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硕凯电子:电动汽车充电桩防护方案设计及防护器件选型要点

已有 122 次阅读2016-8-15 14:58

   

电动汽车充电桩是一种专为电动汽车动力电池充电的设备。充电桩产品分为分体式充电桩和一体式充电桩,分体式充电桩由充电柜、直流充电桩和连接电缆组成,采用模块化设计,容量可调,适应各类需求;一体式充电桩将充电柜和直流充电桩结合为一体,可以直接为电动汽车充电。

汽车充电桩方案,在安全性方面,新标准增加了充电接口温度监控、电子锁、绝缘监测和泄放电路等功能,细化了直流充电车端接口安全防护措施,明确禁止不安全的充电模式应用,能够有效避免发生人员触电、设备燃烧等事故,保证充电时对电动汽车以及使用者的安全。

    近来充电桩的应用非常广泛,很多城市都陆续安装充电桩,依据国家发改委的规划,国家电网预计到2020年,充电桩市场需求总规模将达2000亿元,这给充电桩制造企业带来良好的发展机遇,但产品的质量问题是关键,并且对充电桩的EMC防护有很高的要求。

    2016年初,国家颁布了针对充电桩的新标准。新标准对充电接口和通信协议进行了全面系统的规范,在安全性和兼容性方面进行了有效提升。其中一个要求是充电机应能承受GB/T 17626.52008中第5章规定的试验等级为3级的浪涌(冲击)抗扰度试验,线-线:1KV,线-地:2KV

    ()在安全性方面,新标准增加了充电接口温度监控、电子锁、绝缘监测和泄放电路等功能,细化了直流充电车端接口安全防护措施,明确禁止不安全的充电模式应用,能够有效避免发生人员触电、设备燃烧等事故,保证充电时对电动汽车以及使用者的安全。

    () 在兼容性方面,交直流充电接口型式及结构与原有标准兼容,新标准修改了部分触头和机械锁尺寸,但新旧插头插座能够相互配合,直流充电接口增加的电子锁止装臵,不影响新旧产品间的电气连接,用户仅需更新通信协议版本,即可实现新供电设备和电动汽车能够保障基本的充电功能。

    硕凯电子股份有限公司根据充电脏的最新EMC防护标准作出了相应的防护方案,以下是硕凯电子FAE工程师针对充电桩的两个防护方案。具体的型号,需要根据实际的防护等级和最终测试数据来定。


一、电源口浪涌抗扰度防护方案

电源口浪涌抗扰度防护方案 

    充电桩一般采用AC220V供电,因此AC220V端是需要进行浪涌抗扰度试验的,此防护方案采用了两级差模防护(MOV1:大通流压敏电阻  MOV2:小通流压敏电阻)和一级共模防护(压敏电阻和陶瓷气体放电管组合),L1是差模电感,在这里起退耦作用,两级差模防护可以让差模防护的箝位箝位电压更低,后端电路不容易损坏。

二、CAN接口防护

        CAN接口防护

    充电桩与电动汽车之间通信方式一般是采用CAN总线,由于汽车启动瞬间或者感性负载的开关等原因,会产生一个比较大的尖峰浪涌电压,容易造成CAN控制芯片损坏,因此在线-线之间加入TVS,进行差模防护。在线-地之间各加入了一个TVS管,进行共模防护。

    TVS二极管同时还具有静电防护功能,因为对于这些外部接口是需要进行静电抗扰度测试的,充电机应能承受GB/T17626.22006中第5章规定的试验等级为3级的静电放电抗扰度试验,接触放电试验电压6KV,空气放电试验电压8KV更多电动汽车充电桩端口防护方案可直接访问硕凯电子官网http://www.socay.com。

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