Структура и принципы работы систем зарядки электромобилей

I. Обзор системы зарядки

Система зарядки — это система энергоснабжения для транспортных средств на новых источниках энергии, обеспечивающая бесперебойную подачу электроэнергии для работы транспортного средства.

Особенности системы зарядки: она контролирует начало и остановку зарядки в зависимости от состояния батареи в режиме реального времени; регулирует зарядный ток и нагрев батареи в зависимости от уровня заряда и температуры батареи. Режим зарядки (например, быстрая или медленная зарядка) можно выбрать в зависимости от необходимого времени зарядки.

II. Структура и принципы работы системы зарядки

1. Режим быстрой зарядки

① Компоненты: В основном состоят изоборудование для зарядки электромобилей(зарядная станция), высоковольтный блок управления, силовая батарея, блок управления транспортным средством, высоковольтный жгут проводов и низковольтный жгут проводов управления.

② Схема структуры системы режима быстрой зарядки

③ Требования к условиям зарядки

• 1. Сигнал подтверждения подключения зарядного кабеля в норме;
• 2. Питание BMS осуществляется в нормальном режиме (12 В);
• 3. Выходной сигнал пробуждения при зарядке нормальный (12 В);
• 4. Связь между зарядной станцией, блоком управления питанием (VCU) и системой управления батареей (BMS) работает нормально (главное реле замкнуто, задана требуемая сила тока);
• 5. Температура элементов силовой батареи > 5℃ / < 45℃;
• 6. Разница между самым высоким и самым низким напряжением отдельной ячейки составляет < 0,3 В (300 мВ);
• 7. Разница между самой высокой и самой низкой температурой отдельной клетки составляет < 15℃;
• 8. Изоляционные характеристики > 20 МОм;
• 9. Фактическое максимальное напряжение отдельной ячейки не превышает номинальное напряжение отдельной ячейки на 0,4 В;
• 10. Соединения цепей высокого и низкого напряжения в норме (дистанционный выключатель находится в замкнутом состоянии);

2. Режим медленной зарядки

① Составные части: В основном состоит из источника питания (станция зарядки переменного тока), бортовое зарядное устройство, высоковольтный блок управления, силовая батарея, контроллер транспортного средства, высоковольтный жгут проводов и низковольтный жгут проводов управления.

② Структурная схема режима медленной зарядки

Принцип:

• Соединение зарядного пистолета подается обратно в блок управления двигателем череззарядное устройство для электромобилей, после чего панель приборов активируется для отображения состояния подключения (отрицательный триггер);
• Зарядное устройство одновременно активирует блок управления питанием (VCU) и систему управления батареей (BMS) (положительный триггер), а блок управления питанием (VCU) активирует приборную панель для начала отображения состояния зарядки (отрицательный триггер);
• Управление положительным и отрицательным главными реле осуществляется системой управления зданием (BMS) на основе команд, выдаваемых блоком управления двигателем (VCU).

③ Принцип работы режима медленной зарядки

• Примечание: После подтверждения зарядной станцией сигнала подключения через CC, она переключает переключатель S1 с клеммы 12 В на клемму ШИМ; когда напряжение в точке обнаружения 1 падает до 6 В, зарядная станция замыкает переключатели K1/K2 для выдачи тока.

④ Процесс управления зарядкой

• а. Источник переменного тока;
• б. Пробуждение при зарядке;
• c. Система управления батареей (BMS) определяет потребности в зарядке;
• d. Система управления батареей (BMS) отправляет рабочие инструкции бортовому зарядному устройству и замыкает реле;
• e. Встроенное зарядное устройство начинает работать и заряжать устройство;
• f. После того, как батарея обнаружит завершение зарядки, она отправляет команду остановки встроенному зарядному устройству;
• g. Встроенное зарядное устройство перестаёт работать;
• h. Батарея отключает реле;

⑤ Требования к условиям зарядки

• а. Сигнал подтверждения подключения зарядного кабеля в норме;
• b. Питание зарядного устройства осуществляется в нормальном режиме (включая 220 В и 12 В), и зарядное устройство работает исправно;
• c. Выходной сигнал пробуждения при зарядке нормальный (12 В);
• d. Связь между зарядным устройством, блоком управления питанием (VCU) и системой управления батареей (BMS) нормальная (главное реле замкнуто, заданы требования к силе тока);
• т.е. Температура элемента силовой батареи > 0 ℃ / < 45 ℃;
• f. Разница между самым высоким и самым низким напряжением отдельной ячейки батареи составляет < 0,3 В (300 мВ);
• g. Разница между самой высокой и самой низкой температурой отдельной ячейки батареи составляет < 15 ℃;
• h. Изоляционные характеристики > 20 МОм;
• i. Фактическое максимальное напряжение отдельной ячейки не превышает номинальное напряжение отдельной ячейки на 0,4 В;
• j. Соединения высоковольтной и низковольтной цепей в норме (выключатель дистанционного управления находится в замкнутом состоянии);

III. Функции и технические параметры зарядного оборудования

1. Встроенное зарядное устройство

Функции:

① Встроенное зарядное устройство преобразует входной переменный ток в выходной постоянный ток;

② В процессе работы бортовое зарядное устройство должно взаимодействовать с зарядной станцией, системой управления батареей (BMS) и блоком управления питанием (VCU);

③ Выходную мощность можно регулировать в соответствии с потребностями батареи.

2. DC/DC преобразователь

Функция:

Преобразует высоковольтное электричество, вырабатываемое аккумуляторной батареей или зарядным устройством, в низковольтное электричество для зарядки вспомогательной батареи и питания низковольтной системы.
Принцип работы преобразователя постоянного тока:

• а. Блок управления питанием (VCU) получает сигнал включения питания или сигнал пробуждения при зарядке.
• б. Аккумуляторная батарея завершает процесс предварительной зарядки высоковольтной системы.
• c. Блок управления видеокартой (VCU) посылает сигнал разрешения на преобразователь постоянного тока.
• d. DC/DC-преобразователь начинает работу.