚的电压，内部电路触发，第7脚对地呈短路；在C2对地放电的过程中，NE555的第3脚变为低电平，LED亮，V1导通，电源对电池开始充电；当C2上的电压因放电低于第5脚的电压1／2时，内部的电路再次翻转，第7 脚与地断开，C2开始充电，第3脚重又变为高电平，以下的情形跟开机时基本相同。当电池的充电即将完成时，C2的充电过程逐渐放慢（因第5脚的电压已接近C点的电压），电池的充电间隙延长，发光管长时间不亮，最后电池动态地
浅析电动汽车车载充电装置发展趋势
10.16638/https://www.360docs.net/doc/8e4343042.html,ki.1671-7988.2018.18.008 浅析电动汽车车载充电装置发展趋势 孙志飞，唐德钱，湛翔 （重庆长安新能源汽车科技有限公司，重庆401120） 摘要：随着国家对新能源、环保和空气质量的日益重视，新能源汽车将成为未来汽车发展的一大趋势。车载充电装置是给电动汽车补给电能的常用方式，为了延长电动汽车的行驶里程，在电池能量有限的条件下，研发和生产具有高效、可靠、使用方便、体积小、质量轻及价格适宜等优点的充电机，以便及时为各类电动汽车的电池组补充电能，不仅十分必要，而且也有助于电动汽车的推广应用。文章以提高用户体验为前提分析了电动汽车车载充电装置未来的集成化、大功率化和无线化的发展趋势。 关键词：车载充电装置；集成化；大功率充电技术 中图分类号：U469.7 文献标识码：B 文章编号：1671-7988(2018)18-21-03 A brief analysis of the development trend of EV OBC Sun Zhifei, Tang Deqian, Zhan Xiang ( Chongqing Changan New Energy Vehicles Technology C O., Ltd., Chongqing 401120 ) Abstract: With the increasing emphasis on new energy, environmental protection and air quality by our country, new energy will become a major trend of the vehicles in the future. On-board charger is a common method for electric vehicles charging. In order to extend the mileage of electric vehicles and under the condition of power limited, it’s not only necessary but also helpful for popularization and application to develop and produce chargers with the advantages of high efficiency, reliability, convenient, small, light and inexpensive, which are also suitable for various power batteries in electric vehicles. Based on the user experiences, this paper analyzes the developing trend of integrated, high-power and wireless on-board charger in the future. Keywords: On-board Charger; Integration; High-power charging technology CLC NO.: U469.7 Document Code: B Article ID: 1671-7988(2018)18-21-03 前言 随着国家对新能源、环保和空气质量的日益重视，电动汽车发展迅速，更新换代较快，各大厂商越来越重视用户体验，提升用户体验度必将成为未来技术发展的方向。目前，纯电动汽车的发展主要面临着电池续驶里程太短和充电时间过长等技术难题，这也是纯电动汽车与传统燃油汽车相比差距最明显的方面。电动汽车的充电过程需要应用到多个领域的技术和装置，如输入电能的供给方式、输入-输出之间的电能变换方式、电能的传输方式及充电装置与电动汽车的连接方式等[1]。总体上可分为车载充电装置和非车载充电装置，而车载充电技术目前已成为许多企业的研究重点。 车载充电装置主要作用是把来自电网的交流输入电能变换成稳定、可控的直流输出，并按一定的充电模式给动力电池组充电。车载充电技术的研究领域主要包括充电装置、充电控制以及充电方式。未来电动汽车充电装置会向集成化、大功率化、无线化方向发展。 作者简介：孙志飞，就职于重庆长安新能源汽车科技有限公司。 21
电动汽车四种充电方式简述
四种电动汽车充电方式的区别 车载充电 常规充电即是采用随车配备的便携式充电设备进行充电，可使用家用电源或专用的充电桩电源。充电电流较小一般在16-32A左右，电流可直流或者两相交流电和三相交流电，因此视乎电池组容量大小充电时间为5至8小时。 常规充电模式缺点非常明显，充电时间较长，但其对充电的要求并不高，充电器和安装成本较低；可充分利用电力低谷时段进行充电，降低充电成本；更为重要的优点是可对电池深度充电，提升电池充放电效率，延长电池寿命。因充电时间较长，可大大满足白天运作，晚上休息的车辆 地面充电（快速充电） 顾名思义为能快速充满电的充电方法，通过非车载充电机采用大电流给电池直接充电，使电池在短时间内可充至80%左右的电量，因此也称为应急充电。快速充电模式的代表为特斯拉超级充电站。快速充电模式的电流和电压一般在150～400A和200～750V，充电功率大于50kW。此种方式多为直流供电方式，地面的充电机功率大，输出电流和电压变化范围宽。 快速充电的充电速度非常高，其充电时间接近内燃机注入燃油的时间。可是其充电方法是采用脉冲快速充电。脉冲快速充电的最大优点为充电时间大为缩短；且可增加适当电池容量，提高启动性能。可是脉冲充电电流较大充电设备安装要求和成本非常高。并且快速充电的电流电压较高，短时间内对电池的冲击较大，容易令电池的活性物质脱落和电池发热，因此对电池保护散热方面要求有所更高的要求，并不是每款车型都可快速充电。无论电池再完美，长期快速充电终究影响电池的使用寿命。 快速充电模式实质上为应急充电模式，其目的是短时间内给电动汽车充电。总体使用层面来说，并不建议常使用快速充电模式进行充电。而且快速充电模式仅部分车型支持。 机械充电 除了常规的直接给车辆充电外，还可以采用更换动力电池的方式给电池充电。即在动力电池电量耗尽时，用充满电的电池组更换电量过低的电池组。将电池组从车上更换下来的方式有：纯手动形式、半自动形式和机械人更换三种模式。
《电动汽车充电系统技术规范-第部分：充电站及充电桩设计规范》
《电动汽车充电系统技术规范- 第部分：充电站及充电桩设计规范》
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ICS 43.080 T 47 SZDB/Z |深圳市标准化指导性技术文件 SZDB /Z 29.2 —2015 代替SZDB/Z 29.2-2011 电动汽车充电系统技术规范 第2部分：充电站及充电桩设计规范 Technical specification of electric vehicle charging system Part 2: Code for desig n of EV charg ing stati on and charg ing point 送审稿 （本稿完成日期：） -XX- XX发布 XXXX XX- XX实施 深圳市市场监督管理局
前言.......................................................................................... n I 范围 . (1) 2规范性引用文件 (1) 3 术语和定义 (1) 4总则 (4) 5 充电站和充电桩 (4) 6 充电站和充电桩电气部分 (7) 7 电能质量的要求 (10) 8 电气照明 (12) 9 防雷、接地和检测 (13) 10 电气测量和计量 (14) II 监控系统 (15) 12 充电站安全防护 (15) 13 对其他专业的设计要求 (16) 附录A （规范性附录）谐波电流允许值的换算和公共连接点各用户谐波电流允许值计算...? (18) 附录B （规范性附录）环境噪声限值 (19) 附录C （资料性附录）充电站占地参考面积（以2台变压器、8个充电桩为例） (20) 附录D （资料性附录）充电站建设示意图 (21)