Принцип работы зарядных устройств постоянного тока для транспортных средств на новых источниках энергии

1. Классификация зарядных штабелей

TheЗарядное устройство переменного токараспределяет мощность переменного тока из электросети взарядный модультранспортного средства посредством информационного взаимодействия с транспортным средством, а такжезарядный модульна транспортном средстве управляет питанием для зарядки аккумуляторной батареи от переменного тока до постоянного тока.

TheПистолет для зарядки переменного тока (Тип 1, Тип 2, GB/T) дляЗарядные станции переменного токаимеет 7 отверстий для клемм, 7 отверстий имеют металлические клеммы для поддержки трехфазного токаСтанции зарядки электромобилей переменного тока(380 В), 7 отверстий, только 5 отверстий с металлическими клеммами являются однофазнымизарядное устройство переменного тока для электромобилей(220 В), зарядные пистолеты переменного тока меньше, чемПистолеты с зарядкой постоянного тока (CCS1, CCS2, GB/T, Chademo).

TheЗарядный блок постоянного токапреобразует переменный ток электросети в постоянный ток для зарядки аккумуляторной батареи транспортного средства, взаимодействуя с транспортным средством с помощью информации, и управляет выходной мощностью зарядного устройства в соответствии с менеджером батареи транспортного средства.

На зарядном пистолете постоянного тока имеется 9 клеммных отверстий дляЗарядные станции постоянного тока, а зарядный пистолет постоянного тока больше, чем зарядный пистолет переменного тока.

2. Основной принцип работы зарядных устройств постоянного тока

В отраслевом стандарте «NB/T 33001-2010: Технические условия для зарядных устройств без бортовой проводимости для электромобилей», выпущенном Национальным управлением по энергетике, указывается, что базовый составзарядное устройство постоянного тока для электромобилейВключает в себя: блок питания, блок управления, блок измерения, интерфейс зарядки, интерфейс источника питания и интерфейс взаимодействия человек-компьютер. Блок питания относится к зарядному модулю постоянного тока, а блок управления — к контроллеру зарядного устройства. В качестве продукта системной интеграции, в дополнение к двум компонентам «…Модуль зарядки постоянного тока" и "контроллер зарядной сваи«Составляя техническое ядро, структурная конструкция также является одним из ключевых моментов в проектировании надежности всего свая». «Контроллер зарядной сваи» относится к категории встраиваемых аппаратных и программных технологий, а «Модуль зарядки постоянного тока» представляет собой высшее достижение технологии силовой электроники в области переменного/постоянного тока.

Основной процесс зарядки заключается в следующем: подача постоянного напряжения на оба конца аккумулятора, зарядка аккумулятора постоянным высоким током. Напряжение аккумулятора постепенно и медленно растёт, достигая определённого значения, напряжение аккумулятора достигает номинального значения, уровень заряда аккумулятора достигает 95% (для разных аккумуляторов по-разному), и зарядка аккумулятора продолжается постоянным напряжением малым током. «Напряжение растёт, но аккумулятор не заряжен, то есть он не заряжен. Если есть время, можно переключиться на малый ток, чтобы обогатить его». Для реализации этого процесса зарядки зарядному устройству необходимо иметь «модуль зарядки постоянного тока» для обеспечения постоянного тока с точки зрения функциональности; необходимо иметь «контроллер зарядного устройства» для управления «включением, выключением, выходным напряжением и выходным током» зарядного модуля; необходимо иметь «сенсорный экран» в качестве интерфейса «человек-машина» для выдачи команд, и контроллер будет выдавать такие команды, как «включение, выключение, выходное напряжение, выходной ток» и другие команды зарядному модулю. Простейший вариант зарядная станция для электромобилейс точки зрения электротехники необходимо иметь только модуль зарядки, плату управления и сенсорный экран; если команды, такие как включение, выключение и выходное напряжение] выходной ток, выполнены на нескольких клавиатурах на модуле зарядки, то модуль зарядки может заряжать аккумулятор.

Theэлектрическая часть зарядного устройства постоянного токаСостоит из первичной и вторичной цепей. На входе основного контура находится трёхфазный переменный ток, который преобразуется в постоянный ток, допустимый зарядным модулем (выпрямителем) после входного автоматического выключателя и интеллектуального счётчика электроэнергии переменного тока, а затем подключается предохранитель изарядное устройство для электромобилядля зарядки электромобиля. Вторичная цепь состоит иззарядная станция для электромобилейконтроллер, считыватель карт, дисплей, измеритель постоянного тока и т. д. Вторичная цепь также обеспечивает управление «старт-стоп» и операцию «аварийной остановки»; сигнальная лампа обеспечивает индикацию состояний «ожидание», «зарядка» и «полный заряд»; как устройство взаимодействия человек-компьютер, дисплей обеспечивает считывание карт, настройку режима зарядки и операции управления «старт-стоп».

Электрический принцип работы зарядных батарей постоянного тока можно обобщить следующим образом:

• Мощность одного зарядного модуля в настоящее время составляет всего 15 кВт, что не может удовлетворить потребности в электроэнергии и требует параллельной работы нескольких зарядных модулей, а также наличия CAN-шины для распределения тока между несколькими модулями;
• Вход зарядного модуля поступает из электросети, которая является источником питания высокой мощности, что подразумевает безопасность электросети и, в особенности, личную безопасность, на входном конце необходимо установить воздушный выключатель (научное название «автоматический выключатель в пластиковом корпусе»), выключатель молниезащиты или даже выключатель утечки тока;
• Выход зарядного устройства имеет высокое напряжение и высокий ток, батарея электрохимическая, легко взрывается, чтобы предотвратить неправильную эксплуатацию, выход должен быть оснащен предохранителем;
• Вопросы безопасности являются наивысшим приоритетом, помимо мер на входе должны быть предусмотрены механические и электронные замки, должно проводиться испытание изоляции, а также должно быть обеспечено разрядное сопротивление;
• Принимает ли аккумулятор зарядку, определяется не зарядным устройством, а «мозгом» аккумулятора – BMS. BMS выдаёт контроллеру команды: «разрешить ли зарядку, прекратить ли зарядку, какое напряжение и ток могут быть приняты», а контроллер затем передаёт их зарядному модулю. Поэтому необходимо реализовать CAN-соединение между контроллером и BMS, а также CAN-соединение между контроллером и зарядным модулем.
• Зарядное устройство также необходимо контролировать и управлять им, а контроллер должен быть подключен к фоновому модулю через WiFi или 3G/4G и другие сетевые коммуникационные модули;
• Счет за электроэнергию для зарядки не бесплатный, для реализации функции выставления счетов необходимо установить счетчик, а также использовать считыватель карт;
• На корпусе зарядного устройства должен быть четкий индикатор, обычно три индикатора, которые сигнализируют о зарядке, неисправности и подаче питания соответственно;
• Конструкция воздуховода зарядных станций постоянного тока имеет ключевое значение. Помимо знания конструкции, конструкция воздуховода требует установки вентилятора в зарядной станции, хотя вентилятор есть внутри каждого зарядного модуля.