一種電動汽車直流充電教學臺架的研制

孫虎

摘要：利用80C52單片機和C程序語言結合相關硬件設施研制了一種電動汽車直流充電教學臺架。該教學臺架能將高壓轉換成低壓，并能模擬電動汽車直流充電過程。在教學中直觀展示了直流充電原理、降低電壓風險，取得良好的教學效果。

關鍵詞：電動汽車;直流充電;教學臺架

0 ?引言

新能源汽車部件笨重且存在高壓安全風險，一是直流充電樁笨重，使用時移動不便。二是真實的直流充電電壓高達幾百伏，教學時危險性較高，且成本較高，可視化低，無法直觀的觀察直流充電的過程。因此，研發一款可視化高，安全，輕便，成本低的直流充電教學臺架具有現實意義和實用價值。

1 ?開發目標

主要目標是研制開發一款電動汽車直流充電教學臺架，其具備以下幾種功能：

①能將220V交流電轉化為低壓直流電，輸出電壓低于36V，用于動力電池充電;

②動力電池采用若干單體串聯方式，并設有分壓接觸器、正極接觸器和負極接觸器;

③能夠模擬直流充電過程，有直流充電槍和直流充電口;

④可以模擬設置直流充電故障，包括接地信號、互鎖、CC1信號、CC2信號、預充信號、通訊信號等十余種故障;

⑤具有功能互鎖效果，即當電池上電后充電槍插槍無效、當充電槍正確插接后電池上電無效。

2 ?具體方案設計

2.1 框圖設計

如圖1所示，包含充電口，充電柜，動力電池組，控制電路示教板和充電信息顯示板，故障設置盒，上電按鈕及其軟件設施。

整體工作策略：

①通過充電柜模擬實現給動力電池組充電，并將220V高壓轉換為安全電壓;

②充電信息模板可顯示實時充電狀態，電池電量等信息;

③由控制電路模板向同學們展示充電的流程，及控制直流充電的功率;

④故障設置盒可設置多種故障，以訓練對直流充電故障的排除及認知。（圖1）

2.2 故障設置

通過故障設置盒控制內部預充繼電器，主接觸器，直流充電負接觸器，直流充電正接觸器等繼電器的開閉，來實現模擬直流充電的故障設置。且充電口也采用九孔式充電槍，并可設置CC，CP，接地及互鎖故障。

2.3 控制實現

由80C52單片機編程，模擬電動汽車電池管理器，收集、檢測電池信息、狀態。實現對故障設置的監控。如圖3所示。

3 ?結語

本項目通過采用少量電池模擬新能源汽車的動力電池，直觀地演示直流充電的控制策略并能設置十幾個典型故障，更加透明的教學臺架，具有促進教學效果、降低觸電危險、保障教學安全、降低制造成本。

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