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直流充电桩的工作原理

来源:本站 2017-08-23 15:49:31

      本篇文件中我们就详细介绍一下,今日为各位网友科普直流充电桩是如何充电的。
  在讲述直流充电桩的充电流程前,我们有必要回顾一下上一篇文章的内容,直流充电线路组成。
   
  图1 直流充电示意图
  如上图,直流充电桩输出由9根线组成,分别是:
  直流电源线路:DC+、DC-;设备地线:PE;充电通信线路:S+、S-;充电连接确认线路:CC1、CC2;低压辅助电源线路:A+、A-。
  直流充电桩就是通过这9根线给电动汽车进行充电,其具体的充电模型如下:
   
  图2 直流充电模型
  我们可以看到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3中的S开关是一个常闭开关,与直流充电枪头上的按键(即机械锁)相关联,当我们按下充电枪头上的按键,S开关即打开。而图3中的U1、U2是一个12V上拉电压,R1~R5是阻值约1000欧的电阻,R1、R2、R3在充电枪上,R4、R5在车辆插座上。
   
  图3 直流充电模型
  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。充电桩的检测点1将检测到12V-6V-4V的电平变化。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。
  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(有的车辆不需要供电)(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,所谓绝缘检测,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。
   
  图4 充电桩自检阶段示意图
  充电准备就绪阶段:
  接下来,就是电动汽车与直流充电桩相互配置的阶段,车辆控制K5、K6闭合,使充电回路导通,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)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。
   
  图 5 充电桩准备就绪阶段示意图
  充电阶段:
  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(充电桩输出电压电流、车辆电池电压电流、SOC等)。
   
  图6 充电桩充电阶段示意图
  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(非正常条件在后续文章进行介绍)。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,然后再断开K3、K4。
   
  图7 充电桩充电结束阶段示意图