交流充电桩内部供电的一站式解决方案
2017-08-11 14:29 共有 人浏览
摘要 
    交流充电桩,顾名思义即为给电动汽车提供交流电,可选择定电量、定时间、定金额、自动(充满为止)等多种模式,其工作电压220VAC或者380VC。普通纯电动轿车用交流充电桩充满电能需要4-5个小时。交流充电桩价格低廉,主要安装在停车场,对电池的充电主要是依靠车载充电机完成。随着行业发展不断深入,竞争日渐白热化,各大供应商开始寻求高性价比的充电桩系统解决方案。在这种背景下,本文为交流充电桩提供了一种优质、高性价比的电源转换器解决方案,一个电源模块便可满足交流桩内所有的供电需求。
关键字: 电动汽车,交流充电桩,电源转换器
1. 行业概况
     随着技术进步、政策扶持以及企业投入增加,我国新能源汽车行业近年迎来了跨越式发展,产量逐年上涨,到2016年新能源汽车产量达51.7万辆,同比增长36.8%,预计2020年累计产销量超过500万辆。
     为了满足电动车的充电需求,国家十三五规划《电动汽车充电基础设施发展指南(2015-2020)》指出,到2020年将建成480万个分散式充电桩,集中式换电站超过1.2万座。从2016~2020年,平均每年需新增97万个。其中交流充电桩的数量远远大于直流桩,市场需求旺盛。












图1 单枪、双枪和四枪交流充电桩

2. 系组成及主要功能
      交流充电桩的系统组成主要依据《NBT 33002-2013 电动汽车交流充电桩技术条件》,基本构成如图2所示。交流充电桩主要是为车载充电机供电,再由车载充电机给动力电池充电。交流充电桩提供人机交互界面供用户选择充电模式,如键盘、显示屏、指示灯等。

图2  充电桩基本构成框图

      交流充电桩的控制系统,通过AC/DC转换器获得DC供电,即电源转换器是充电桩的一个零件。根据交流充电桩的工作要求,可以得到电源转换器的工作要求:

  • 环境温度:-20 ℃~+50 ℃(室外型),-5 ℃~+50 ℃(室内型)。
  • 相对湿度:5 %~95 %。
  • 海拔高度:≤2000 m。
  • 防潮湿、防霉变、防盐雾
  • 静电放电抗扰度 GB/T 17626.2—2006 等级3
  • 射频电磁场辐射抗扰度 GB/T 17626.3—2006 等级3
  • 电快速瞬变脉冲群抗扰度GB/T 17626.4—2008 等级3
  • 浪涌(冲击)抗扰度 GB/T 17626.5—2008 等级3
  • 传导骚扰 CISPR 32 CLASS A
  • 辐射骚扰 CISPR 32 CLASS A
      在控制系统的供电电压及功率方面,业内方案多样。经过对典型系统结构的总结及供电需求的提炼,金升阳提出交流充电桩内部供电的一站式电源解决方案,如下文所示。
3. 交流充电桩的电源解决方案
     交流充电桩内的设备主要使用到5V、±12V三种供电,根据零件的选型不同,5V和﹢12V供电的功率也有差异。如LCD屏幕的供电有5V和12V两种,LCD选型不同,每路电源的功率分布也随之变化。尤其是使用到GPRS无线通讯的充电桩,GPRS模块全功率发射时,瞬态电流可达2~3A,而稳态工作电流仅有数百mA。此类应用中,5V供电电源的功率需要额外考虑。


图3  交流充电桩控制系统供电方式

    综合考虑各种供电方案,金升阳推出专为充电桩行业设计的20W、30W AC/DC电源模块LO20-10C0512-01、LO30-10C0512-12。该电源解决方案优势如下:
      1)三路稳压输出(5V、±12V),电压精度均≤±5%。交流充电桩与车载充电机通信的CP信号是频率为1KHz、幅度为±12V的PWM信号,依据GBT18487.1-2015,电压精度要求为±5%,即11.4V~12.6V。一般多路输出AC/DC电源模块,仅有主路(瓦数较大的)电压精度能达到±5%以内,而LO30/LO20的三路输出都是稳压,电压精度均在±5%以内,是专为交流充电桩而设计的AC/DC电源模块。
      2)供电能力强。LO30输出的5V供电能力高达3A,无论选择12V还是5V的屏幕以及是否有无线通讯模块,都能够满足供电要求;LO20       输出的5V能提供0.5A电流,可满足无GPRS模块、12V LCD屏幕的交流桩方案。
     3)EMC性能好。LO30为引线式封装,内部集成了EMC电路,客户可直接接入电网,不必再额外设计防护。

其特点有:


  • 充电桩专用AC/DC转换器
  • 5V、±12V三路稳压输出
  • 开板式、高性价比
  • 交直流输入两用、安全隔离
  • 输出过压、过流保护齐全
  • 完全符合充电桩EMC等级要求
  • 接线式安装或PCB通孔安装







4. 应用总结

     新能源汽车与充电桩是国家战略产业,需求稳固增长,同时行业经过数年调控与发展,逐渐由政策导向转变为市场导向,厂商之间的竞争变得更加激烈,尤其是交流充电桩往往直接面向普通车主,高性价比的解决方案是胜出的首要条件。金升阳长期提供优质电源解决方案,在充电桩领域将以往解决方案不断优化,最终推出LO30/LO20系列AC/DC电源模块,正是为了帮助广大用户提升交流充电桩的性价比,以适应当前的市场环境。



参考文献:
GBT18487.1-2015电动汽车传导充电系统 第1部分 通用要求
NBT 33002-2013 电动汽车交流充电桩技术条件
电动汽车充电基础设施发展指南(2015-2020)



详情请参考产品技术手册或咨询金升阳销售代表,谢谢!



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