新能源汽車動力電池系統(tǒng)與充電系統(tǒng)課件：60KW直流充電樁

60KW直流充電樁60KW直流充電樁的結(jié)構(gòu)PART011.60KW直流充電樁的結(jié)構(gòu)

直流充電樁一般固定安裝在社區(qū)停車場、大型商場、服務(wù)區(qū)、路邊停車場等場所，接入電網(wǎng)，經(jīng)內(nèi)部控制整流，為電動汽車動力電池直接提供可控的直流電的供電裝置。

可實現(xiàn)快速充電，常見的功率有30KW、60KW、90KW、120KW可實現(xiàn)快速充電。下圖為60KW直流單槍充電槍。

60KW直流充電樁一般主要由樁體、LED指示燈板、LCD顯示屏，讀卡器、整流器（兩個30KW）、無線網(wǎng)絡(luò)模塊、開關(guān)電源、主控板、防反板、充電電子鎖模塊、保險、電能表、（A+）空氣開關(guān)、漏電斷路器、防雷器、單相空氣開關(guān)、外部輸入接線排、門禁開關(guān)、分流器、急停開關(guān)、冷卻風(fēng)扇等組成。1.60KW直流充電樁的結(jié)構(gòu)1、LED指示燈板

LED指示燈板的作用，起到提示工作人員和檢測當(dāng)前充電樁的狀態(tài)，當(dāng)充電樁檢測到，過壓，欠壓，過溫，過載，短路，低溫，雷擊，急停，漏電，都會起到保護作用，使紅色故障燈點亮，當(dāng)充電樁接通電源后，紅色電源燈會點亮，當(dāng)充電樁與車輛成功連接，開啟充電式，綠色指示燈會點亮。

LED指示燈板線束R紅色故障指示燈控制線，G綠色運行指示燈控制線，Y黃色電源指示燈控制線，V指示燈板12V公共電源。1.60KW直流充電樁的結(jié)構(gòu)1.60KW直流充電樁的結(jié)構(gòu)2、LCD顯示屏

顯示屏的作用人機交互，操作界面進行相應(yīng)的充電方式、充電時間、費用數(shù)據(jù)采集等操作，充電樁顯示屏能顯示充電量、費用、充電所用的時間等數(shù)據(jù)。其中CNA1插頭2號角485B，CNA1插頭3號角485A,，顯示屏V電源12V+，顯示屏G電源12V-。3、讀卡器

讀卡器的作用，識別用戶信息，充電樁刷卡器可以計費，計時，自助刷卡，通過使用者身份鑒別可進行余額查詢、計費查詢等功能。PW+5V電源，GND接地，TXD發(fā)送數(shù)據(jù)，RXD接受數(shù)據(jù)。1.60KW直流充電樁的結(jié)構(gòu)4、整流器60KW是整流器主要由兩個30KW的整流器組成，其作用主要把交流380V電轉(zhuǎn)變成直流高壓電。

1.60KW直流充電樁的結(jié)構(gòu)5、無線網(wǎng)絡(luò)模塊1）遠程監(jiān)控管理：

通過遠程接入網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控系統(tǒng)可以實時或者定時監(jiān)控充電樁的電量、電流、典雅、功率、開關(guān)等運行參數(shù)，通過遠程控制充電開關(guān)以及修改充電樁的參數(shù)。2）故障管理：

可以實時監(jiān)控充電樁的運行狀態(tài)以及故障情況，一旦出現(xiàn)故障告警，可以遠程進行處理或者派人到現(xiàn)場進行維修；1.60KW直流充電樁的結(jié)構(gòu)6、開關(guān)電源

開關(guān)電源的作用主要是將220V交流電轉(zhuǎn)換成12V或24V的直流電，為充電樁內(nèi)部模塊提供電源，如顯示屏、主控模塊、無線網(wǎng)絡(luò)模塊等。1.60KW直流充電樁的結(jié)構(gòu)7、主控板

主控板的作用：1）完成與BMS的充電交互。2）收集動力電池的運行數(shù)據(jù)，異常狀態(tài)下自動停機。3）主控板作為直流電動汽車充電樁控制主板,帶有充電槍電鎖控制及溫度檢測，檢

測及控制充電槍獨立工作。4）完成人機交互過程。5）完成刷卡計費過程。6）記錄每次充電數(shù)據(jù)，最多可記錄1000條充電數(shù)據(jù)。1.60KW直流充電樁的結(jié)構(gòu)8、防反板

防反板的結(jié)構(gòu)與二極管結(jié)構(gòu)基本相同，但增多了一個散熱功能，起到保護電路的作用，防止接線錯誤，將電路燒毀，在充電樁實際電路中的作用是將12V與24V的電壓分開切換。1.60KW直流充電樁的結(jié)構(gòu)9、充電電子鎖模塊

對充電時的充電槍鎖定，防脫落，松動；長期充電后的充電槍，連接汽車有松動間隙，需手托住，用電子鎖后，可防松動沒沖到電，鎖定后，充電槍無需手托，無限使用次數(shù)防松動，同時電子鎖也成為記費觸點，當(dāng)電子鎖，解鎖時，停止記費，電源斷開，以及車載系統(tǒng)精確感應(yīng)電子鎖斷開判定通電完成；1.60KW直流充電樁的結(jié)構(gòu)10、電能表

充電樁直流電能表是用于測量電動汽車的充電樁的儀表，儀表可具有RS-485通訊接口，采用Modbus-RTU協(xié)議，可帶模擬量輸出、繼電器報警輸出、開關(guān)量輸入/輸出。根據(jù)不同要求，通過儀表面板按鍵，對變比、報警、通訊、開關(guān)量輸出進行設(shè)置與控制。11、（A+）空氣開關(guān)

其作用主要是控制直流充電口A+電源的接通與斷開，接通后給直流充電口A+提供工作電源。1.60KW直流充電樁的結(jié)構(gòu)12、漏電斷路器

漏電斷路器顧名思義就是當(dāng)發(fā)生漏電的情況下或者其他特殊原因，會自動切斷電源，保護電路。漏電斷路器又叫漏電保護斷路器，是配電系統(tǒng)中必須裝置的一種低壓電器，根據(jù)不同的性能參數(shù)和應(yīng)用場合，總體上分為萬能式斷路器、塑殼斷路器和終端斷路器三種。1.60KW直流充電樁的結(jié)構(gòu)13、防雷器

防雷器也叫浪涌保護器，是一種為各種電子設(shè)備、儀器儀表、通訊線路提供安全防護的電子裝置。當(dāng)電氣回路或者通信線路中因為外界的干擾突然產(chǎn)生尖峰電流或者電壓時，浪涌保護器能在極短的時間內(nèi)導(dǎo)通分流，從而避免浪涌對回路中其他設(shè)備的損害。

浪涌保護器，適用于交流50/60HZ，額定電壓220V至380V的供電系統(tǒng)中，對間接雷電和直接雷電影響或其他瞬時過壓的電涌進行保護，適用于家庭住宅、第三產(chǎn)業(yè)以及工業(yè)領(lǐng)域電涌保護的要求。在新能源汽車充電樁中可避免雷電對車輛產(chǎn)生損壞。1.60KW直流充電樁的結(jié)構(gòu)14、單相空氣開關(guān)

單相空氣開關(guān)的作用主要用來接通和斷開供給開關(guān)電源模塊以及直流電能表的電源（220V）,是一種只要電路中電流超過額定電流就會自動斷開的開關(guān)。

空氣開關(guān)是低壓配電網(wǎng)絡(luò)和電力拖動系統(tǒng)中非常重要的一種電器，它集控制和多種保護功能于一身。除能完成接觸和分斷電路外，尚能對電路或電氣設(shè)備發(fā)生的短路、嚴重過載及欠電壓等進行保護。對直流充電樁里的開關(guān)電源模塊和直流電能表起到保護的作用。15、分流器

直流分流器就是把大電流設(shè)備的電流進行降壓成可進行檢測電流，最后配合電能表使用。

由于直流充電樁電路中的電流很大，導(dǎo)線(應(yīng)該是銅排了)也很粗，要接到設(shè)備面板上的電能表很困難，也不經(jīng)濟、不安全。所以在電路中接一個分流器，實際上就是一個電阻很小，但阻值很準的小電阻串聯(lián)在電流回路中。利用大電流在小電阻上的壓降，用一個電壓表來測量這個壓降值，以電流表的刻度表示實際電流。這個的表頭的刻度一定要與分流器的電阻相配。1.60KW直流充電樁的結(jié)構(gòu)1.60KW直流充電樁的結(jié)構(gòu)16、冷卻風(fēng)扇

充電樁在充電過程中產(chǎn)生大量的熱量。如果沒有及時消散，將導(dǎo)致嚴重的安全事故。因此，增加合理有效的冷卻風(fēng)扇是解決充電樁系統(tǒng)散熱問題的關(guān)鍵。為了快速散熱充電樁柜中的熱量，充電樁柜中的風(fēng)扇風(fēng)量，風(fēng)壓需要足夠大，冷卻風(fēng)扇的性能必須非常穩(wěn)定。如果中間冷卻風(fēng)扇死亡，充電樁柜的熱量將是快速上升是非常危險的。60KW直流充電樁工作原理PART021.60KW直流充電樁工作原理

當(dāng)車輛插上直流充電槍時，充電樁的主控板識別車輛A+和A-的電源信息，從而控制低壓繼電器2閉合（低壓繼電器1斷開），+12V電壓從充電樁的開關(guān)電源→低壓繼電器2→防反板→A+空氣開關(guān)（1）→充電槍槍口→車輛控制裝置（BMS），此時BMS進入工作狀態(tài)，對CC2輸出檢測電壓；

同時車端的CC2檢測到槍口端的電阻R3，電壓被拉低，識別連接信號告知BMS，從而BMS控制車輛直流充電接觸器閉合，而另一端充電槍口的CC1檢測到車輛端電阻R4，拉低電壓告知充電樁主控板，主控板再接收其他相關(guān)信息后（充電樁無故障、刷卡啟動信息、S+和S-通訊信息告知車輛動力電池額定總電壓）控制充電樁里的高壓接觸器閉合，對車輛輸出合適的高壓直流電給電池包充電。1.60KW直流充電樁工作原理1.60KW直流充電樁工作原理直流充電樁工作電路圖1.60KW直流充電樁工作原理直流充電樁非正常條件下充電終止：

1、在充電過程中，如果非車載充電機出現(xiàn)不能繼續(xù)充電的故障，則向車輛周期發(fā)送‘充電機中止充電報文”，并控制充電機停止充電,應(yīng)在100ms內(nèi)斷開充電樁高壓接觸器和車內(nèi)直流充電接觸器。

2、在充電過程中，如果車輛出現(xiàn)不能繼續(xù)充電的故障，則向非車載充電機發(fā)送“車輛中止充電報文”，并在300ms(由車輛根據(jù)故障嚴重程度決定)內(nèi)斷開A+空氣開關(guān)。

3、在充電過程中，非車載充電機控制裝置如發(fā)生通訊超時，則非車載充電機停止充電，應(yīng)在10S內(nèi)斷開充電樁高壓接觸器和A+空氣開關(guān)；非車載充電機控制裝置發(fā)生3次通訊超時即確認通訊中斷，則非車載充電機停止充電；應(yīng)在10s內(nèi)斷開充電樁高壓接觸器、車內(nèi)直流充電接觸器、A+空氣開關(guān)。

4、在充電過程中，非車載充電機控制裝置通過對檢測點1的電壓進行檢測，如果判斷開關(guān)S由閉合變?yōu)閿嚅_，應(yīng)在50ms內(nèi)將輸出電流降至5A或以下。

5、在充電過程中，非車載充電機控制裝置通過對檢測點1的電壓進行檢測，如果判斷車輛接口由完全連