[电工&电子] 新能源汽车交流充电桩电路原理

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查看226 | 回复0 | 2024-7-20 16:19:10 | 显示全部楼层 |阅读模式
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1、电路原理图及接口

2、CC端子的功能,Connecttion Confirmation,链接确认。当充电枪插入新能源汽车充电口后,汽车检测点3电压会发生变化。当充电枪按压开关按下时,R4与RC串联,电阻较大,检测点3电压较高;当充电枪按压开关松开后,R4短路,只有一个RC电阻,检测点电压较低,通过检测点电压变化,确定充电枪是否接入。RC电阻的大小,决定了检测点3的电压值,告诉新能源车充电枪输出电流的大小。通过CC端子,新能源车知道了充电枪是否接入,充电枪输出电流大小,但是不知道充电枪是否有电。


3、CP端子,新能源汽车交流充电桩中的CP端子,即控制引导功能信号(Control Pilot Function),在充电过程中扮演着重要的角色。


①  控制引导功能:CP信号主要用于监控电动汽车和电动汽车供电设备(充电桩)之间的交互功能。它是一种使用PWM(脉宽调制)调制和幅值交变的通讯方式,确保充电过程的自动化和智能化。


② 充电枪状态:充电枪有几种状态,CP信号对应这些状态:


拔枪:充电枪体与汽车分离状态。充电枪控制器连接12电源,检测点1电压为12V。


插枪:充电枪插入汽车但还未进行充电。充电枪检测点1电压因为接入一个新能源汽车电阻R3,电压降低为9V,相当于新能源汽车告诉充电枪,新能源汽车已经连接充电枪。


充电准备:充电枪知道新能源汽车已经连接充电枪后,充电枪控制器切换为pwm输出,输出正脉冲为9V;当汽车自检通过后,新能源汽车闭合开关S3,拉低脉冲电压为6V,告诉充电枪新能源汽车已经准备好执行充电,请求充电桩合闸。


充电开始:充电枪检测点1收到6V脉冲电压后,知道新能源汽车已经符合充电条件,充电桩合闸,向汽车供电。


停止充电:充电结束或异常情况发生时,新能源汽车S3断开,6V的脉冲电压跳变为9V,充电枪断开K1与K2,停止充电。


③ 信号变化:

充电枪接入汽车前,CP信号为12V高电平。充电枪接入汽车后,CP信号会跳变为9V。充电桩MCU检测到CP信号跳变为9V后,切换高电平输出为PWM输出。PWM占空比表示充电桩最大输出电流。

汽车确认充电信号后,将车载充电机中的分压电阻切换,使得CP信号跳变为6V。充电桩MCU检测到CP信号跳变为6V后,主继电器合闸,开始为汽车充电。


④  充电过程控制:在充电过程中,MCU还会实时检测PWM信号的幅值,如果发现跳变为非6V,则会及时拉闸断电,以保障充电安全。


⑤  通信协议:CP信号是汽车充电桩和充电车之间的唯一通讯信号,通过CP信号,可以判断通讯是否正常,从而确保充电过程的顺利进行。


⑥   抗干扰能力:CP信号的通讯波形为1KHz的PWM波,具有较高的抗干扰能力,能够保证通讯的稳定性和可靠性。


通过这些功能,CP端子确保了新能源汽车在充电过程中的安全性和兼容性,提升了充电的自动化和智能化水平。


4、实测某一充电枪充电时波形与数值

占空比为13.44,充电枪实测松开按压开关时的CC与PE端子之间电阻1.5kΩ,为8A的充电枪。


我在新能源汽车方面是门外汉,平时我主要讲授单片机,自动控制,电路等课程,对PLC之间通讯、51单片机,arduino,ESP32,STM32等芯片比较熟悉。前几天正好进行了一些CAN总线通讯程序编写。

51单片机CAN总线通讯,MCP2515模块,普中科技单片机电路板--正常模式,多机通讯


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