大功率直流快充充電樁的研究與設計

DOI：10.19392/j.cnki.16717341.201714020

摘要：充電樁是普及電動汽車的重要基礎設施，而直流充電樁相比交流充電樁而言，具有輸出的直流電可調和調整范圍大等優點，可以實現對電動汽車快速充電的要求。本課題在研究15kW單個充電模塊的基礎上，設計一款120kW的大功率一體式直流充電樁。

關鍵詞：電動汽車；直流充電樁；CAN總線

隨著全球能源危機的不斷加深，石油資源的日趨枯竭以及大氣污染、全球氣溫上升的危害加劇，各國政府及汽車企業普遍認識到節能和減排是未來汽車技術發展的方向，發展電動汽車將是解決這兩個難題的最佳途徑[1]。本文所研究的大功率直流快充充電樁能夠解決電池續航短、充電時間長等問題，對于推動電動汽車跨

越式發展和實現電動汽車產業化具有重要的作用。

1 直流快充充電樁的設計

1.1 15kW單個充電模塊的設計

對AC/DC變換電路的要求是輸入電流無諧波、輸出直流電壓穩定、輸入功率因數高。采用VIENNA 型三相PFC電路作為AC/DC變換電路，如圖1所示。

1.2 120kW直流快充充電樁的設計

在15kW單個充電模塊的基礎上，設計一款120kW的大功率一體式直流充電樁，其結構圖如圖2所示。

2 一樁雙充的功率自動分配控制策略

該控制策略根據兩槍充電過程中狀態信息，產生充電功率自動分配，使充電機具備負荷調節分配功能，優化負荷利用率[3]。其系統框圖如圖3所示。

3 基于CAN總線的并聯均流方案

該方案采用模擬電流內環，數字電壓外環的雙閉環控制模式。其中模擬電流內環主要包括脈沖寬度調制器、驅動電路、電流檢測電路和電流控制器四部分。數字電壓外環主要包括電壓檢測電路、電壓控制器、CAN總線通訊、A/D采樣和D/A轉換四部分[4]。多模塊并聯充電結構圖如圖4所示。

4 結論

目前在直流充電樁方面國內外專家學者已經取得了不少成果。本課題在此研究基礎上，設計了一款120kW大功率一體式直流充電樁，具有一定的科學基礎依據和可實現性。

參考文獻：

[1]魯莽，周小兵，張維.國內外電動汽車充電設施發展狀況研究[J].華中電力，2010（5）：1620.

[2]鮮萬春，周元宗，羅中華.一種大功率電動汽車充電機的設計[J].低壓電器，2014，（3）：3740.

[3]唐亮，崔海超，劉愛忠.電動汽車充電機充電控制策略[J].電工技術，2016，8（A）：3738.

[4]關煬.電動汽車充電電源關聯均流技術的研究[D].北京：北京交通大學，2010.

作者簡介：程剛（1993），男，江蘇鹽城人，碩士研究生，電氣工程專業。