快速充电标准的国际动向
充电器接收到信息后,确认该车辆为自身可供电的车辆后,将自身最大电压、最大输出电流等数据通过CAN 方式发送至车辆侧。车辆收到该信号后,确认与自身吻合后将充电指令通过“k”电晶体传导至4号模拟引脚。充电器接收到该指令后,将连接器锁定后向出口回路短暂加压,测试包括连接器接口在内的出口回路在短路及地线等方面有无异常。每次充电都按照该方法进行绝缘确认试验,防止因连接器电缆老化引起短路等事故。绝缘试验结束后,通过关闭“d2”将充电器已做好全面准备的信息经10号的模拟引脚传达给车辆。车辆根据“g”光电耦合器进行识别,完成充电准备。通过CAN 通信进行全部准备动作是可行的,上述充电准备程序,所需时间仅数秒。
(2)通电
车辆关闭电池系统入口侧配置的EV 接触器。车辆边监视电池系统,判断可能充电的最大电流,边将该参数值通过CAN以0.1s间隔时间发送至充电器。充电器根据稳态电流控制,供应与该参数值一致的电流。其间,车辆还监视车载电池状态及供电电流。若检出异常,将用以下4 种方法之一停止充电:①根据CAN通信向充电器发出输出电流为“零”指示;②根据CAN 通信向充电器发出输出“出错”指示;③将“k”切断,向充电器发送禁止充电模拟信号;④开放EV 接触器,将输入电流断开。
充电器侧也监视着自身各回路电流、电压和温度,超过限制值时通过CAN发送“出错”信号停止供电。此外,还设计了充电超出预想时间自动停止供电功能。当然也可手动按下“停止”按钮结束充电。
(3)结束充电
结束充电时,车辆通过CAN通信发送零电流指示信号、充电电流归零后,开放EV接触器、切断“k”电晶体,将模拟停止信号发送至充电器,确认输出电流为零后开放“d1”、“d2”继电保护。“d2”继电的保护作用主要是向EV 接触器的螺线管提供12 伏电源。
EV接触器开关是根据车辆的判断由EV接触器控制继电保护开关操作的。设计上EV接触器的螺线管电源由充电器提供,以避免车辆侧的误操作引起EV接触器误关闭。连接器未插入状态下,由于螺线管未导电而降低了EV 接触器误关闭的风险,可防止插口处电池电压超出300 伏。
地线即便很细,但由于设置了地线检测器因此是安全的。如果地线断了,那么“f”、“g”、“j”光电耦合器信号将同时消失,立即引起充电器输出停止和EV接触器开放的连锁反应。由此可见,连接器引脚布局和充电系统整体安全设计紧密相连。
充电停止后,出口回路的电压确认降到20 伏以下后,开放连接器的闸口,这样一连串充电的程序全部结束。
二、快速充电国际标准化动向
将快速充电器作为公共基础设施推广普及时,需要统一接口,且需提供不同车型均能充电的基础设施,需要统一与连接器的物理接口,以及前述通讯协议软件接口。
技术标准是抢占技术制高点的神兵利器,成为世界各国尤其是工业发达国家的必争之地。当然标准之争也绝不可能永远持续 下去,如果各国都采取本国标准,汽车进出口则会遭遇尴尬。技术先进、性价比高、安全、便捷、快速以及系统稳定性,都是标准追求的目标。未来快速充电器必定实现统一国际标准。
1.日本JARI草案
上世纪90年代末,日本充电器标准由原日本电动车协会(现日本汽车研究所)策划制定。如今,CHArge de Move连接器等物理接口均采用此规格。
关于通讯协议,在以旧规格为基础的同时,考虑到不同充电器的设计方针,以东京电力为中心,汽车公司、电源设备厂家等又添加了一些内容:(1)汽车和充电器规格信息及汽车电流命令值的数据通讯,包括开始充电、充电中、停止充电各阶段中,双方互相通知各自的情况,通过控制程序切实进行安全充电。(2)为不同种类EV可与快速充电器正确连接,规定了正确操作程序。为使充电能够安全开始、结束,充电器和汽车双方每次充电时都需各种确认、验证操作,任何一方操作持续时间超过设定时间,控制程序则不成立,或有可能无法充电。(3)在新规格中,明确所有在充电开始、停止中各步骤的等待时间及实施事项。通过对发生异常情况的明确规定,实现在所有运行条件中安全充电运行。
日本全部采用CHArge de Move方式快速充电器以及与此对应的电力汽车事实上也就成为了行业标准。预计今后会进入专为更大范围普及的技术改进并开展推广政策的阶段。作为普及活动的团体,在2010年3月成立了“CHArge de Move协议会”。截至今年5月,包括全球著名汽车制造商丰田、日产在内,已有超过430家汽车和充电器制造商加入成为其会员。目前,已有为数不少的汽车公司及充电器制造商采用了CHA de MO协议。这种快速充电器在欧美等市场已安装238座并投
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