欢迎光临~深圳市芯橙科技有限公司
语言选择: 中文版 ∷  英文版

行业新闻

汽车交流充电桩控制板的工作原理是什么?

汽车交流充电桩控制板的工作原理如下:

  1. 输入交流电处理

    • 整流环节:汽车交流充电桩控制板首先接收来自电网的交流电,通常是单相 220V 或三相 380V。控制板中的整流电路(一般由二极管或整流桥组成)将交流电转换为直流电。例如,在常见的单相整流电路中,利用二极管的单向导电性,把交流电压的正半周和负半周分别转换为直流电压的正半部分和负半部分,从而得到一个脉动的直流电压。

    • 滤波环节:经过整流后的直流电是脉动的,含有较多的交流成分(纹波)。滤波电路(通常由电容、电感组成)用于平滑这个脉动的直流电。电容可以储存电荷,在电压升高时充电,在电压降低时放电,从而减小电压的波动;电感则利用其对电流变化的阻碍作用,与电容配合进一步降低纹波系数,使输出的直流电更加平滑,接近理想的直流电源。

  2. 充电控制与功率调节

    • 与车辆通信获取信息:控制板通过通信接口(如 CAN 总线或特定的充电通信协议)与车辆的电池管理系统(BMS)进行通信。从 BMS 获取车辆电池的相关信息,包括电池类型(如锂离子电池、镍氢电池等)、电池容量、当前电量、允许的更大充电电流和电压以及电池温度等。这些信息对于安全、高效地充电至关重要。

    • 充电模式选择与功率控制:根据获取的电池信息,控制板选择合适的充电模式并调节充电功率。常见的充电模式有恒流充电和恒压充电。在充电初期,当电池电量较低时,一般采用恒流充电模式。控制板通过调节功率器件(如 MOSFET 或 IGBT)的导通程度,控制输出电流保持在一个稳定的值,使电池能够快速充电。例如,对于一个允许更大充电电流为 32A 的电池,控制板会将充电电流稳定在 32A 左右。

    • 随着电池电量的增加,当电池电压达到一定阈值后,控制板切换到恒压充电模式。此时,控制板通过反馈控制电路,保持输出电压稳定,而充电电流会随着电池电量的进一步增加而逐渐减小,直到电池充满。这种充电模式的切换可以有效地保护电池,避免过充现象,延长电池的使用寿命。

  3. 安全保护机制

    • 过流保护:在充电过程中,电流传感器实时监测充电电流。当充电电流超过设定的安全阈值(例如,对于额定电流为 32A 的充电桩,可能将过流保护阈值设定为额定电流的 120% - 150%,即 38.4A - 48A)时,控制板中的过流保护电路会迅速动作。过流保护电路一般通过控制功率器件的关断,切断充电电路,防止过大的电流对车辆电池和充电桩本身造成损坏。

    • 过压保护:同样,控制板会监测输入和输出电压。当输入电压过高(如因电网波动导致电压超过额定电压的 110% - 120%)或输出电压异常升高时,过压保护机制启动。过压保护可以通过多种方式实现,如调节稳压电路的输出、切断充电电路等,以避免对电池和设备造成过压冲击。

    • 欠压保护:如果输入电压过低,欠压保护功能会防止充电桩在不稳定的电压下工作。当电压低于设定的欠压阈值时,控制板会暂停充电或采取其他保护措施,避免因电压不足导致的充电异常或设备损坏。

    • 漏电保护:漏电保护是保障人身安全的重要措施。控制板中的漏电检测电路会监测漏电电流,一旦检测到漏电电流超过安全标准(如 30mA),会立即切断电源。漏电保护通常采用剩余电流动作保护器(RCD)的原理来实现。

    • 温度保护:在充电桩控制板的关键部位(如功率器件、变压器等)安装温度传感器,实时监测温度。当温度达到或超过设定的安全温度范围(如 70℃ - 80℃)时,温度保护电路会采取措施,如降低充电功率、暂停充电,待温度恢复正常后再继续充电,防止因过热引发设备故障和安全事故。

  4. 数据处理与计费功能

    • 数据采集:在充电过程中,控制板通过电流互感器和电压互感器等元件,实时采集充电电流和电压数据。这些数据不仅用于充电控制,还用于计算充电电量和其他统计分析。同时,控制板还会记录充电开始时间、结束时间等时间信息,以及从车辆 BMS 获取的电池相关信息。

    • 电量计算与计费:根据采集到的电流和电压数据,控制板可以计算充电电量。常见的计算方法是通过积分计算一段时间内的电能,即电量(kWh)=∫(电压 × 电流 × 时间)。根据预设的计费规则(如按电量计费、按时间计费或者两者结合),结合计算得到的充电电量和充电时间,控制板可以计算出充电费用。计费信息可以通过显示模块展示给用户,并且支持多种支付方式,如刷卡支付、扫码支付等。

  5. 通信与状态反馈

    • 与车辆 BMS 通信:如前所述,控制板在整个充电过程中与车辆 BMS 保持通信,实时交换充电参数和电池状态信息。这种通信确保了充电过程的协同性,车辆 BMS 可以根据充电桩的输出调整电池的充电状态,充电桩也可以根据电池的反馈及时调整充电策略。

    • 与后台管理系统通信控制板还会与后台管理系统进行通信,上传充电桩的运行状态(如充电中、空闲、故障等)和充电数据(如充电时长、充电电量、计费金额等)。后台管理系统可以据此进行远程监控、数据分析和运营管理。同时,控制板也可以接收后台管理系统下发的指令,如远程启动 / 停止充电、调整计费策略等。


联系我们

联系人: 深圳市芯橙科技有限公司

手机: 18025316892

电话: 0755-21010929

邮箱: shutao.chen@x-cheng.com

地址: 深圳市龙华区民治大道展滔科技大厦B座911