新能源汽車直流充電樁的基本工作原理詳解

新能源汽車充電樁可分為交流充電樁和直流充電樁兩種，直流充電樁是固定安裝在電動汽車外、與交流電網(wǎng)連接，為電動汽車動力電池提供大功率直流電源的供電裝置。

一、直流充電樁的基本工作原理

充電的基本過程是：在電池兩端加載直流電壓，以恒定大電流對電池充電，電池的電壓漸漸地緩慢地上升，上升到一定程度，電池電壓達(dá)到標(biāo)稱值，SoC達(dá)到95%（針對不同電池，不一樣）以上，繼續(xù)以恒壓小電流對電池充電?！半妷荷先チ?，但電量沒有充滿，就是沒有充實(shí)，如果有時間，可以改用小電流充實(shí)”。為了實(shí)現(xiàn)這個充電過程，充電樁在功能上就需要有“直流充電模塊”提供直流電源;需要有“充電樁控制器”控制充電模塊的“開機(jī)、關(guān)機(jī)、輸出電壓、輸出電流”;需要有“觸摸屏”作為人機(jī)界面下發(fā)指令，通過控制器將“開機(jī)、關(guān)機(jī)、輸出電壓、輸出電流”等指令下發(fā)給充電模塊。從電氣層面理解的最簡充電樁只要有充電模塊，控制板和觸摸屏就可以了; 如果開機(jī)、關(guān)機(jī)和輸出電壓］輸出電流等指令在充電模塊上做成幾個鍵盤，那么一個充電模塊就可以對電池充電了。

直流充電樁的電氣部分由主回路和二次回路組成。主回路的輸入是三相交流電，經(jīng)過輸入斷路器、交流智能電能表之后由充電模塊（整流模塊）將三相交流電轉(zhuǎn)換為電池可以接受的直流電，再連接熔斷器和充電槍，給電動汽車充電。二次回路由充電樁控制器、讀卡器、顯示屏、直流電表等組成。二次回路還提供“啟停”控制與“急?！辈僮?信號燈提供“待機(jī)”、“充電”與“充滿”狀態(tài)指示;顯示屏作為人機(jī)交互設(shè)備則提供刷卡、充電方式設(shè)置與啟?？刂撇僮鳌?/p>

二、直流充電樁的電氣原理

1、單個的充電模塊目前只有15kW，不能滿足功率要求，需要多個充電模塊并聯(lián)在一起工作，需要有CAN總線來實(shí)現(xiàn)多個模塊的均流;

2、充電模塊的輸入來自電網(wǎng)，是大功率供電，涉及到電網(wǎng)和人身安全，特別是人身安全，需要在輸入端安裝空氣開關(guān)（學(xué)名是“塑殼斷路器”），防雷開關(guān)甚至漏電開關(guān);

3、充電樁的輸出是高壓、大電流，電池是電化學(xué)品，容易爆炸，要防止誤操作的安全問題，輸出要有熔斷器;

4、安全問題是最高優(yōu)先級的，除了有輸入端的措施之外，機(jī)械鎖和電子鎖是一定要有的，絕緣檢測是一定要有的，泄放電阻是一定要有的；

5、電池是否接受充電，這不是由充電樁決定的，是由電池的大腦、BMS決定的。BMS下發(fā)“是否允許充電，是否終止充電，可以接受多大電壓，多大電流充電”的指令給控制器，控制器再下發(fā)給充電模塊。因此，需要有實(shí)現(xiàn)控制器和BMS之間的CAN通信，控制器和充電模塊之間的CAN通信；

6、充電樁還要接受監(jiān)控管理，控制器需要通過WiFi或3G/4G等網(wǎng)絡(luò)通訊模塊和后臺連接;

7、充電的電費(fèi)不是免費(fèi)的，需要安裝電表，需要讀卡器實(shí)現(xiàn)計費(fèi)功能;

9、充電樁殼體上需要有一目了然的指示燈，通常是三個指示燈，分別表示充電、故障和電源;

9、直流充電樁的風(fēng)道設(shè)計是關(guān)鍵。風(fēng)道設(shè)計除了結(jié)構(gòu)上的學(xué)問，需要在充電樁里面安裝有風(fēng)扇，雖然每個充電模塊里面都有風(fēng)扇。