一種電動汽車直流充電教學(xué)臺架的研制

孫虎

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

關(guān)鍵詞：電動汽車;直流充電;教學(xué)臺架

0 ?引言

新能源汽車部件笨重且存在高壓安全風(fēng)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(dá)幾百伏，教學(xué)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(fā)一款可視化高，安全，輕便，成本低的直流充電教學(xué)臺架具有現(xiàn)實意義和實用價值。

1 ?開發(fā)目標(biāo)

主要目標(biāo)是研制開發(fā)一款電動汽車直流充電教學(xué)臺架，其具備以下幾種功能：

①能將220V交流電轉(zhuǎn)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(lián)方式，并設(shè)有分壓接觸器、正極接觸器和負(fù)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(shè)置直流充電故障，包括接地信號、互鎖、CC1信號、CC2信號、預(yù)充信號、通訊信號等十余種故障;

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

2 ?具體方案設(shè)計

2.1 框圖設(shè)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(shè)置盒，上電按鈕及其軟件設(shè)施。

整體工作策略：

①通過充電柜模擬實現(xiàn)給動力電池組充電，并將220V高壓轉(zhuǎn)換為安全電壓;

②充電信息模板可顯示實時充電狀態(tài)，電池電量等信息;

③由控制電路模板向同學(xué)們展示充電的流程，及控制直流充電的功率;

④故障設(shè)置盒可設(shè)置多種故障，以訓(xùn)練對直流充電故障的排除及認(rèn)知。（圖1）

2.2 故障設(shè)置

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

2.3 控制實現(xiàn)

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(tài)。實現(xiàn)對故障設(shè)置的監(jiān)控。如圖3所示。

3 ?結(jié)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(shè)置十幾個典型故障，更加透明的教學(xué)臺架，具有促進(jìn)教學(xué)效果、降低觸電危險、保障教學(xué)安全、降低制造成本。

參考文獻(xiàn)：

[1]李瑞金，等.一種多蓄電池自動連續(xù)充電轉(zhuǎn)換裝置的開發(fā)實踐[J].價值工程.

[2]施輝.面向電力需求響應(yīng)的規(guī)模化電動汽車調(diào)控研究[J].內(nèi)燃機與配件，2019（24）：167-168.

[3]黃景鵬.淺述汽車離合器-變速器一體化示教臺架的教學(xué)應(yīng)用[J].內(nèi)燃機與配件，2016（09）：151-152.