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直流充电桩电源应用方案

       根据进入汽车电流种类不同,充电桩可分为交流充电桩和直流充电桩两种。直流充电桩是固定安装在电动汽车外、与交流电网连接,为电动汽车动力电池提供大功率直流电源的供电装置。


直流充电桩的电气结构及工作原理


       直流充电桩的输入电压采用三相四线380VAC(±15%),频率50Hz,输出可调的直流电,直接为电动汽车的动力电池充电。


       直流充电桩采用三相四线制供电,可以提供足够大的功率,输出的电压和电流调整范围大(适用于乘用车和大巴车的电压需求),可以实现快充。直流充电桩与交流充电桩的计量和通信及扩展计费功能类似,其电气结构图如下图1所示:



       直流充电桩工作原理:三相 380V 交流电经过EMC等防雷滤波模块后进入到三相四线制电表中,三相四线制电表监控整个充电机工作时的实际充电电量。且根据实际充电电流及充电电压的大小,充电机往往需要并联使用,因此就要求充电机拥有能够均流输出的功能,充电机输出经过充电枪直接给动力电池进行充电。


       在直流充电桩工作时,辅助电源给主控单元、显示模块、保护控制单元、信号采集单元及刷卡模块等控制系统进行供电。另外,在动力电池充电过程中,辅助电源给BMS系统供电,由BMS系统实时监控动力电池的状态。

直流充电桩典型电源解决方案


       下面为比较典型的直流充电桩的电源解决方案,该方案只是简单地画出了一台充电机的应用。在实际应用中,一台充电机输出的十几千瓦的功率是不够的,往往需要并联3台左右充电机,以满足大电流输出的要求。如下图2所示:



供电说明:


       电源部分中,首先需考虑大电流充电情况下BMS的辅助供电。在最新的国标中将此电源统一标定为12V10A的电源,且后续在BMS管理方面,乘用车与大巴车的BMS供电系统将统一标准。因此,此处推荐选择具有主动式PFC功能的LI120-10B12输出12V给BMS系统供电。


       主控系统的电源部分,推荐LH40-10B24给HMI显示屏以及继电器供电。再通过K7812-500R3和K7805-500R3转换为12V和5V分别给监控安防单元和MCU供电。


       在通信部分中,本方案应用了三种通信,CAN通信、485通信和232通信。CAN通信连接了车载BMS、非车载充电机以及主控系统;485通信连接了刷卡模块、电表等;显示屏的串口通常采用232的通信方式。基于内部的点对点通信,有时也可采用非隔离的通信方式。


电源推荐及说明:



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详细产品技术参数请参考技术手册:
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TD301D485H - 3.3 - - - DIP -
TD501D485H - 5 - - - DIP -
K7803-500R3 1.65 24(4.75-36) 3.3 500 1 SIP 11.60*7.55*10.16
K7805-500R3 2.5 24(6.5-36) 5 500 1 SIP 11.60*7.55*10.16
K7809-500R3 4.5 24(12-36) 9 500 1 SIP 11.60*7.55*10.16
K7812-500R3 6 24(15-36) 12 500 1 SIP 11.60*7.55*10.16
K7815-500R3 7.5 24(19-36) 15 500 1 SIP 11.60*7.55*10.16
LH40-10B12 40 100-370 12 3333mA 1 DIP 89.0*63.5*25.0
LH40-10B24 40 100-370 24 1667mA 1 DIP 89.0*63.5*25.0
LI120-10B12 120 100-370 12 10A 1 导轨式 125.0*35.0*112.7 -
LI120-10B24 120 100-370 24 5A 1 导轨式 125.0*35.0*112.7 -
LI120-10B48 120 100-370 48 2.5A 1 导轨式 125.0*35.0*112.7 -
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