* 1 级和 2 级充电站是“带计量功能的”AC电源,其利用了 EV的内置充电功能电路。
鹤壁市华维测控技术工程有限公司,位于鹤壁市高新技术开发区,是鹤煤集团科技处下属的科技型实体企业,主要承担鹤煤集团
煤矿、
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空气炮及自动化系统的研制、改造、设计、开发、生产、销售。技术力量雄厚,机加工艺完善,产品检验及使用环境标准规范,质量管理严格遵循国际ISO:9000认证标准,实施产品“三检”制度,即用户使用验收制度,产品质量跟踪制度,售后信息反馈制度。倾心打造稳定、可靠、具性价比的工矿自动化产品。
1. 被监测的电源
2. 系统的低电压通信侧
公司拥有一支专业的工程技术队伍,在产品研发方面,采用CAD绘图、三维造型、模拟仿真等前沿技术手段,不断追求智慧的无限提升,实现电器科技与生产工艺的完美结合,在工矿自动化设备领域不断创新,引领市场,成就经典。全自动CO2气体保护焊接、程控氩弧焊、数控模数加工、精密压力铸造、智能静电喷涂等技术的应用,有效地保障了产品性能。先进的自动化生产设备,精湛的生产工艺,优良的制作技术,使得产品尽显一流品质。
* 3 级(Level 3)充电站包含了 DC“快速充电器”。这些充电器绕开了汽车功率因数校正(PFC)电路并把 400 VDC 馈至电池充电级。
我们将把系统划分为两个部分以简化给出的示意图:
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分解设计需求嵌入式控制器的模拟接口和处理能力是计量系统的基础。通过采用拥有该模拟集成度的器件,设计人员就能轻松实现单相及三相AC测量所需的电压和电流监视,并在基于 DC 的较高输出系统中监视输出电平。
影响电动汽车消费信心大因素是:由于充电站数量较少,用户担忧EV/PHEV是否可以长时间行驶。数量充足且随时可用的充电站有助于缓解这种担忧,还能进一步提高电动汽车的普及率。如今,在办公大楼、停车场站、饭店和购物中心等都有一些免费充电站,但是,消费者对于“付费充电”站的需求越来越多样化,此类系统中也将需要更多的技术和通信。因此对这些系统的技术要求毫无疑问将会不断提高,而系统开发人员面临既要保持设备小巧简单,同时也实现功能增加的双重挑战。
这对于所使用的技术意味着什么呢?移动支付必不可少的近场通信(NFC)是一种超短程通信标准,其工作原理与射频识别非常接近。每部智能手机或支持NFC的设备都特有与某个支付账户相关联的验证码。以太网、电力线通信(PLC)和Wi-Fi是支付处理以及先进计量和其他控制功能所必需的。另外,还需要与正在充电的车辆进行通信。大多数电动汽车需要通过CAN、RS232、以太网、PLC 或利用脉宽调制(PWM)信号传输与充电站实现通信。那么,这些付费充电站的设计人员怎样才能在保持设计相对简单和经济划算的同时满足此类系统中所有必备的要求呢?
无线充电及通信由于我们处理的既有低电压系统也有高电压系统,因此还必须考虑高电压和低电压系统之间的隔离要求。如前文所述,EV充电器目前分为三类:1级和2级(AC充电)以及3级(DC快速充电)。在1级和2级系统中,充电站架构看上去与大多数智能电网应用中常见的标准计量应用非常相似,如图1所示。计量表直接跨接在单相或三相 AC电源(公共电网)的两端,而且在系统内部没有功率控制级。其运作方式与住宅电表几乎相同,可监测通过系统的功率流,并增加了与处于充电中的车辆及支付网关的通信功能。另外,此类系统可能还有安全监测和断连功能。
目前许多城区内的付费充电站的外观和工作原理都类似于停车计时器,只是多了一根可供用户插入汽车的充电电缆。有三种常见的充电站类型(或等级):
尽管功能级别和功率均有所不同,但这三者有一点是相同的:测量用电量并提供收费功能。在“付费充电”站中,还必须与用于信用卡收费、移动用户手机套餐扣费、甚至处理现金交易的后台网络进行通信连接。该功能要求系统有灵活的架构。
针对该难题的一种简易的解决方案是采用一种嵌入式控制器或处理器,其可在单个器件中提供NFC、PLC、Wi-Fi、CAN 和10/100以太网通信,并且拥有管理计量、内务处理和功率级控制等功能。这样,开发人员就能够把印刷电路板的空间和物料清单成本保持在低水平,同时还可将所有至关重要的通信和高级保护功能集成到系统之中。由TI提供的基于C2000 C28x + ARM Cortex-M3的双核微控制器便是此类集成型嵌入式处理器的一个例子。除了必要的测量、通信和接口要求之外,这些MCU还能处理功率级控制。