無線充電利用的是電磁感應(yīng)的原理,它的工作頻率很低,危害不大。
電磁感應(yīng):初級(jí)線圈一定頻率的交流電,通過電磁感應(yīng)在次級(jí)線圈中產(chǎn)生一定的電流,從而將能量從傳輸端轉(zhuǎn)移到接收端。它是第一代手機(jī)無線充電,技術(shù)成熟,但只能單對(duì)單短距充電(qi標(biāo)準(zhǔn),1cm內(nèi),5瓦以內(nèi)),而不能類似WiFi那樣單對(duì)多充電。在無線充電區(qū)域有較強(qiáng)的電磁場(chǎng)能量,在這里加上一些線圈,就會(huì)感應(yīng)有電壓。感應(yīng)電壓可以通過轉(zhuǎn)換成手機(jī)電池接受的能量。
充電器(樁)的原理都是一樣的,先將交流電經(jīng)過轉(zhuǎn)換成為一定電壓、電流的直流電,才能給鋰電池充電;交流電是不能直接給鋰電池充電的。手機(jī)充電樁充電是已經(jīng)轉(zhuǎn)換成直流電的,所以可以直接使用;電源插座充電則是需要一個(gè)轉(zhuǎn)換器才能充電。
充電樁刷卡的原理是用戶通過刷卡或插卡,讀卡器識(shí)別后通過RS232接口與控制板進(jìn)行通信。
刷卡過程中控制板會(huì)將通過讀卡器中的ESAM密鑰模塊加密后與CPU卡進(jìn)行數(shù)據(jù)交互,CPU卡通過卡內(nèi)密鑰解密后核對(duì)信息,而后進(jìn)行充電。
充電樁的原理是將交流電轉(zhuǎn)化為直流電,為電動(dòng)汽車提供充電功能。具體來說,充電樁內(nèi)部主要由以下幾個(gè)部分組成:
1.電源模塊:負(fù)責(zé)將市電電流轉(zhuǎn)化為小電流直流電。
2.充電模塊:包括充電機(jī)芯和充電管理模塊。充電機(jī)芯由多個(gè)充電模塊相互組成,可以為電動(dòng)汽車提供多種電壓和電流的充電。充電管理模塊負(fù)責(zé)對(duì)充電器進(jìn)行管理、監(jiān)控、控制等。
3.通訊模塊:用于接收電動(dòng)汽車的信息和下發(fā)充電指令。通訊方式有有線和無線兩種。
4.控制模塊:對(duì)充電樁進(jìn)行整體控制和管理,控制充電器、保護(hù)電動(dòng)汽車、進(jìn)行數(shù)據(jù)處理、識(shí)別用戶刷卡信息等。
當(dāng)電動(dòng)汽車接入充電樁時(shí),通訊模塊會(huì)檢測(cè)連接情況,并通過通訊方式識(shí)別汽車信息。然后,控制模塊會(huì)根據(jù)汽車型號(hào)、電池類型、電量等因素確定相應(yīng)的充電模式,控制充電器向汽車提供恰當(dāng)?shù)闹绷麟姡_始進(jìn)行充電。
一般來說,充電樁分為交流充電樁和直流充電樁兩種。交流充電樁將市電電流直接傳輸?shù)诫妱?dòng)汽車,轉(zhuǎn)化效率較低,充電速度較慢;而直流充電樁則先將市電電流變成直流電,有效提高了轉(zhuǎn)化效率,充電速度會(huì)更快。
1、直流充電樁的工作原理
三相380V交流電經(jīng)過EMC等防雷濾波模塊后進(jìn)入到三相四線制電表中,三相四線制電表監(jiān)控整個(gè)充電機(jī)工作時(shí)的實(shí)際充電電量。且根據(jù)實(shí)際充電電流及充電電壓的大小,充電機(jī)往往需要并聯(lián)使用,因此就要求充電機(jī)擁有能夠均流輸出的功能,充電機(jī)輸出經(jīng)過充電槍直接給動(dòng)力電池進(jìn)行充電。在直流充電樁工作時(shí),輔助電源給主控單元、顯示模塊、保護(hù)控制單元、信號(hào)采集單元及刷卡模塊等控制系統(tǒng)進(jìn)行供電。另外,在動(dòng)力電池充電過程中,輔助電源給BMS系統(tǒng)供電,由BMS系統(tǒng)實(shí)時(shí)監(jiān)控動(dòng)力電池的狀態(tài)。
2、交流充電樁的工作原理
交流充電樁又稱為交流供電裝置,固定安裝在電動(dòng)汽車外、與交流電網(wǎng)連接,為電動(dòng)汽車車載充電機(jī)(即固定安裝在電動(dòng)汽車上的充電機(jī))提供交流電源的供電裝置。交流充電樁只提供電力輸出,沒有充電功能,需連接車載充電機(jī)為電動(dòng)汽車充電
壁掛式充電樁的結(jié)構(gòu)與原理是平時(shí)(夜間優(yōu)先)電網(wǎng)電力通過初級(jí)一次側(cè)充電機(jī)向再生蓄電池進(jìn)行儲(chǔ)能充電,由于儲(chǔ)能充電時(shí)沒有時(shí)間要求,因而可用小電流慢速充電,充電電流可根據(jù)蓄電池電量自動(dòng)安排充電時(shí)間,最大程度的使用夜間低谷電力。
當(dāng)需要為電動(dòng)汽車充電時(shí),根據(jù)電動(dòng)汽車的允許最大充電電流和電壓,通過次級(jí)二次側(cè)快速充電機(jī)向電動(dòng)汽車進(jìn)行快速充電,由于充電過程是從儲(chǔ)能蓄電池向電動(dòng)汽車“倒電”,而不是直接取自電網(wǎng),因而對(duì)電網(wǎng)沒有任何干擾(如果直接從電網(wǎng)高功率取電,會(huì)嚴(yán)重干擾電網(wǎng),不僅影響其他用戶,而且威脅電網(wǎng)設(shè)備)。充電費(fèi)用按實(shí)際充電量計(jì)算,非常方便。
主回路由輸入保護(hù)斷路器、交流智能電能表、交流控制接觸器和充電接口連接器組成;二次回路由控制繼電器、急停按鈕、運(yùn)行狀態(tài)指示燈、充電樁智能控制器和人機(jī)交互設(shè)備(顯示、輸入與刷卡)組成。
主回路輸入斷路器具備過載、短路和漏電保護(hù)功能;交流接觸器控制電源的通斷;連接器提供與電動(dòng)汽車連接的充電接口,具備鎖緊裝置和防誤操作功能。
二次回路提供“啟停”控制與“急停”操作;信號(hào)燈提供“待機(jī)”、“充電”與“充滿”狀態(tài)指示;交流智能電能表進(jìn)行交流充電計(jì)量;人機(jī)交互設(shè)備則提供刷卡、充電方式設(shè)置與啟停控制操作
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