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EV /HEV 純電動和混合電動汽車充電器的設計 上海皇華信息科技 設計背景 1、汽車用化石能源石油資源的日益枯竭是不可逆轉的趨勢。 2、化石能源使用所帶來的大氣污染和溫室氣體對地球環境造成不可逆轉的影響。 3、傳統內燃機驅動汽車的能源利用率很低, 現在最高效的柴油機的能量轉換效率為45%,汽油機的轉換效率更低. 礦物燃料發電的轉換效率約70%,假設電池充電效率90%,車輛傳動效率為90%,則用電網電能驅動的純電動汽車的效率可達58%。 5、目前純電動汽車的發展主要受電池等儲能技術的制約. 制約因數有: 1）能量密度低.最高的鋰離子電池的能量密度為150W.H/KG,汽油為10000~12000W.H/KG. 一輛攜帶50KG汽油的汽車可以行駛600千米以上,而同類的電動汽車攜帶400KG的鉛酸電池一次充電只能行駛100千米左右。 2）快速充電接受能力差 設計注意事項 插入式混合電動車 (PHEV) 和電池電動車 (BEV) 是兩項快速興起的技術，可使用功能強大的電機和高電壓電池組作為動力和能量來源。由于電池的電量有限，PHEV 和 BEV 必須定期再充電，而這通常通過以某種形式連接到電網來進行。對于大多數用戶，1 級充電（15A-20A 時為 120 VAC）將是最可用的電源，由于所有用戶都可輕松接觸板載充電器，因此應能夠處理所有板載充電器。在其當前狀態下，多數用戶喜歡利用更快的 2 級充電（40A 時為 240 VAC）。相比 1 級充電，2級充電的充電時間更短，但需要更大的電源來供應相應的電流和電壓。通過能夠同時利用這兩種充電，您在充電選項上為客戶提供了更大的靈活性，以及更多可提供充電的位置。 用于這些汽車的 1 級和 2 級充電系統包含一個 AC / DC 轉換器，可從 AC 線產生 DC 電壓。這些輸入電源需要經過功率因數校正 (PFC) 來提升功率因數以符合地區法規標準。反向器的核心是實時 C2000 微處理器。此控制器被編程為執行控制環路以實現所有必需的電源管理功能，包括具有 PFC 的 AC/DC 和 DC/DC 以創建必需的電池充電配置文件。C2000控制器包含先進外設，例如高精度 PWM 輸出和 ADC，可讀取 ADC 并在單個時鐘周期內調節 PWM，從而實現實時控制。 為安全起見，還需要隔離處理器和電流與電壓，以及連接外界的通信總線。TI 數字隔離器具有邏輯輸入和輸出緩沖器，它由可提供 4kV 隔離的 TI 二氧化硅 (SiO2) 隔離勢壘進行隔離。當與隔離電源配合使用時，這些器件可以阻止高電壓、隔離接地以及防止噪聲電流進入本地接地和干擾或損害敏感的電路。高性能模擬部件還可提供重要系統的功能，例如MOSFET 驅動器、傳感器反饋、芯片電源和通信收發器。 1 級和 2 級板載充電系統的通信特定于應用。它取決于消費者是否需要此類系統來連接到電網。1 級充電在公共領域可能不太常見，而在家用充電領域最廣泛。另一方面，2 級充電將受益于電力線通信 (PLC) 集成或無線協議，在充電站和公用事業公司之間實現直接通信。這兩種充電級別都為用戶提供了連接到智能儀表類型應用或將數據記錄到其家庭局域網絡(HAN) 的選項，通過 PLC 或無線協議用于個人用途。其他通信選項為用戶提供更出色的靈活性，以便充分利用插入式汽車的全部優勢。 |
