电动汽车双直流充电装置系统

摘 要：电动汽车双直流充电装置可以同时在12V充电桩和24V充电桩上进行充电，实现对12V充电模式和24V充电模式兼容，满足电动汽车对国内标准充电桩的选择。

【关键词】电动汽车 充电桩 兼容

科学技术的发展日新月异，人类也面临着环境污染和石油资源匮乏等严峻问题，相对于以汽油、柴油为燃料的传统发动机为动力的汽车，混合动力汽车及新能源纯电动汽车在节能、环保等方面更具有优势，特别是纯电动新能源汽车在国家十三五规划中，已成为现代汽车工业研究、开发及推广使用的热点项目。

充电装置可以为电动汽车提供有效的能源补给，其快速发展对电动汽车的发展起到促进作用，是推动电动汽车快速发展的重要因素。电动汽车充电时电池管理系统的低压供电主要三种，一为原车蓄电池供电，二为车载充电机供电，三为充电桩辅助供电。原车蓄电池供电需要消耗原车电能，车载充电机低压供电，用在交流充电上，充电功率较小，一般不足10Kw，充电时间较长。为缩短充电时间，电动汽车常常设计可采用功率可达上百千瓦的直流充电桩进行充电，这种充电桩根据国标GB /T20234规定要求，低压辅助供电有两种模式：24V和12V供电模式，对于某个充电桩低压供电模式常常采用其中一种，而电动汽车的低压电气系统电压也只有一种，12V系统或者24V系统，所以目前电动汽车低压电气系统和充电桩电压常常出现不匹配现象，导致无法充电，电动汽车需要一种充电装置来同时兼容不同充电桩的24V和12V辅助供电。本文通过直流斩波器及驱动电路对充电桩的电压进行升或降，以达到实现电动汽车对充电桩低压供电模式的完全兼容的目的。

1 系统组成

参考现有公共场所提供的电动车充电桩装置，本文所设计的12V/24V电动汽车双直流兼容充电装置主要包括：充电桩（1）、继电器（2）、匹配电阻（3）、直流斩波器（4）、电池管理模块（5）、动力电池包（6）和二极管（7，8）等。

2 系统工作原理

2.1 12V电动汽车电气系统兼容充电桩工作原理

如图1所示，对于12V电动汽车电气系统：当充电桩供电12V时，12V电压经过继电器经电阻分压后小于12V，无法使24V继电器触点吸合，继电器保持常态（图1状态），充电桩直接给电池管理模块提供电源，电池管理模块开始工作，与充电桩进行通信，完成充电；当充电桩供电24V时，在继电器触点动作之前，电池管理模块供电电压为24V，无法工作，不能与充电桩进行通信、充电。24V电压通过继电器经电阻分压后小于24V，但是可以使24V继电器触点吸合，使常闭触点断开、常开触点闭合，直流斩波器将24V电压降为12V之后再给电池管理模块提供电源，电池管理模块开始工作，与充电桩进行通信、完成充电。二级管可以有效的防止充电桩的24V电源并入12V电动汽车的12V电气系统，以避免造成破坏。

2.2 24V电动汽车电气系统兼容充电桩工作原理

如图2所示，对于24V电动汽车电气系统：当充电桩供电12V时，12V电压通过继电器经电阻分压后小于12V，无法使24V继电器触点吸合，保持图2状态，充电桩的12V电压，经过直流斩波器将12V升压为24V后，给电池管理模块提供电源，电池管理模块开始工作，与充电桩进行通信、充电。二级管可以有效的防止电动汽车的24V电源并入充电桩的12V电源系统。当充电桩供电24V时，继电器经电阻分压后仍能使触点动作，使常闭触点断开、常开触点闭合，充电桩的24V电源经过继电器2、二级管7，给电池管理模块提供电源，电池管理模块开始工作，与充电桩进行通信、充电。

匹配电阻的大小可以根据继电器的参数进行匹配，还可以现加电阻或不加电阻。

3 系统的具体实施

此充电装置的继电器参数根据电动汽车电气系统的电压确定；继电器可以布置在动力电池包内部或外部；匹配电阻根据继电器参数确定电阻大小及是否需要；匹配电阻可以布置在动力电池包内部或外部；直流斩波器参数（升压或降压等）根据电动汽车的电气系统电压确定；直流斩波器可以布置在动力电池包内部或外部；二极管参数根据电动汽车的电气系统电压确定；二极管可以布置在动力电池包内部或外部；电池管理模块可以布置在动力电池包内部或外部；继电器可以布置在直流斩波器内部或外部；匹配电阻可以布置在直流斩波器内部或外部；二极管可以布置直流斩波器内部或外部；直流斩波器升压或降压功能根据车辆电气系统的电源电压确定。

4 结语

本文主要设计研究一种电动汽车的直流充电装置。该充电装置涉及的继电器、匹配电阻、直流斩波器、二极管和电池管理模块可单独一个、几个或者全部布置在电池包内部，也可以全部布置在电池包外部。电动汽车通过继电器、匹配电阻、直流斩波器及设计电路来实现对12V充电模式和24V充电模式的兼容，可以在公共场所的国标充电桩下进行充电。

参考文献

[1]胡超，张华，罗伟明，包海龙.电动汽车直流充电系统研究[J].华东电力，2009（10）.

[2]狄海俊，张圣，黄伟军.基于GSM短信的电动汽车充电装置控制系统的设计[J].科技创新导报，2012（10）.