時(shí)間:2016-08-29 17:50:51來(lái)源:梁福獻(xiàn)
一、摘要
充電樁是電動(dòng)汽車的電站,其功能類似于加油站里面的加油機(jī)。直流充電樁主要安裝在大型充電站內(nèi),以三相四線制的方式連接電網(wǎng),能夠提供充足的電力,輸出的電壓和電流調(diào)整范圍大,俗稱“快充”。在充電的同時(shí),充電樁顯示屏上能夠顯示電量、費(fèi)用、充電時(shí)間等數(shù)據(jù),這里就需要用到通信協(xié)議。
圖1直流充電樁與電動(dòng)汽車
二、系統(tǒng)介紹
直流充電樁主要涉及三類通信:直流充電樁與電動(dòng)汽車通信、直流充電樁內(nèi)部設(shè)備的通信、直流充電樁與周圍其他設(shè)備(如控制中心)之間的通信。
圖2直流充電樁控制電路通信方案
直流充電樁與電動(dòng)汽車之間通信。根據(jù)GB/T20234.3-2015,直流充電樁與電動(dòng)汽車的通信通過(guò)CAN協(xié)議進(jìn)行,因此每一個(gè)直流充電插頭都必須包含CAN接口,一樁多充的充電樁則會(huì)有多個(gè)CAN接口。如圖2所示。
直流充電樁內(nèi)部功能單元之間通信。例說(shuō)由于檢測(cè)充電電量的多功能智能電表,一般智能電表自帶RS485接口,電表與主板之間的通信通過(guò)RS485實(shí)現(xiàn);又如主板一般通過(guò)CAN通信通知充電模塊開(kāi)始或結(jié)束充電。如圖2所示。
直流充電樁與周圍其他設(shè)備之間的通信。例如一個(gè)充電站一般配備一定數(shù)量的充電樁時(shí),充電站、充電樁及其他電網(wǎng)設(shè)備、管理設(shè)備之間需要交換數(shù)據(jù)來(lái)達(dá)到配網(wǎng)自動(dòng)化管理。由于目前行業(yè)內(nèi)也未形成統(tǒng)一的通信標(biāo)準(zhǔn),為了保持充電樁接入網(wǎng)絡(luò)的靈活性,常見(jiàn)的做法是在控制板上預(yù)留幾種主流的通信接口,以適應(yīng)不同通信網(wǎng)絡(luò)要求。
三、通信方案
由以上方案可知,除了充電站網(wǎng)絡(luò)布局之外,對(duì)于CAN隔離收發(fā)器和RS485隔離收發(fā)器,充電樁并不過(guò)分要求通信接口模塊的節(jié)點(diǎn)數(shù)、通信速率等基礎(chǔ)功能,但不可忽視以下幾個(gè)方面的性能:
電磁敏感性:直流充電樁周圍存在的大功率開(kāi)關(guān)元件產(chǎn)生大量電磁干擾,通信模塊要能夠有效抵御惡劣的電磁環(huán)境。
總線防護(hù):直流充電樁與電動(dòng)汽車通過(guò)CAN總線進(jìn)行通信時(shí),還需考慮總線防護(hù),因?yàn)槌潆娊涌跁?huì)不斷地與不同的汽車連接、斷開(kāi),這個(gè)過(guò)程中CAN總線極有可能產(chǎn)生瞬態(tài)電壓、ESD,若無(wú)防護(hù),CAN通信接口極易損壞。
環(huán)境溫度:直流充電樁工作于室外,環(huán)境溫度一般為-20℃~+50℃;部分散熱不良處溫度可能達(dá)到75℃以上。因此,通信接口模塊要能適應(yīng)嚴(yán)苛的工作溫度。
故障率:通信接口模塊直接關(guān)系到直流充電樁充電功能,故要求通信接口模塊故障率極低,同時(shí)一旦接口模塊損壞,可以及時(shí)方便地進(jìn)行維修。
圖3CAN離收發(fā)模塊TD501DCANH3
圖4RS485隔離收發(fā)模塊TD501D485H
四、通信方案說(shuō)明
直流充電樁應(yīng)用中的通信接口設(shè)計(jì),主要考慮其抗干擾能力,因此推薦使用隔離收發(fā)模塊。金升陽(yáng)CAN/RS485隔離收發(fā)模塊集成收發(fā)芯片、隔離芯片及DC/DC隔離電源于一體,金升陽(yáng)兩款隔離通信接口模塊TD501DCANH3和TD501D485H,優(yōu)越的電磁敏感性、總線防護(hù)、寬環(huán)境溫度范圍、低故障率等特性,完全直流充電樁各方面要求。
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