一、電動汽車充電樁工作原理
1、充電樁分類
允電樁是電動漢車的電站,其功能類似于加油站里面的加油機(jī)。根據(jù)供電方式不同可以分為交流 電樁和直流充電樁。交流充電樁是指采用交流充 模式為電動汽車動力薪電池進(jìn)行允電的電充樁,交流充電模式是以三相或單相交流電祿向電動汽車提供 充電電稅的模式;直流充電樁是指采用直流充電模式 為電動汽車動力蓄電池進(jìn)行充電的充電樁,宜流充電 模式是以充電樁輸出的可控直流電直源接對動力蓄 電池進(jìn)行充電的模式
2 、工作原瑾及充電過程
(I)工作原理
純電動汽車充電的一般結(jié)構(gòu)框圖如圖1所示 三相電網(wǎng)輸入交流電,經(jīng)橋式不可控整流電 流電,經(jīng)LCR電路濾波后送到高頻DC- DC功率變換器,功率變換器經(jīng)過直直變換輸出需要的直流電壓, 經(jīng)輸出濾波后為電動汽苔車電池充電。充電可選擇 定電縣、定時、定間金額、自動(充滿為4止種)模式。
(2)電動汽車充電過程
目前,傳感式無線充電技術(shù)還未能解決充電大功率下的輻射十?dāng)_問題,應(yīng)用廣比泛較的充電方式集中 在接觸式充電方式上七 隨者電力電子技術(shù)和變流控制技術(shù)的飛速發(fā)展,一單的充電模式已經(jīng)不能滿足大 容魚電池的充電要,求電動汽車充電采用的是恒壓限 流充電和分階段恒流充電混合的充電模。式常用電 動汽車電池分 為兩類:一類是苔電池;另一類是燃料電池。蓄電池主要用在純電動車汽上,燃料電池主耍用在混合動力的電動汽車上心 在電動汽車的正常使用過程中,蓄電池作為主要的動力元件,為電動汽車 提供低速啟動和全負(fù)荷加速的動力支持。市場上比較成熟的充電電池主要采用是的悝電池,其充電過程
如圖 2所示。
充電初始階段一,般采用錄佳充電倍 率進(jìn)行限流充電。在這一階段,由于電池的電動勢低.即使電池充電壓電不高,電池 的充電電流也會很大,必須對充電電加流以限制。隨著充電電壓的增大,電池電動勢不斷上升,電池的充電電壓也不斷上升。當(dāng)電池電壓達(dá)到允許的最好充電電壓
時(圖2中 A點),保持恒壓充電。由于這一階段的電動勢不斷上升而電壓不變,所以電池的充電流導(dǎo)雙曲線趨勢下降直,至降為零。但在買際的充電過程中當(dāng),充電電流小于0.015CA時即可停止充電。
二、充電參數(shù)分析
根據(jù)深圳市標(biāo)準(zhǔn)化指導(dǎo)性技術(shù)文件《電動汽車充 電系統(tǒng)技術(shù)規(guī)范》中對充電樁電能質(zhì)縣的要求,同時 考慮到充電電壓、功率是整個電網(wǎng)系統(tǒng)中比較重參數(shù),木節(jié)重點分析了充電電壓和充電功率參數(shù)的數(shù)學(xué)意義。
1、充電電壓參數(shù)
高壓電網(wǎng)通過整流、逆變、濾一波系等列措施可以給電動汽車充電樁提供工作所器的電說,其中也不可母免地會摻雜一些諧波信號,影響供電質(zhì)量。因此,可以通過在電壓中樞點或電壓主導(dǎo)節(jié)點上裝設(shè)視點,觀察電流和壓電的動態(tài)性找到供電的薄弱點減小安全裕度值。
電壓參數(shù)主耍包括:電 斥越限、靈敏度指標(biāo)和定裕度指標(biāo)。
(I)電壓越限主要是指母線上的上限和下限電壓
數(shù)據(jù)超過限制時設(shè)定時間報。警
(2)靈敏度指標(biāo)主要應(yīng)用在dP?/dV?凡和dQ?/dV?,兩個呈,即無功、有功與電壓之間的關(guān)系
(3)穩(wěn)定裕度是指根據(jù)供電通道兩端的電氣信息雖判斷電壓的穩(wěn)定裕度,如式(I)所示:
L=4PR/[Vcos(θ-ξ)]²
式中:P、R、V、θ、ξ分別表示供電線路末端有的功功率、電阻、端電壓、支路阻抗角及相角差
2.充電功率參數(shù)
作為計算量的復(fù)功率P可表示為
P=Re(P)+jIm(P)
其中復(fù)功率的實部代表有功功率Pw,虛部代表無功功率P,,即:
Re(P)=Pw=UIcosφ
lm(P)=P.=UIsinφ
所以功率因數(shù)為
cosφ=Pw/P.
功率因數(shù)是彩響了電氣設(shè)備用電效率的關(guān)鍵, 功率因數(shù)小說明大部分電能被損耗,而電能損耗主要是由于功率因數(shù)不協(xié)調(diào)造成的。因此,對有功功率和無功功率有效的監(jiān)視,并對其進(jìn)行分配性的功率協(xié)詞可以提窩功率因數(shù),減小電網(wǎng)電能損耗,提高電能利用率。