交流充電樁

時間：2021-11-23 16:27:19

關(guān)鍵字： STM32 充電樁

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[導(dǎo)讀]stm32 交流充電樁開發(fā) 充電引導(dǎo)過程

電動汽車充電技術(shù)分為直流充電和交流充電。交流充電樁在體積、成本和安裝條件上相比直流充電樁有一定優(yōu)勢。cp全稱充電控制導(dǎo)引，用于監(jiān)控充電樁與電動汽車之間的交互功能。根據(jù)cp信號產(chǎn)生和檢測的位置，分為四種模式。

目前充電樁廣泛采用的是模式三，即充電樁提供產(chǎn)生并檢測cp信號，識別并控制充電狀態(tài)。根據(jù)充電線纜與充電樁或電動汽車的連接狀態(tài)，分為a/b/c三種連接方式，目前廣泛采用的連接方式c，即充電線纜固定與充電樁相連，通過充電插頭與電動汽車相連，該種連接方式下，需要充電樁通過cp信號判斷充電插頭的插入和拔出等狀態(tài)。

cp信號分為dc輸出和pwm輸出2種狀態(tài)，其中pwm周期為1khz。根據(jù)電壓等級，共有3種狀態(tài)12v，9v，6v。其中dc/pwm12v，dc/pwm9v,dc/pwm6v，分別代表充電插頭未插入電動汽車插座，充電插頭已插入電動汽車插座，電動汽車就緒并請求交流電輸出三種狀態(tài)。充電樁需要識別以上cp信號電壓狀態(tài)來判斷充電行為所處的狀態(tài)。

為了保證電池的循環(huán)充電次數(shù)能在800~1000之間，通常充電倍率應(yīng)該在0.5C~0.25C之間，采用國家電網(wǎng)供電，利用車載充電機(jī)為動力電池充電，這屬于慢充方案，配套的公共設(shè)施是交流充電樁。

為了應(yīng)對緊急情況，希望在15~30min分鐘內(nèi)能把電池充滿到最大容量的80%，對應(yīng)的充電倍率應(yīng)該在2C~4C之間，這屬于快充方案，配套的公共設(shè)施是直流充電樁。直流充電樁對電池?fù)p害比較大，車主花費(fèi)在更換電池上的成本就會增大，所以如果不是很緊急的情況，應(yīng)該盡量減少直流充電樁的使用。

國內(nèi)外的充電樁原理大同小異，但外形略有區(qū)別，如下：

交流充電樁通過車載充電機(jī)為電池充電，相對于直流充電樁而言，交流充電樁成本低，結(jié)構(gòu)簡單，對蓄電池更友好，適合大范圍推廣，接下來將由淺入深介紹一下交流充電樁的接口技術(shù)。

交流充電樁(包括國標(biāo)和非國標(biāo))的主要功能就是將單相電或者三相電引出來，充電樁只起到電流中轉(zhuǎn)站的作用，后續(xù)的整流+DC/DC變換都是由車載充電機(jī)完成。

國標(biāo)交流充電樁就是在上圖所示的原始交流充電樁基礎(chǔ)上，添加了一些商業(yè)化模塊(比如人機(jī)交互界面、計(jì)費(fèi)模塊、報(bào)警模塊等)和控制引導(dǎo)電路?？刂埔龑?dǎo)電路是交流充電樁接口技術(shù)的核心內(nèi)容，并且為了單相電和三相電都能兼容，國標(biāo)交流充電樁接口最終采用的7端子結(jié)構(gòu)，其端子分布方式如下圖所示：

充電模式3連接方式B的典型控制引導(dǎo)電路圖：

控制引導(dǎo)電路主要作用是用來確認(rèn)充電接口和充電插座是否連接，然后在充電過程中進(jìn)行周期性檢測，以判斷繼續(xù)充電還是停止充電等。

下面詳細(xì)介紹控制引導(dǎo)電路的工作原理：

1、連接確認(rèn)

(1)車輛控制裝置通過檢測PE和監(jiān)測點(diǎn)3之間的電阻值來確認(rèn)車輛插頭和車輛插座是否連接;

(2)充電樁側(cè)的供電控制裝置通過檢測監(jiān)測點(diǎn)4或檢測點(diǎn)1的電壓值來判斷供電插頭和供電插座是否連接。

2、充電開始

當(dāng)車輛接口和供電接口都確認(rèn)連接后，充電樁將開關(guān)S1從12V連接狀態(tài)切換到PWM狀態(tài)，并等待車輛控制裝置閉合開關(guān)S2，此時測檢點(diǎn)1峰值電壓9V，CP端產(chǎn)生1KHz的PWM波，其占空比代表充電樁額定電流大小。當(dāng)車輛側(cè)開關(guān)S2閉合，代表車輛已經(jīng)充電準(zhǔn)備就緒了，此時檢測點(diǎn)1的電壓峰值為6V。確認(rèn)車輛就緒后，充電樁閉合接觸器K1和K2，使交流回路導(dǎo)通，充電開始。整個過程中檢測點(diǎn)1的電壓狀態(tài)如下：