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          充電樁從電源隔離到溫度監(jiān)測的一體化方案設(shè)計(jì)

          —— 充電樁從電源隔離,溫度監(jiān)測,ZLG
          作者: 時(shí)間:2023-07-31 來源:ZLG致遠(yuǎn)電子 收藏

          摘要:在全球能源危機(jī)和環(huán)境危機(jī)的大背景下,電動(dòng)汽車近年來行業(yè)增長迅速,也迎來了快速發(fā)展階段。本文將提供一種到溫度監(jiān)測的一體化設(shè)計(jì)方案,有效提高的抗干擾能力、穩(wěn)定性和安全性。

          本文引用地址:http://www.ex-cimer.com/article/202307/449110.htm

           

          充電樁的介紹及使用場景

          充電樁是用于電動(dòng)汽車的充電設(shè)備,相當(dāng)于汽車的加油機(jī),從充電方式上可分為直流充電樁和交流充電樁,從使用環(huán)境上可分為室外充電樁和室內(nèi)充電樁。充電樁通常由一個(gè)主控系統(tǒng)和多個(gè)子系統(tǒng)構(gòu)成,子系統(tǒng)一般包括電源供電系統(tǒng)、充電槍、電表、顯示屏、讀卡模塊、溫度檢測系統(tǒng)等,子系統(tǒng)與主控系統(tǒng)之間由CANRS485等隔離器件連接通信。

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          充電樁受到外界干擾示例

          一般來說,交流充電樁(慢充)是通過車載充電機(jī)為電動(dòng)汽車提供電能,充電速度較慢,電流電壓較??;直流充電樁(快充)則可以直接為電動(dòng)汽車的蓄電池提供直流電能,充電速度快,電流電壓較大。不論是直流樁還是交流樁,充電樁內(nèi)部的CAN、RS485、RS232的通信距離都不會(huì)很長,所以節(jié)點(diǎn)數(shù)并不多,一般的隔離通信器件都能滿足波特率、節(jié)點(diǎn)數(shù)量的需求。但是充電樁本身是一個(gè)強(qiáng)弱電結(jié)合的電子系統(tǒng),每個(gè)子系統(tǒng)之間還會(huì)相互串?dāng)_和存在共模噪聲影響,并且充電樁常常置于室外工作,易受雷擊、浪涌等外界環(huán)境影響。所以選擇具備更好EMC防護(hù)、可靠性更高的隔離通信方案尤為重要。

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          過溫引起火災(zāi)險(xiǎn)情(圖片源自網(wǎng)絡(luò),侵刪)

          另外,充電樁的使用環(huán)境也相對(duì)較嚴(yán)格,室外充電樁受自然環(huán)境影響更容易出現(xiàn)線路老化、漏電、短路等問題;室內(nèi)充電樁大多位于地下車庫內(nèi),空間狹小,車輛密集,容發(fā)生火災(zāi)事故。所以對(duì)充電樁的過溫故障實(shí)時(shí)監(jiān)測、預(yù)防火災(zāi)險(xiǎn)情是充電樁必不可少的一項(xiàng)功能。

          針對(duì)上述情況,我司提供了一種從到溫度監(jiān)測一體化的設(shè)計(jì)方案,可以有效地解決充電樁的電磁干擾、高溫?zé)龘p等問題,提高了充電樁的抗干擾能力、穩(wěn)定性和安全性。

           

          方案設(shè)計(jì)

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          充電樁整體方案框圖

          該方案使用了致遠(yuǎn)電子的A6G2C系列Cortex-A7核心板、CTM系列CAN隔離、RSM系列RS485、RS232隔離、ZAM系列PT1000測溫,可以完全滿足上述要求。高隔離耐壓性能、高精度溫度采集、小體積模塊與核心板一體化設(shè)計(jì),幫助用戶輕松快速實(shí)現(xiàn)功能,同時(shí)滿足復(fù)雜的電磁環(huán)境、寬泛的工作溫度范圍,有效保障充電環(huán)境的安全與穩(wěn)定。方案使用模塊及性能優(yōu)點(diǎn)如下:

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          A6G2C系列 無線IoT核心板

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          A6G2C-W256LI核心板可作為充電樁的主控板,板載高性能應(yīng)用處理器,并集成Wi-Fi、zigbee、LoRaNFC無線功能,搭載LinuxAWorks IoT操作系統(tǒng)。核心板上自帶Wi-Fi、藍(lán)牙模塊,可以實(shí)時(shí)遠(yuǎn)程收發(fā)數(shù)據(jù),對(duì)充電樁的系統(tǒng)進(jìn)行監(jiān)控、升級(jí),及時(shí)了解充電樁的全面情況。

          A6G2C-W256LI產(chǎn)品特性:

          內(nèi)核Cortex-A7;

          主頻528MHz

          內(nèi)存256M;

          低功耗、高性能;

          LinuxAWorks IoT操作系統(tǒng);

          工作環(huán)境溫度-30~+85℃。

           

          10W隔主寬電壓輸入電源模塊

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          E_UHBDD-10W模塊,用于主控板的隔離電源供電,可以提供優(yōu)異的EMS性能。

          E_UHBDD-10W產(chǎn)品特性:

          隔離電壓1500VDC;

          輸入電壓范圍9V~75V

          效率高達(dá)87%;

          可持續(xù)短路,自恢復(fù);

          輸出過壓保護(hù)、輸出過流保護(hù);

          工作環(huán)境溫度-40~+85℃。

           

          CTM1051AMG隔離模塊

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          CTM1051AMG隔離模塊,用于充電槍和主控板之間的CAN總線隔離通信,可以有效防止充電槍與汽車的連接與斷開時(shí)產(chǎn)生的ESD、瞬態(tài)的電壓變化、電火花等干擾,提供可靠的總線防護(hù)功能。

          CTM1051AMG產(chǎn)品特性:

          隔離電壓2500VDC;

          支持CAN FD,最高速率5Mbps;

          單網(wǎng)絡(luò)最多可連接110個(gè)節(jié)點(diǎn);

          超小體積,僅為一般產(chǎn)品的40%

          具備極低電磁輻射和高的抗電磁干擾性;

          工作環(huán)境溫度-40~+105℃。

           

          RSM485M隔離模塊

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          RSM485M隔離模塊,用于電表、絕緣檢測模塊與主控板之間的隔離通信,實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定電量的統(tǒng)計(jì)與計(jì)費(fèi),漏電檢測。

          RSM485M產(chǎn)品特性:

          隔離電壓2500VDC;

          超小體積;

          最多可連接64個(gè)節(jié)點(diǎn);

          電磁輻射EME極低;

          電磁干擾EMS極高;

          集成電源隔離和信號(hào)隔離;

          工作環(huán)境溫度-40~+105℃。

           

          RSM232D隔離模塊

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          RSM232D隔離模塊,用于顯示系統(tǒng)、讀卡模塊與主控板之間的隔離通信,完成身份識(shí)別、扣費(fèi)等功能。

          RSM232D產(chǎn)品特性:

          隔離電壓2500VDC;

          3.15V~5.25V 超寬壓輸入電源供電;

          電磁輻射EME極低;

          電磁干擾EMS極高;

          工作環(huán)境溫度-40~+85℃。

           

          ZAM6222系列雙通道熱電阻溫度測量模塊

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          ZAM6222B測溫模塊,用于充電槍接頭的溫度監(jiān)測。充電接頭是充電樁與電動(dòng)汽車的充電連接點(diǎn),易發(fā)生過溫現(xiàn)象。ZAM6222B監(jiān)測該點(diǎn)的溫度,配合主控系統(tǒng)及電子鎖模塊,可以預(yù)防充電過程中過壓、短路、漏電等故障引起充電槍的高溫?fù)p壞,同時(shí)也可以作為充電樁內(nèi)部的實(shí)時(shí)溫度監(jiān)測模塊,起到火災(zāi)預(yù)警作用。

          ZAM6222B產(chǎn)品特性:

          兩通道PT1000熱電阻測量;

          -100~300℃測溫范圍;

          0.02%±0.1℃測溫誤差(三線制);

          0.1%±0.2℃測溫誤差(二線制);

          工作環(huán)境溫度-40~+85℃;

          斷線檢測功能。



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