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2024-11-15
发表了主题帖：新能源汽车预充控制原理解析

本文章主要是对直流充电（快充）的工作原理进行分析，以便让各位读者了解新能源汽车充电的整个过程。充电系统分为常规充电（俗称慢充）及快速充电（俗称快充）两种方式。慢充系统：慢充系统使用交流220V单相民用电，通过整流变换，将交流电变换为高压直流电给动力电池进行供电。慢充系统主要部件：供电设备（电缆保护盒、充电桩&充电线等）、慢充接口、车内高压线束、高压配电盒、车载充电机、动力电池等。快充系统：快充系统一般使用工业380V三相电，通过功率变换后，直接将高压大电流通过母线直接给动力电池进行充电。快充系统主要部件：电源设备（快充桩）、快充接口、车内高压线束、高压配电盒、动力电池等。我们要对车辆进行充电，需要经过一系列的操作才能完成，下面我们主要对快充系统的充电原理进行分析。 01 摘枪、插枪过程按着充电枪的机械锁按钮，把枪从充电桩中摘下来，再插入车辆的直流充电口。（根据电路原理图图1进行分析）在充电枪放置在充电桩时，这是机械锁是锁止的，这时S是闭合的，在检测点1所示的电压为6V，如图2所示；当按下充电枪的机械锁时，这时S就断开的，检测点1的电压为12V（蓄电池电压），如图3所示。当把充电枪插入充电座时，这时S还是断开的，R1与R4就形成了一电路，监测点1的电压为6V，如图4所示；但放开机械锁按钮，这时R1、R4与R2形成了电路，这时监测点1的电压为4V，如图5所示。同时，监测点2（CC2）也收到一个插电确认电压，此电压为辅助确认信号；电子锁同时上锁。由此以上几个对检测点信号的变化，非车载充电机控制器就接受到充电枪从摘抢到插枪的步骤操作完成。 02.充电桩对车电压供给及充电桩的自检过程在完成上面操作，非车载充电机控制系统收到完成插枪信号，这时控制系统就控制接通对电动车低压供电系统进行供电，以保证对车辆充电顺利完成，以防车辆因蓄电池电压不够而导致充电操作中断或失败（因为充电过程需要较长的时间，一般需要4-6小时）；在对车辆低压供电之后，充电桩进行对充电电路进行自检，如图6所示；并输出绝缘监控电压，如图7所示；和泄压过程，如图8所示。 03 充电控制器的自检过程这时完成充电侧的检测时，这时断开K1、K2。充电控制器发出充电辨别匹配报文。 04 车辆完成充电准备过程车辆接收到充电控制器发送的充电辨别匹配报文时，进行车辆充电侧的检测，这时闭合K5、K6，对充电电路进行监测，监测完成后；车辆控制器就给充电控制器发送充电就绪报文，如图9所示。 05.充电控制器完成充电准备这时充电控制器接收到车辆控制器送过来的报文，就闭合K1、K2，同时发送充电就绪报文。 06.进行充电过程充电控制器发送充电状况报文，同时对车辆（动力电池）输出充电电流；车辆这时也同时发送动力电池状态信息，如图10所示。 07.中止充电过程（充满停止）当电池充满中止充电或是充电控制器中止充电时，充电控制器发出充电中止报文，同时断开K1、K2；车辆接受到中止报文时，断开K5、K6，如图11所示。 08.停止阶段，释放能量过程在充电端和电池端都断开后，要进行电路能量的释放。如图12所示。 09.断开辅助电源及电子锁完成以上操作后，充电控制器断开对车辆的辅助电源K3、K4；并同时解除电子锁。经过以上几大步骤的操作，就完成了对车辆进行直流快充充电，给车辆补给了能量。 10.总结本文主要描述分析了直流快充对车辆充电的充电原理，分步骤、分层面地进行分析剖析整个充电过程。
2024-11-13
发表了主题帖：浅析特斯拉MODEL 3控制板继电器驱动电路

本帖最后由火辣西米秀于 2024-11-13 09:36 编辑介绍MODEL 3的BMS控制器，这次是总结继电器驱动电路（如下图所示），请大家不厌其烦地再看下，哈哈。整个驱动电路的拓扑结构如下图：继电器供电从P1输入，继电器驱动信号与电源从P2输出，一共输出四路低边驱动信号到外面；注意这里存在两路高边开关，这个有点特殊，后面再讲。 MODEL 3控制器的继电器驱动输出信号都集中在P2连接器上面，如下图：这个连接器为44PIN，来自于厂家JST，型号为S44B-RAD1AK；可以看到在B面连接器附近有很多二极管，这个是用来做端口防护的。 P2连接器的继电器相关引脚定义如下，上面一共有4路继电器驱动：主继电器与快充继电器，注意上面没有预充继电器的驱动哦，因为它的预充功能使用DC\DC实现。而继电器驱动电路的供电来自于P1连接器，如下图所示：这条供电线在T面经过端口防护之后，打孔走到了B面，然后通过宽的铜皮一直走到继电器驱动电路那里。整个继电器驱动电路的关键模块如下图所示：①为供电防反电路，②为快充继电器电源开关，③为主继电器电源开关，④为快充继电器驱动电路，⑤为主继电器驱动电路；在②和③中，除了PMOS开关外，还存在电流检测电路，目的是用于限流。再看一下电路的关键器件，如下图： ①、防反PMOS管：Infineon-IPD50P04P44L-11 ②、PMOS电源开关：Infineon-IPD50P04P44L-11 ③、电流检测电阻：0.02Ω ④、滤波电感：100uH ⑤、滤波电感：220uH ⑥、储能电容：680uF/35V ⑦、双通道PMOS高边开关：VISHAY-SQJ963EP ⑧、四路低边驱动开关：NEXPERIA-BUK9Y107-80E 两路主继电器的低边驱动电路电路示意图如下，关键点是使用单个二极管作为线圈续流电路，同时在驱动输出端口加了TVS做防护，而且电源输出端口也加了TVS防护。两路快充继电器低边驱动电路快充驱动电路与前面有所变化，其中一路如下图所示：继电器驱动防护电路使用了二极管+TVS管的组合形式，而且TVS管还并联了一个电阻，前面有篇文章介绍过，这个TVS管可以加速电感放电，这个电阻也可以加速电感放电，二者同时使用可以取长补短，所以此处我认为这个电阻也是用于给电感放电用的。同时又发现在电阻的两端放置了一个PMOS高边开关，它可以将TVS+电阻进行短路，但短路的目的难道是降低钳位电压、增加放电时间吗？
2024-11-11
发表了主题帖：介绍一下国标直流充电桩充电流程

本帖最后由火辣西米秀于 2024-11-11 11:00 编辑在充电过程中，如果遇到无法直流充电的问题，了解充电流程能够更快的识别问题所在。 GB/T18487.1将充电流程分为：物理连接完成、低压辅助上电、充电握手阶段、充电参数配置阶段、充电阶段、充电结束阶段，如图1。图1 直流充电流程一.物理连接物理连接是电动汽车直流充电的第一步。较多的充电故障是在物理连接或参数配置阶段出现问题从而导致无法充电或充电启动失败。国标的充电枪有16根枪线。9+7，9孔枪头，再加上7根枪线内的线缆，如图3所示。图3 充电连接界面示意图 7根线是4+3。将枪头和枪座锁止的功能交给了充电桩，多出了电子锁的4根线; 将枪头温度检测功能交给了充电桩，又多了3根线。图4 充电枪头和充电插座充电枪的枪头上有一个机械锁，标准上约定为S开关。自然状态下为＂常闭＂整个摘枪-插枪的物理连接过程可分为以下四步： U1、U2电压为12V。 a. 充电前，枪头插在挂枪座上图5 充电枪自然状态下未插入充电插座 S开关闭合，未插入充电插座中的CC1，经R2、S开关与PE（地）构成回路，如图5所示。此时非车载充电机控制器检测点1的电压为6V。 b. 按住枪头从挂枪座上取下枪头图6 按住枪头从挂枪座上取下枪头 S开关断开、未插入充电插座（按住枪头），如图6所示。此时非车载充电机控制器检测点1的电压为12V。 c. 按住枪头，并将枪头插进枪座图7 按住枪头，插入充电插座 S开关断开、插入充电插座，如图7所示。此时CC1回路经过车辆侧的R4电阻（1kΩ）经PE构成回路，非车载充电机控制器检测点1的电压为6V。车辆检测点2的CC2回路串R3电阻（1kΩ）经PE构成回路，车辆控制器检测点2的电压为6V。 d. 松开手，也即插入充电插座图8 插入充电插座，松开枪头 S开关闭合、充电枪完全连接，电子锁动作（插入松手）如图8所示。非车载充电机控制装置通过测量检测点1的电压值判断车辆插头与车辆插座是否已完全连接，当检测点1的电压值为4V，则判断车辆接口完全连接。此时车辆控制器检测点2的电压为6V，判断已经连接。此时双方均已确认接口完全连接，电子锁锁定，车辆应国标要求应处于不可行驶状态。检测点1（CC1）、检测点2（CC2）的电压变化如图9所示。图9 检测点1（CC1）、检测点2（CC2）的电压变化判断完成物理连接的依据是：1，CC1端口电平为4V；2，充电枪头和枪座锁止。二.低压辅助上电软件上，充电桩控制器执行闭合K3、K4的程序; 硬件上，K3、K4闭合，12V的辅助电源通过充电枪上的A+、A-给车辆端的BMS供电。补充: 1.当前，很多车型的BMS供电并不需要通过充电桩提供，而是由车辆的DC/DC供电。但是，即使如此，充电桩仍然需要执行K3、K4闭合的动作，车辆端要接收从0V跳变到12V的“使能”信号才会启动充电。三.充电握手阶段充电握手阶段分为握手启动和握手辨识两个阶段。 1.握手启动阶段 2.握手辨识阶段 3.充电握手流程分析互发握手报文后，进入绝缘检测阶段。 a.充电握手阶段物理连接后，辅助电源K3、K4闭合，使低压辅助供电回路导通，充电机启动握手报文。如图2.1。图2.1 充电握手阶段 b.绝缘检测阶段1_检测是否满足绝缘要求。闭合K1、K2进行绝缘检测，如图2.2所示。绝缘检测时的输出电压应为车辆通信握手报文内的最高允许充电总电压和供电设备额定电压中的较小值。R＞500Ω/V，绝缘正常;100Ω/V＜R＜500Ω/V，绝缘异常但仍可充电;R＜100Ω/V，绝缘故障，不可充电。图2.2 绝缘检测阶段1:闭合K1、K2 补充: 充电桩所做的绝缘检测，由充电模块发出的充电电压作为电压源，检测DC+和DC-母线对PE的阻抗。在做绝缘检测之前，K1、K2闭合，K5、K6断开。 c.绝缘检测阶段2:泄放能量检测绝缘结束，断开绝缘检测电路开关。泄放电路开关闭合，启动泄放电路，如图2.3所示。图2.3绝缘检测阶段2:泄放能量 d.辨识阶段:充电桩与车辆BMS互相辨识。残余电压泄放完毕后退出泄放电路，断开K1和K2接触器，同时开始周期发送通信握手报文，如图2.4所示。图2.4 辨识阶段:充电桩与车辆BMS互相辨识补充: 充电桩系统的绝缘检测，在进入充电流程时，是由充电桩完成的; 进入充电流程之后，是由车辆完成的。四.充电参数配置阶段 1.充电状态流程图 2.充电参数配置阶段流程 3.充电参数配置阶段流程分析五.充电阶段在充电配置阶段，车端闭合K5、K6，然后桩端闭合K1、K2，这样充电模块就和被充电的动力电池构成了充电回路，充电流程就进入了充电阶段。在充电阶段，车端按50ms周期发BCL报文，按250ms周期发BCS报文，桩端按50ms周期发CCS报文。充电桩根据车端电压和电流需求，实时调整充电电压和充电电流。车端还会按照250ms的周期发送BSM报文，按10s的周期发送可选的报文，如BMV、BML、BSP等。桩端根据报文信息，实时判断电池状态是否正常，实时判断桩端是否满足充电结束条件。车端实时判断电压和电流是否正常，判断车端是否满足充电结束条件。车端满足充电结束条件，发送BST，桩端满足充电结束条件，发送CST。BST和CST的发送周期是10ms。充电状态流程如图1所示。图1 充电状态流程图图2 充电阶段的报文 BCS报文信息包括动力电池组的充电电压、充电电流、最高单体电池电压、SOC、估算剩余时间。桩端超过5s没有收到该报文，就应立即结束充电。 BCL报文信息包括电压需求、电流需求和充电模式。桩端超过1s没有收到该报文，就应立即结束充电。 CCS文信息包括充电模块的输出电压、输出电流、累计充电时间、充电允许或暂停。BMS超过1s没有收到该报文，就应立即结束充电。六.充电结束阶段在充电阶段，充电模块收到中止充电指令后关闭模块的输出，执行泄放动作; 之后，充电流程才进入充电结束阶段。在充电结束阶段的一开始，车端BMS和桩端控制器交互统计数据报文BSD和CSD，车端在确认充电电流变为小于5A ，收到CSD后断开 K5和 K6，桩端在收到BSD后断开 K3、K4，电子锁解锁。整个充电流程结束。 1.交互BSD和CSD报文收到BST/CST之后，超过10s没有收BSD/CSD报文为通信超时故障。 CSD报文表示充电机本次充电过程的充电统计数据，包括累计充电时间，输出电量，充电机编号。 BSD报文表示BMS对于本次充电过程的充电统计数据，包括初始SOC、终止SOC、电池单体最低电压、最高电压、最低温度、最高温度。 2.断开接触器，解锁 3.非正常条件下充电中止 1. 充电桩故障，2. 车辆故障，3. 通讯超时，4. 机械S开关状态异常，5. 电子锁故障，6. 输出电压超过电池允许电压。整个直流充电过程和控制时序可见下图。附图1 直流充电连接过程和控制时序
发表了主题帖：电动汽车充电接口的标准及控制电路

本帖最后由火辣西米秀于 2024-11-11 08:53 编辑中国的电动汽车标准充电接口和握手电路的参考标准部分，分别是GB/T 20234和GB/T 18487.1。其中交流充电接口的最大电压为三相440V AC，电流最大63A AC；而直流充电的最大电压为1000V DC，电流在自然冷却下最大300A DC，主动冷却下最大电流为800A DC。（主动冷却是修订新增的，目前还未发布）为适应目前国内超充大功率的要求，在新修订的标准中，增加了液冷的要求，以满足至少500A及以上的电流的要求，随着新标准的即将发布，国内将结束超充无标准可依的情况，彻底解决了充电接口认证只能按照250A电流标准进行认证的尴尬局面。车桩握手的参考接口电路如下：图2、国标交流充电车桩握手参考电路当然，不同的连接方式，接口电路稍有差异，但原理都是一致的。其CP信号的握手占空比如下：表3、GB/T 18487 交流CP信号握手标准图3、国标直流车桩握手参考电路图4：交流桩充电接口操作图5：直流桩充电接口操作
2024-11-07
发表了主题帖：新能源汽车隔离、有桥单向车载充电机内部原理

本帖最后由火辣西米秀于 2024-11-7 09:02 编辑 1.主功率电路 1.1车载充电机-单向充电机（交流→直流）- 隔离型充电机 🍉 注:判断是否为隔离型充电机→看是否有变压器→有变压器为隔离型充电机。单向充电机是指能够实现电网到电动汽车或电池的单向能量传递的充电设备。 1.2充电机输入保护电路 220V交流电→保险→X电容（消除差模干扰）→压敏电阻（过压保护）→6个泄放电阻（见下图，泄放电阻可控制电容器放电速度，防止电压突变，保护电路，消耗余电。）→共模电感（消除共模干扰）→Y电容（消除共模干扰）→共模电感（消除共模干扰）→X电容→四个二极管（采集电压的控制电路，AC→DC）→预充回路（预充继电器&预充电阻）→四个二极管（整流，AC→DC，输出310V直流电）→电容（滤波） 🌱补充: 有桥PFC整流 1.3PFC升压电 🍰PFC:PFC，即功率因数校正（Power Factor Correction），是一种用于提高电源效率和减少电能浪费的技术。它主要通过校正电流波形，提高功率因数（即有功功率与视在功率之比），从而减少能源浪费和电磁干扰，对提升电力系统的整体效率、降低能源消耗和减少环境污染具有重要意义。 🎧交错并联式:310V直流电，两路分别经过一个电感，一个二极管，一个场效应管。关键元器件:电感→二极管→场效应管（310VDC→～400VDC） 🎧其他元器件:后级电路电容（滤波），六个大电容（预充回路），电流互感器（检测场效应管的工作电流） 1.4DCDC转换电路 🎼DCDC转换电路特指将直流电（DC）转换为另一种直流电（DC）的电路，主要用于调整电压水平或电流特性以满足不同电子设备的需求。如降压（Buck）转换器、升压（Boost）转换器、降压-升压（Buck-Boost）转换器等。 🌿该款充电机的DCDC转换电路包括三个过程:DC→AC，AC→AC，AC→DC。 🍃～400VDC→四个场效应管→交流电→变压器→将交流进行降压或升压→四个二极管→整流→输出EMI及保护电路→动力电池所需直流电。 1.5输出EMI及保护电路接上→电容（滤波）→共模电感（消除共模干扰）→Y电容（消除共模干扰）→继电器（保护电路）→动力电池所需直流电。 🍀车载充电机总体流程车载充电机内部简化原理图车载充电机原理总结：车载充电机首先将220V交流电通过输入保护电路进行处理，包括消除差模和共模干扰、过压保护、控制电容器放电速度等，以保护电路并防止电压突变。接着，经过有桥PFC整流电路，实现交流到直流的转换，并输出310V直流电。随后，通过PFC升压电路，利用功率因数校正技术提高电源效率，减少电能浪费，将310V直流电升压至～400V直流电。最后，DCDC转换电路将直流电转换为动力电池所需的直流电，经过输出EMI及保护电路后，为动力电池提供稳定、安全的直流电供应。
2024-11-06
发表了主题帖：新能源汽车交流充电流程

本帖最后由火辣西米秀于 2024-11-6 08:42 编辑交流充电原理交流充电指电网给电动汽车输入的电压为交流电，通常为单相220V交流电或三相380V交流电。交流电通过标准的充电插头与插座进入安装在车辆内部的车载充电机，由OBC把交流电转换为适合动力电池的直流电压，完成交流充电。一、交流充电枪的针脚定义二、交流充电系统构成交流充电系统主要是由交流充电设备、高压线束、交流充电口、车载充电器、高压配电箱、动力电池包、电池管理器等部件组成。三、交流充电流程按照GB/T 18384.1-2023，当电动汽车使用模式3进行充电时，可使用以下3种连接方式进行充电连接装置的连接确认及额定电流参数的判断。注:控制导引电路中也可以不配置开关S2，无S2开关的车辆应采用单相充电，且最大充电电流不超过8A。出于用户安全考虑，不推荐使用无S2的控制引导电路。图1 模式3连接方式A的控制导引电路原理图图2 模式3连接方式B的控制导引电路原理图图3 模式3连接方式C的控制导引电路原理图 C1、C2...——供电设备内部交楼接触器/继电器; S1——供电设备内部PWM信号切换开关; R1——供电设备内部控制导引电路电阻; S2——车辆内部控制导引电路电阻; R2、R3——车辆内部控制导引电路电阻; S3——车辆插头内部常闭开关; R4、Rc——车辆插头内部控制导引电路电阻; RSD可采用与供电设备集成或分立安装的形式 🥥充电流程 1.CC充电连接确认:当充电插头与车身交流充电口完全连接后，充电桩中的供电控制装置通过检测点4检查到端子CC连接确认信号。此时，供电控制装置将S1开关从+12V挡切换至PWM信号挡(脉冲宽度调制信号)。车辆控制器通过测量检测点3与PE之间的电阻值来确认当前充电连接装置（电缆）的额定容量。图4 充电枪插入充电座 2.CP控制确认:S1开关切换至PWM挡后，供电控制装置同时进行PWM信号的发送和检测点1电压的测量，以此确认充电线路连接情况。车辆控制装置通过监测检测点2上接收到的PWM信号，来判断供电设备的供电能力，并完成充电装置完全连接的确认。图5 CP控制引导信号，PWM波形信号，用占空比和幅值电压代表充电能力和充电状态图6 供电设备产生的占空比与充电电流限值映射关系图7 电动汽车检测的占空比与充电电流的映射关系 3.车辆控制装置检测电阻:车辆控制装置通过检测点3测量端子CC和端子PE之间的电阻Re。线路中开关S3为车辆插头的内部常闭开关，与插头上的机械锁止装置相关联，按下机械锁止开关，S3开关即断开。当插头与插座完全连接后，车辆控制装置通过测量检测点3与PE之间的阻值，确认完全连接，得到充电连接信号，完成充电唤醒过程。图8 CC充电连接，接收电阻信号，不同阻值代表充电线缆能力和充电枪的连接状态 4.系统判断车辆准备就绪:系统确认充电装置完全连接后，供电控制装置通过测量检测点1的电压判断车辆是否准备就绪，当电压值达到规定值时，供电设备控制装置接通开关C1、C2，分别为供电插头的L、N端子供电。图9 充电枪和车辆完全连接，同时动力电池可以充电，S2闭合，待电子锁上锁后，K1、K2（C1、C2）闭合开始充电图10 检测点1的电压状态及对应的充电过程状态 5.BMS检测并发送指令:BMS(动力电池管理系统)检测充电需求，同时给车载充电机发送工作指令，并控制车辆低压电路中的相关继电器吸合，车载充电机执行充电程序，同时点亮充电指示灯。 6.充电过程中的监测:在充电过程中，系统会周期性地检测相关检测点的电压值，以确认供电线路的连接情况。具体来说，车辆控制装置测量检测点2和检测点3的电压，供电控制装置测量检测点1和检测点4的电压，监测周期不大于50毫秒。此外，车辆控制装置持续监测检测点2收到的PWM信号，当占空比信号发生变化时，调节车载充电机的输出功率，监测周期不大于5秒。 7.充电完成:当BMS检测到充电完成，或达到车辆设置的充电完成条件，或驾驶员执行停止充电的指令时，车辆控制装置断开S2开关，使车载充电机停止充电;供电控制装置将S1开关切换至+12V档。在检测到S2开关断开的信号后，供电控制装置断开K1、K2供电回路。图11 交流充电控制导引电路原理图
2024-11-03
发表了主题帖：欧标VS国标：交流充电流程大揭秘

本帖最后由火辣西米秀于 2024-11-5 09:45 编辑我们就来一起探讨一下欧标交流充电的相关内容。一、充电连接装置欧标车与国标车的充电连接装置的区别主要体现在以下几个方面：接口设计：欧标车的充电接口（参考标准:IEC 62196）内部含有金属芯，而国标车的充电接口（参考标准:GB/T 20234）则带有金属套筒。这种设计上的差异使得两者在物理结构上完全相反。充电插头：欧标的充电桩插头更像是国标车上的充电接口，而国标充电桩插头则与欧标车上的充电接口相匹配。图1 国标充电连接装置图2 欧标充电连接装置尺寸差异：欧标充电接口的尺寸通常比国标接口要大一些。这种尺寸上的差异是为了适应不同标准的充电插头。图3 充电接口尺寸参数兼容性问题：由于物理结构和尺寸上的差异，欧标车和国标车在充电时可能存在兼容性问题。然而，随着技术的发展和接口转换器的应用，这种兼容性问题在很大程度上得到了解决。车主可以通过使用接口转换器，使欧标车能够在国标充电桩上进行充电。二、交流充电枪的针脚定义 🍈国标针脚定义: 🍈欧标针脚定义: 三、通信协议国标通信协议采用GB/T 27930标准。欧美标通信协议通常采用DIN70121和ISO15118。四、充电功率国标GB/T 20234.2-2015:其额定电压不超过440V（AC），频率50Hz，额定电流不超过63A（AC）。欧标IEC62196.2-2022:其额定电压不超过480V（AC），频率50～60Hz，额定电流不超过70A（AC单相）或63A(AC三相)。注:欧标IEC62196.2-2022规定了三种不同的充电接口配置，这里主要介绍的为配置二（也就是上面欧标7孔的充电口）。五、PWM占空比国标和欧标充电过程均通过监测PWM信号的占空比来确认供电设备的最大供电电流，但具体的监测方法和要求可能有所区别。 ①电动车辆检测的占空比与充电电流限制映射关系 ②供电设备产生的占空比与充电电流限制映射关系 🍡注:欧标PWM占空比参考IEC 61851.1-2017 🍡国标PWM占空比参考GB/T 18487.1-2023 六、充电流程欧标交流充电流程参考IEC 61851.1-2017 国标交流充电流程参考GB/T 18487.1-2023 🦴🦴🦴🦴🦴🦴🦴🦴🦴🦴🦴🦴🦴🦴🦴🦴 🍥🍥🍥 图1 欧标交流充电控制原理图 🫐欧标正常充电顺序（IEC 61851.1） 🍵充电桩端步骤步骤一:插枪后，交流桩控制输出+12V常电，并通过检测点1的 CP电压幅值来判断枪连接状态，当该检测点处的电压由12V变为9V±0.6V（国标为9V±0.8V）时，则判定为车辆完全连接。步骤二:交流桩进行自检，若存在自身故障，则交流桩显示故障指示灯，并且终止充电流程，否则控制桩内开关S1从常电+12V档切换至PWM(-12V~+12V)档，开始输出PWM占空比，并与车端建立PLC通讯。步骤三:当OBC内部开关S2闭合后，此时交流桩能检测到检测点1处的CP电压幅值由9V±0.6V变为6V±0.6V(国标为:9V±0.8V变为6V±0.8V)，开始输出高压。步骤四:交流桩有3种停止输出方式: 1、电网停电; 2、充电过程中刷卡断电，先将开关S1从PWM切换到常电+12V连接状态，即先断开占空比输出，再断开交流开关 K1和K2; 3、充电结束或充电终止，OBC先断开S2，桩检测到S2断开时在100ms内通过断开接触器K1和K2切断交流供电回路，当超过3s未检测到S2断开则可以强制带载断开接触器 K1和K2切断交流供电。 🍵车端步骤步骤一:插入充电枪后，OBC控制器被CAN或PP唤醒后，开始向动力网发送报文“充、放电系统工作状态”为“初始化状态”。步骤二:OBC通过检测点3进行PP端电阻RC的检测，并通过报文“CC电阻”(OBC_Ox361 1.0-2.7)将阻值发出。若电阻值在60Ω≤RC<45000Ω（国标为40Ω≤RC＜4100Ω）的范围内，则OBC发送报文“充电连接装置连接状态”为“标准枪连接”。步骤三:OBC实时自检，自检正常则继续执行流程，否则报对应 OBC故障，并结束流程。步骤四:60Ω≤RC<4500Ω（国标为40Ω≤RC＜1700Ω）则判定为充电枪完全连接，执行步骤五; RC<60Ω或RC>4500Ω则判定为无充电枪连接（国标为2300Ω≤RC＜4100Ω则判定为充电枪半连接，10s内检测到满足40Ω≤RC＜1700Ω则同步执行步骤五，若10s后仍处于半连接状态，则结束流程，），则结束流程，进入直接式网络管理流程。步骤五:10min内监测到PWM占空比，并通过报文“PWM波占空比监测”(OBC_0x37D_4.0-4.7)将占空比发出;当检测到PWM占空比为[8%,97%]时，发送报文“充、放电系统工作状态”为“充电准备就绪”(OBC_0x24A_1.2-1.50x1)，且按欧标协议充电。当检测到PWM占空比为[0%,3%)、(7%,8%)、(97%,100%]时，发送报文“充、放电系统工作状态”为“充电结束”(OBC_0x24A_1.2-1.5_0x3)，且发送报文“充、放电系统故障状态”为“充电设备故障(OBC_0x24A2.0-2.3_0x4)，并记录故障码为 P157400:供电设备故障。10min内均未监测到PWM占空比，则在计时结束时结束流程，进入休眠流程。 EEWORLDIMGTK16 （国标为:当检测到PWM占空比为[8%,11.5%]、[19%,21%]、[39%41%]时，发送报文“充、放电系统工作状态”为“充电准备就绪"，当检测到PWM占空比为(11.5%,19%)、(21%,39%)、(41%,90%)时，发送报文“充、放电系统工作状态”为"充电准备就绪",且按旧国标协议充电。当检测到PWM占空比为[93%,97%]时，发送报文“充、放电系统工作状态”为“充电准备就绪"，且发送报文“接地状态”为“故障”(OBC_Ox24A_2.4-2.5_0x1)。当检测到PWM占空比为[0%,8%)、[90%,93%)、(97%,100%)时，发送报文“充、放电系统工作状态”为“充电结束”且发送报文“充、放电系统故障状态”为“充电设备故障”）附录-交流充电时序: 喜欢sunny的话记得关注点赞在看哦~
发表了主题帖：电动汽车直流充电新旧国标对比及直流充电接口技术革新:GB/T18487.1与GB/T20234系列

本帖最后由火辣西米秀于 2024-11-8 08:38 编辑一、采用GB/T 20234.3规定的充电连接装置的GB/T 18487.1 直流充电控制导引电路 ①GB/T 18487.1 直流控制导引电路图1.1 GB/T 18487.1 直流控制导引电路（2015版）图1.2 GB/T 18487.1 直流控制导引电路（2023版） 2023版与2015版的的直流控制导引电路并无区别，仅仅更改了开关的命名。 GB/T 18487.1-2023《电动汽车传导充电系统第1部分：通用要求》是对GB/T 18487.1-2015的更新和替代。新版标准在2023年9月7日发布，并从2024年4月1日开始实施。2023版相比于2015版主要变化如下： 1.剩余电流保护要求：2015版标准要求充电设备配备A型剩余电流保护，而2023版标准在此基础上增加了对直流6mA及以上的平滑直流剩余电流的保护要求，即A+6方案。 2.直流充电设备的剩余电流保护：2023版标准首次提出了直流充电设备可以配备与交流充电设备类似的剩余电流保护功能或单元，以提高设备的安全性和可靠性。 3.技术内容更新：2023版标准保持了2015版的技术内容，并进行了更新，以满足中国现行直流充电接口GB/T 20234.3所配套充电系统的未来需求。 4.国际标准对齐：新版标准的漏电保护要求与欧标保持一致，对标了IEC国际标准。 5.安全性与可靠性：新版标准强调了充电过程的安全性与可靠性，针对市场上存在的安全隐患和事故，提出了更严格的保护措施。 6.标准修订背景：随着中国新能源汽车保有量的增加和充电桩的广泛建设，旧版标准已不能完全满足现实需求，因此新版标准在原有基础上进行了修订和升级。 ②GB/T 20234.3 充电连接装置图2.1 GB/T 20234.3 充电接口-插头&插座（2015&2023版） 2023版与2015版的充电接口并无区别，低压辅助电源A+、A-的额定电流由20A变为10A。图2.2 触头连接界面示意图（2015版）图2.2 触头连接界面示意图（2023版） CC2插套高度由2015版的31mm变为2023版的26mm。 GB/T 20234.3 2023版相比于2015版更改如下: 1.更改了额定电流和额定电压:2023版提高了直流充电接口的额定电流和额定电压，以满足更高功率的充电需求。2023版适用于额定电压不超过1500V（DC），额定电流（持续最大工作电流）不超过800A(DC)的直流充电接口;2015版适用于充电模式4及连接方式C的车辆接口，其额定电压不超过1000V（DC），额定电流不超过250A(DC)。 2.增加了锁止装置要求:新版标准要求直流充电接口必须具备锁止装置，以确保连接的安全性和可靠性。 3.更改了车辆插座CC2插套高度尺寸:2023版对车辆插座的CC2插套高度尺寸进行了更改，以适应新的设计和安装需求。 4.增加了锁止装置结构示例:标准中提供了锁止装置的结构示例，以帮助制造商和用户更好地理解和实施锁止装置的要求。 5.提升了耐振动和机械冲击试验要求:新版标准增加了耐振动和机械冲击试验的要求，以确保充电接口在恶劣环境下的可靠性。 6.优化了部分尺寸与公差:为了改进生产工艺和提高产品可靠性，2023版对部分尺寸和公差进行了优化。 7.增加了温度监测和主动冷却要求:新版标准要求充电接口具备温度监测功能，并增加了主动冷却要求。详细的直流充电流程如下: 二、采用GB/T 20234.4规定的充电连接装置的GB/T 18487.1 直流充电控制导引电路图3.1 GB/T 18487.1 直流控制导引电路（2023版）相比于2015版新增充电安全的要求:锁止功能、触点粘连、绝缘检测（1MD）、泄放功能、启动电流限值、充电控制及监测、电气隔离、X/Y电容、电缆组件的热管理系统、过载电流和短路保护、停电保护、绝缘性能和保护措施、停机功能。图3.2 GB/T 20234.4触头连接界面示意图(2023版) GB/T 20234.4规范了新型充电接口和适配器设计和指标,提出了具有中国技术特点的大功率温度失控侦测技术，保证了大功率充电情况下对严重故障的准确判定，定义了下一代直流充电系统车与充电机的物理连接方式。 GB/T 20234.4充电口适用范围:适用于额定电压不超过1500V(DC)、额定电流（持续最大工作电流）不超过800A（DC）的直流充电接口。 GB/T 20234.4充电口取消了低压辅助电源。满足未来需求，未来规划车辆不再使用辅助电源的功率后，可降低辅源额定电流，减小电缆线径;当前2015+使用辅源作为预约充电和重新启动的唤醒信号;未来可作为V2X的供电电源。取消用辅助电源功能，可逐步降低车辆低压电源完全失效的概率，也可避免辅源质量不稳定造成车辆损坏。
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本帖最后由火辣西米秀于 2024-11-11 10:49 编辑一、实物图水冷风冷自然风二、OBC框图 1.功能框图 OBC核心功能:把交流电变成高压直流给电池充电。 2.系统框图 CC、CP信号输入给谁检测是由系统决定的，不同的的车会有不同的设计，看具体车型线路。三、OBC内部结构示意图充电机把220V交流→高压直流一般采用两级的结构 PFC电路，用于校正功率因数大功率电器没有PFC会影响电网转换电路框图 PFC+LLC 前级PFC:交流电→直流; 后级LLC（隔离的DCDC转换器）:直流电→需求直流电。前级桥式PFC电路，和后级LLC电路都是需要有一个控制器来控制的。隔离驱动控制四个开关管的开闭。四、OBC常见故障开关管烧坏、二极管烧坏、驱动芯片烧坏五、北汽EV200车载充电机六、直流转换器DCDC原理和维修 1.DCDC系统主要功能框图 2.详细的系统框图 3.DCDC的内部结构示意图 4.DCDC转换的核心原理高压电→14V低压分压或线性电源效率太低了采用开关电源的方式进行转换北汽EV200的DCDC转换器 ❓怎么判断DCDC转换器有没有工作？ 1.保证线束的正确连接 2.用万用表测量一下输出电压 3.上电测万用表电压，看电压是否在13.8-14V之间，若是DCDC正常，若不是检查一下是否有高压输入，保险是否烧蚀，使能脚是否有输入。
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本帖最后由火辣西米秀于 2024-11-4 09:23 编辑一、慢充结构图二、充电流程 1.插上充电枪; 2.车载充电机输出12V慢充唤醒信号，唤醒VCU、BMS、仪表; 3.VCU检测到充电连接确认信号CC，发送充电需求给BMS，仪表点亮充电连接灯; 4.BMS给车载充电机发送工作指令并闭合继电器; 5.车载充电机开始工作，给动力电池进行充电; 6.BMS检测到充满，发送停止充电指令; 7.车载充电机停止工作; 三、充电控制充电引导盒跟充电机之间没有CAN线的，CP可做充电引导盒跟充电机之间的通信。 1.插上充电枪检测点1检测到电压12V→9V，桩连接确认; 2.车载充电机输出12V慢充唤醒信号，唤醒VCU、BMS、仪表; 3.VCU检测到充电连接确认信号CC，发送充电需求给BMS，仪表点亮充电连接灯; 4.充电桩和BMS开始通信车:检测点2检测到9V的PWM信号，占空比可知充电桩最大的输出电流，通过RC电阻，可知最大充电电流。最终的充电电流取两者较小值。 5.连接好后车要通知充电桩可以开始充电了车:检测点2检测到9V电压，闭合S2，桩检测点1检测到9V→6V，桩可以开始充电。 6.充满电后车要通知充电桩结束充电车充满电后断开S2，检测点1:6V→9V，桩将PWM信号切回12V，结束充电。补充: 温度低-加热电池-再充电北汽EV200 电芯温度在0-55℃之间，才可以充电低于0℃的温度点，启动自加热模式四、允许交流慢充条件 1.慢充枪连接CC信号有效 2.慢充枪连接CP信号有效 3.车载充电机慢充唤醒信号输出 4.车辆处于静止状态 5.VCU确认各控制器无故障 6.快充枪连接CC2信号无效五、车载交流慢充常见故障 1、充电桩显示车辆未连接检查车辆与充电桩两端枪是否反接 2、动力电池继电器未闭合检查连接器是否正常连接，检查充电机输出唤醒是否正常源 3、电池继电器正常闭合,但充电机无输出电流检查车端充电枪是否连接到位，检查高压保险是否熔断，检查高压连接器及线缆是否正确连接不同的车它的系统设计会有一些不同，但原理上都是一样的。
2024-10-30
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国家标准《电动汽车传导充电用连接装置第3部分:直流充电接口》 (GB/T 20234.3—2015)规定直流充电接口插头、插座的触头分布方式，分别如图所示: 去年9月7日，由工业和信息化部提出、全国汽车标准化技术委员会归口的GB/T 20234.1-2023《电动汽车传导充电用连接装置第1部分：通用要求》和GB/T 20234.3-2023《电动汽车传导充电用连接装置第3部分：直流充电接口》两项推荐性国家标准正式发布。新标准将最大充电电流从250安培提高至800安培、充电功率提升至800千瓦。这不仅有助于直流快充功率的进一步升级，而且对OEM主机厂和第三方，比如特来电、星星充电、云快充等新能源汽车充电桩公司超充桩的推广和普及也同样起到了重要作用。一.直流充电桩的分类和结构直流充电桩可分为分体式、便携式和一体式。按照充电枪的数量可分为单枪充电桩和双枪充电桩，单枪充电桩充电功率主要有30KW、60KW以及120KW三种，一些第三方新能源汽车充电桩公司亦开发了如7KW、11KW和22KW的小功率直流充电桩/盒。双枪充电桩充电功率为120KW（60KW+60KW）。直流充电桩主要用于电动汽车直流快速充电，集功率变换、充电控制、人机交互控制、通信、计费计量等于一体，主要由人机交互触摸屏、读卡器、电能计量模块、充电模块、通信模块、充电接口、控制模块和桩体组成。直流充电桩的内部主要部件，主要有输入交流接触器、断路器、充电模块、门停开关、DC控制盒、辅助电源、散热风扇等，电流从下方（图中未画出)的直流充电桩电源接口流入直流充电桩，再从左侧的直流充电枪流出。如图所示： 1.LED 指示灯板 LED指示灯板的作用是提示工作人员检测当前充电桩的状态，当充电桩检测到过电压、欠电压、过温、过载、短路、低温、雷击、急停、漏电时，都会使红色故障灯点亮。当充电桩与车辆成功连接，开启充电时，绿指示灯会点亮。LED指示灯板线束：B为红色故障指示灯控制线，G为绿色运行指示灯控制线，Y为黄色电源指示灯控制线，V为指示灯板12v公共电源线。 2.LCD显示屏 LCD显示屏的作用是人机交互，操作界面能进行相应的充电方式、充电时间、费用数据采集等选择。充电桩LCD显示屏能显示充电量、费用、充电所用的时间等数据。其中CNA1插头2号脚为485B,CNA1插头3号脚为485A，显示屏V为电源12V+，显示屏G为电源12V- 3.读卡器读卡器的作用是识别用户信息，充电桩读卡器可以计费、计时、自助刷卡、通过使用者身份鉴别进行余额查询、计费查询等。PW为+5V电源，GND为接地，TXD 为发送数据端，RXD 为接收数据端。 4.无线网络模块 1）远程监控管理:通过远程接入网络监控系统可以实时或者定时监控充电桩的电量、电流、电压、功率开关等运行参数，远程控制充电开关并修改充电桩的参数。 2）故障管理:可以实时监控充电桩的运行状态以及故障情况，一旦出现故障警告，可以远程进行处理或者派人到现场进行维修。 5.漏电断路器（漏电保护开关）漏电断路器在发生漏电的情况下或者有其他特殊原因时，会自动切断电源，保护电路。漏电断路器又称漏电保护断路器，是配电系统中必须装置的一种低压电器，根据不同的性能参数和应用场合，其总体上分为万能式断路器、塑壳断路器和终端断路器三种。由于充电桩工作环境苛刻，相应的漏电断路器的工艺要求和性能参数比当前市面上一般的漏电断路器要高，例如，相应的断路器要求能检测平滑直流漏电信号并执行跳闸动作。传统的漏电断路器以零序电流互感器为载体，基于交变电流磁场的变化，漏电流所产生的磁场变化在互感器次级线圈上感应出电压，通过漏电检测芯片(如常用的54123漏电检测芯片)的运放同相和反相输人端，该漏电流信号达到预设动作阀值时，漏电检测芯片发出警告指令或切断配电电路，保护人身安全和保障设备正常运行。对于直流电源系统或者漏电流信号是平滑的直流电时，传统的典型电路并不适用，此时若想检测出漏电流进行保护动作，就需要不同于传统漏电保护原理的直流漏电断路器。 6.分流器分流器就是把大电流设备的电流降低成可进行检测的电流，最后配合电能表使用。由于直流充电桩电路中的电流很大，导线也很粗，把电能表接到设备面板上很困难，也不经济不安全，所以在电路中接一个分流器，实际上就是把一个电阻很小，但阻值很准的小电阻串联在电流回路中。大电流在小电阻上的电压降，用一个电压表来测量，以电流表的刻度表示实际电流，表头的刻度一定要与分流器的电阻相配。二.直流充电桩充电原理当在车上直流充电口插上直流充电枪后，首先枪上的辅助电源（A+和A-)给车辆控制装置提供工作电源，然后车端的CC2检测到直流充电枪端的电阻R3，电压被拉低，告知车辆充电枪已连接成功，充电准备就缩，从而控制车内直流充电的正负极接触器(K5、K6)闭合;其次是直流充电枪口端的CC1检测到车上直流充电口端的电阻R4，告知充电设备充电准备就绪，从而控制充电桩的直流正负极接触器(K1、K2)闭合，同时通过CAN总线(S+和S-)识别到车上动力电池的额定电压信息，直流充电设备接收该信息，从而控制K1和K2端输出合适的直流电，对车上的动力电池充电，而且CAN总线(S+和S-)还监测充电过程中相关信息，让充电设备与车辆在充电过程中时刻保持着通信。直流充电与交流充电一样，在充电的过程中同时也给车上的辅助蓄电池充电。三相380V交流电经过EMC等防雷滤波模块后进入到三相四线制电能表中，三相四线制电能表监控整个充电机工作时的实际充电电量。根据实际充电电流及充电电压的大小，充电机往往需要并联使用，因此就要求充电机拥有能够均流输出的功能，充电机经过充电枪直接给动力电池进行充电。在直流充电桩工作时，辅助电源给主控单元、显示模块、保护控制单元、信号采集单元及刷卡模块等控制系统进行供电。另外，在动力电池充电过程当中，辅助电源给BMS供电，由BMS实时监控动力电池的状态。三.直流快充充电策略 ①插直流充电枪，连接正常后，直流充电桩输出12V辅助电源唤醒BMS，BMS被唤醒，判断可充电后，通过硬线输出12V电压信号唤醒VCU，VCU唤醒后，吸合主继电器 Main-Power-Rly唤醒各E-CAN控制器，同时唤醒大屏，控制高压上电，判断可充电后发送充电信号给BMS。 ②BMS与直流充电桩进行交互，BMS根据电池状态发送充电需求电压与电流给直流充电桩，直流充电桩根据BMS发送的充电需求电压与电流，输出直流电给动力电池充电。五.超充桩直流超充桩的内部结构与普通桩主要区别在于，超充桩的液冷散热方式取代了后者的风冷散热方式，且集成度更高，体积更小，充电枪的质量更轻。目前超充桩市场，功率基本上都高于200KW，特斯拉作为超充路线的开创者，其超级充电桩从V1到V2到V3一直在不断挖掘极限，充电功率从80/120/150kW逐步涨至250kW,接近了400V平台的极限。而国内大部分车企得益于800V高电压平台，小鹏S4超充桩充电功率达到了430KW、蔚来超充桩充电功率达到了500KW、理想5C超充桩充电功率达到了520KW、华为全液冷超充桩充电功率达到了640KW，而极氪的“极充”V3超充桩峰值功率则达到了800KW。大多数车企选择将自建站对其他品牌车主开放,只是开放的程度有差异。例如，小鹏部分充电站为小鹏车主专享，而蔚来、理想（2C桩）则全面放开。一般来说，只要都是国标充电枪，且没有其他外接设备的情况下，基本上都能满足上百千瓦的充电功率。超充桩的充电方式主要有刷卡和扫码两种，同时，各车企均对自家车主提供优惠，主要有以下几种表现形式: （1）推出充电优惠套餐; （2）首任非运营车主享受固定免费充电； (3)部分站点节假日限时免费充电；（4）积分抵扣充电费; （5）减免停车费；（6）额度内免费充电。非Tesla车辆在特斯拉充电站充电将被收取额外费用。
2024-10-28
发表了主题帖：新能源汽车充电技术专业术语

前言目前，我国的插电式混合动力汽车与纯电动汽车对使用的动力电池组采用补充充电或更换两种服务方式。家用车一般采用直流充电和交流充电方式，商用车一般采用换动力电池组的方式。充电时既需要车内组件，也需要车外组件。在插电式混合动力汽车与纯电动汽车上需要一个充电接口和一个车载充电器，用于转换电压。在车辆外部，除交流电压网络和充电电缆外，还需要一个执行保护和控制功能的设备。基本术语交流充电（AC charging）指通过交流电对带充电系统的新能源汽车的动力电池组充电。进行交流充电时，车辆的车载充电器必须将交流电整流成直流电，并调节充电电压，使其符合动力电池组的要求。直流充电（DC charging）指通过直流电对带充电系统的新能源汽车的动力电池组充电。进行直流充电时，直流电被输送到动力电池组，由充电站来调整动力电池组的充电电压。 CCID（充电断路装置）被并入到一级充电电缆的内嵌设备，如果检测到车辆有漏电现象，则 CCID 会中断充电电缆和车辆之间的电流。充电器（Charger）指将电气设备或其他电能供应设备输出的交流电转变成直流充电电流的设备。车载充电器安装在车辆上，而非车载充电器则是 EVSE 的一部分。充电插头（Charge connector）充电插头即充电枪，插入汽车充电端口对动力电池组充电。在北美地区，一级和二级充电插头遵循 SAE 标准 J1772，该标准规定了充电插头的形状、电路和通信协议。充电口或充电插口（Charging port 或 Charge inlet）指安装在电动汽车及插电式混合动力汽车上的电气插座，通常位于保护盖后面。充电端口或充电插口的技术标准必须与插入车辆的充电插头一致，才能进行充电。充电电缆（Charging cable）一级交流充电的便携式充电装置，其一端插入车辆，另一端插入 220V 墙壁插座。充电桩（Charging station）一种用来将电能输送到插电式混合动力汽车或纯电动汽车的固定设备（通常安装在家庭车库、工作地点、停车装置或公共区域）。充电站可能如 220V 电气插座那样简单，也可能是适合多种车型、多种充电标准的复杂充电装置。一些公共充电站可免费使用，而有些则需缴费，并由专人操作。 EVSE（新能源汽车供电设备）指为插电式混合动力汽车和纯电动汽车充电的外部充电设备。EVSE 包含所有连接交流电源且带充电插头的供电设备。不允许同时进行加油和高电压蓄电池充电两项作业操作！插有充电电缆时不要加油，要与易燃物品保持安全距离，否则未按规定插入或拔出充电电缆时，存在因燃油燃烧等原因导致人员受伤或物品受损的危险。车辆连接交流电压网络充电时，不允许进行与高电压系统有关的任何操作。在充电过程中，为冷却车载充电器可能会自动接通电动水泵和电子风扇。因此在车辆上接有充电电缆的情况下，不允许进行与电动驱动装置冷却系统和电子扇有关的作业。只能由经过相应培训的电气专业人员进行有关充电电缆、电动车辆供电设备、家用插座或充电站方面的工作。
2024-10-25
发表了主题帖：新能源充电桩电源设计举例分析

本帖最后由火辣西米秀于 2024-10-25 08:35 编辑一、新能源汽车发展现状及电源分析 EV纯电动；FCV燃料电动汽车；HV油电混合车；HEV混合动力电动汽车各种AC/DC,DC/DC ,DC/AC电源装置各种磁性元件很多，但是都必须车规认证，性能必须完全满足 OBC充电器是新能源汽车重要部分，高性能和快速是发展趋势二、车载电源及充电桩电路特点磁元件主要是PFC，全桥、LLC及滤波电感等元件磁元件主要是BOOST电感，全桥大功率变压器及滤波电感等元件磁元件主要是PFC，全桥、LLC及滤波电感等元件三、各磁性元件材料特性锰锌功率铁氧体材料（主要应用PFC电感、高频变压器、滤波电感等）锰锌高磁导率材料锰锌高导铁氧体材料（主要应用共模电感、电流传感器、驱动变压器等） Ni-Zn镍锌铁氧体材料（主要用MHZ高频变压器、高频滤波电感等）金属磁粉芯材料（主要应用差模电感、PFC电感及滤波电感等）四、各磁性元件：LLC设计举例1 各磁性元件设计举例2 利用铁氧体来设计PFC电感利用金属粉芯来设计PFC电感 •磁芯：PQ50/30（1副）磁芯材质：PC95/LP9 •电感电气参数： •电感原理图如下： •磁芯规格：PQ35/30（1副）磁芯材质：PC95/LP9 •变压器原理图如下： • 磁芯规格：PQ26/25（1副）磁芯材质：PC95/LP9 电感原理图如下：利用铁氧体磁芯来设计滤波电感利用金属粉芯来设计滤波电感功率变压器设计审查项目表五、充电桩电源发展趋势如何解决充电慢的问题？充电慢的问题主要由两方面构成：第一个就是我们的动力电池，也是现阶段的瓶颈问题。动力电池当前被充电，耐受点能力还比较差，按照充电速度对电池材质进行划分： 1.行业内充电速度最快的电池是格力钛做的钛酸锂电池，只要充电桩输出的充电的功率够大，钛酸锂可以达到10分钟把电池充满； 2.其次就是三元锂电池，它的充电速度最快可以达到2C，就是半个小时可以满。 3.相比较而言，目前最慢的就是磷酸锂电池，它的充电速度为1C，最快是一个小时充满。电池的一些材料决定了它充电的一个上限，只关注充电桩的功率（大功率充电）而电池没有突破的话，充电速度无法提升. 第二个是充电桩的输出的能力。对应解决路线为超级充电和通过提高充电桩输出电压和电流增大输出功率。（充电桩的发展往往是要快于纯电动汽车的）：超级充电：按照目前充电桩可达到的1000V最大的电压和600A的最大的电流，目前可实现最大的功率输出实际上是600千瓦，未来充电桩输出电压有望达到1500V，届时单桩最大输出功率可达到900千瓦在电压领域，电池在800伏的平台基础之上还会高到大概800-900的这个范围，行业内初步想法是把充电桩的输出电压提高，提高到1000伏，可以兼容1000伏以下所有的电压等级需求的纯电动汽车。目前电池电压平台最多提高到800V，暂时处于了一个瓶颈阶段，我们预计未来电压平台最高可达到1500V。提高智能化？未来预想充电桩将是一个智能终端，它会和5G、6G等技术进行协同，但目前仍处于探索阶段，还没有一个特别成熟的一个商业模式，目前可确定V2G技术是下一代充电桩的主要技术路线，即电动车和电网之间的互动，电动车在电网负荷低时，吸纳电能，在电网负荷高时释放电能，赚取差价收益。
2024-10-24
发表了主题帖：带你了解几种不同功率电动汽车充电桩设计方案

随着全球能源结构的转变和环保意识的提升，电动汽车、混合动力汽车等新能源汽车在全球范围内得到了广泛的推广和应用。作为新能源汽车的“加油站”，充电桩不仅是连接电网和电动汽车的桥梁，也是实现智能电网、促进可再生能源利用、推动城市交通电气化转型的重要基础设施。中国电动汽车充电基础设施促进联盟的数据显示，2023年1-11月，充电基础设施增量达到305.4万台，桩车增量比为1:2.7，充电基础设施建设正逐步跟上新能源汽车的增长步伐。技术创新正成为充电桩行业快速发展的关键驱动力，为满足不同场景下的充电需求，本文将介绍三种主流不同功率段的电动汽车充电方式，并探讨安森美(onsemi)所提供的具体解决方案参考。一、交流充电交流充电是目前市面上最常见的充电方式，通常使用家用电源插座或专用的交流充电桩进行。这种充电方式的功率范围从3.3kW(单相)到22kW(三相)，适合家庭和办公场所使用，其优点是设备简单、成本较低，但充电时间较长，例如80kWh的电池可能需要12小时才能充满。在交流充电中，作为电动汽车与公共电网之间的接口，车载充电机(OBC)安装在电动汽车内部，能够将来自电网的交流电转换为电动汽车高压电池所需的直流电，以满足电动汽车动力电池的充电需求。同时，它还能将动力电池的直流电逆变为交流电，反馈到电网中，实现电动汽车动力电池和电网之间的能量转换。 OBC典型框图 OBC主要包含EMI滤波器、功率因数校正(PFC)级和包含独立初级与次级部分的隔离式DC-DC转换器三个模块，通常采用有桥Single Boost或全桥/半桥LLC拓扑，以实现高效的功率转换和稳定的输出。目前的设计趋势是向更高的功率等级和电压方向演进，设计支持各种电压和功率等级，例如在支持11kW至22kW功率的同时，还需支持高达800V的更高电池电压。安森美作为大功率汽车应用领域成熟的电源模块供应商，从650V-1200V的碳化硅MOSFET以及APM16/32系列汽车功率模块等，持续为客户供应相应产品。例如APM16系列采用硅超级结MOSFET和硅或碳化硅二极管技术的组合，能够支持400V DC电池系统，为PFC级、原边DCDC级以及副边整流边提供了多种解决方案。而APM32系列集成了1200V碳化硅器件，可用于800V电池系统和更大功率的OBC。二、直流充电装置(DC Wallbox) DC Wallbox 或DC充电模块是一种直流充电设备，通常被设计为安装在墙壁上的小型充电装置，提供了比交流充电更快的充电速度，这种充电方式的功率范围可以从6.6kW(单相)到75kW(三相)，在2小时内为80kWh的电池充满电，并且充电设备通常体积较小，重量适中，价格中等，适合公共停车场和商业充电站。以直流方式进行充电时，同样需要电动汽车充电器(EVC)，但通常并未集成到电动汽车内部，因此其设计重点在于提供高效的电能转换和快速的充电能力，同时也需要考虑与电网的兼容性和充电安全性。典型的直流EVC可能采用三相Vienna/T-NPC PFC拓扑或三相全桥PFC拓扑，以及三电平全桥LLC或I-NPC的隔离型DC-DC转换器，以实现高效率和低EMI。 DC充电典型框图此前安森美分享了基于碳化硅功率集成模块的25 kW快速直流充电桩完整方案参考设计，由PFC和DC-DC级组成，具有多个1200V、10 mohm半桥SiC模块NXH010P120MNF1，超低RDS(ON)和最小化寄生电感，可显着降低导通损耗和开关损耗，同时集成了隔离式大电流、高效率栅极驱动器 NCD57000。依靠强大的通用控制器板(UCB)，以及Zynq®-7000 SoC FPGA和基于ARM®的处理器，该系统可在200V-1000V输出电压下提供最大25kW的功率，并以96%的全局效率为400V或800V电动汽车电池充电。此外，除了采用功率集成模块外，设备方案商也通常在充电桩中使用类似22/30/40 mohm的TO247-4封装SiC分立器件进行设计。三、直流快充桩快速直流充电站(DCFC)是为电动汽车提供最快速充电的解决方案，功率可达30kW至600kW，这种充电方式可以在15分钟内为80kWh的电池充满电，适合高速公路服务区和大型充电站。快速直流充电站体积大，可以通过并联多个充电模块以获得更高输出能力，同时多输出可兼容交流充电，价格较高但提供了极大的便利性。要实现更快的充电、适配更高的电动汽车电池电压并提高整体功率效率，直流快充桩必须在更高的电压和功率水平下运行，同时由于直流快充桩集成了各种元器件，包括辅助电源、传感、电源管理、连接和通信器件，需要采⽤灵活的制造⽅法以满⾜各种电动汽⻋不断变化的充电需求，给OEM制造商带来的挑战是必须设计一种能在不影响可靠性或安全性的情况下优化效率的架构。为助力客户电动汽车直流超快速充电桩设计，安森美不久前推出了九款全新EliteSiC功率集成模块，通过减少寄生参数和提高散热能力，基于碳化硅的解决方案将具备更高的效率和更简单的冷却机制，实现更快的开关速度和更低的系统损耗，显著降低系统成本。与传统的硅基IGBT解决方案相比，尺寸最多可减小40%，重量最多可减轻52%。这更紧凑、更轻的充电平台，将为设计人员提供快速部署可靠、高效和可扩展的直流快充网络所需的所有关键构建模块，实现在短短15分钟内将电动汽车电池充电至80%。该系列PIM采用第三代M3S SiC MOSFET技术，提供超低的开关损耗和超高的效率，同时支持多电平T型中性点钳位(TNPC)、半桥和全桥等关键拓扑，支持25kW至100kW的可扩展输出功率段，采用行业标准F1和F2封装，可选择预涂热界面材料(TIM)和压接引脚，能够实现最佳热管理，避免因过热导致的系统故障。随着电动汽车市场的不断扩大，充电设施的建设和技术进步变得至关重要，安森美提供的一系列解决方案从家用AC充电到公共的DC快速充电站，都体现了其在电动汽车充电技术领域领先的专业能力，不仅推动了电动汽车充电效率的提升，也为全球的绿色出行贡献了力量。
2024-10-22
发表了主题帖：新能源汽车充电桩图文讲解

本帖最后由火辣西米秀于 2024-10-22 08:52 编辑 01.前言充电桩作为电动汽车的配套基础设施，为电动汽车提供充电服务，是必不可缺的部分。目前全球充电桩主要有国标，欧标，美标，日标四种。今天的这篇文章，就给大家科普关于国标新能源充电桩的基本知识和工作原理，一起来了解学习吧！ 02.充电桩的分类与组合充电桩分为交流充电桩和直流充电桩，前者又叫“慢充”，后者又叫“快充”。 03.交流充电桩的原理和结构交流充电桩是固定安装在电动汽车外与电网连接，为电动汽车车载充电机（即固定安装在电动汽车上的充电机）提供交流电源的供电装置。交流充电桩只提供电力输出，没有充电功能，需连接车载充电机为电动汽车充电。相当于只是起了一个控制电源的作用的。交流充电按交流充电相数分为单相交流电和三相交流电；按交流充电的功率分别有2KW,3.3KW,7KW,11KW,22KW等交流充电。最常用的为家用单相220V的7KW充电桩。 7KW交流充电桩主要由桩体，LED指示灯板，LCD显示屏，读卡器，辅助电源，主控模块，继电器模块，接线排，单相断路器（空气开关），浪涌防护器（防雷器），智能电表，交流接触器，门禁开关，急停开关，充电枪，充电线束等组成。（现阶段单相220V的7KW充电枪均为7孔5颗接触端子，三相380V的22KW等高功率充电枪才会配备7颗满额接触端子。） 04.直流充电桩的原理和结构直流充电桩是固定安装在电动汽车外，与交流电网连接，可以为非车载电动汽车动力电池提供直流电源的供电装置。直流充电桩的输入电压采用三相四线AC 380 V ±15%，频率50Hz,经内部控制整流，输出为可调直流电，直接为电动汽车的动力电池充电。常见的功率有30KW,60KW,90KW,120KW。 60KW充电桩一般主要由LED指示灯板，LCD显示屏，读卡器，整流器（两个30KW），无线网络模块，开关电源，主控板，防反板，电子锁，熔断器，电流表，（A+）空气开关，漏电断路器，防雷器，单相空气开关，分流器，冷却风扇等组成。 (1)充电桩充电桩的桩体结构通常由钢材、铝合金等材料制成，具有较强的耐用性和稳定性。 (2)充电模块充电模块是充电桩的核心部分，包括充电机、控制器、电源等组件。充电机是充电桩的主要部件，负责将电能转化为电动汽车所需的电能。控制器则负责控制充电机的工作状态和充电过程中的各种参数，确保充电过程的安全和稳定。电源则为充电模块提供电能。 (3)显示屏充电桩的显示屏通常用于显示充电桩的状态、充电进度、充电费用等信息。显示屏的种类和尺寸不同，有些充电桩还配备了触摸屏，方便用户使用，实现人机交互，满足不同类型用户个性化的需求。 (4)账务管理模块账务管理模块根据当前实时电价和已消耗电量等数据计算本次消费金额并收取费用、打印账单。完成账务管理任务需要控制器和嵌入式打印机共同配合。充电桩采取梯形电价政策，控制器计算本次的消费金额并完成收费，打印机与控制器进行通信，控制器将消费信息发送至打印机，打印本次充电的账单详情。 (5)连接线缆连接线缆是充电桩和电动汽车之间的桥梁，负责传输电能和数据。连接线缆的质量和长度直接影响充电效率和安全性。一些高端充电桩还配备了自动卷线器，方便用户使用。 (6)安全保护装置充电桩的安全保护装置包括漏电保护、过流保护、过压保护等，这些装置能够有效地保护充电桩和电动汽车的安全。交流接触器电路原理图以上六大部分的设计和制造质量直接影响了充电桩的使用寿命和安全性，因此在选购充电桩时，需要注意这些方面的问题。 05.充电桩的工作原理由三相电网输入交流电，经桥式不可控整流电路变成直流电，经LCR电路滤波后送到高频DC-DC功率变换器，功率变换器经过直直变换输出需要的直流电压，经输出滤波后为电动汽车蓄电池充电。充电可选择定电量、定时间、定金额、自动（充满为止）四种模式。电动汽车充电结构图综上，充电桩的工作原理可以总结为利用电源、转化器和输出装置结合在一起，从而将电压从低变高，将高压转换成能提供电力供应的状态，最后实现给电动汽车充电。
2024-10-21
发表了主题帖：汽车充电桩各部分介绍

本帖最后由火辣西米秀于 2024-10-23 08:40 编辑什么是充电桩充电桩其功能类似于加油站里面的加油机，可以固定在地面或墙壁，安装于公共建筑（公共楼宇、商场、公共停车场等）和居民小区停车场或充电站内，可以根据不同的电压等级为各种型号的电动汽车充电。充电桩的输入端与交流电网直接连接，输出端都装有充电插头用于为电动汽车充电。充电桩一般提供常规充电和快速充电两种充电方式，人们可以使用特定的充电卡在充电桩提供的人机交互操作界面上刷卡使用，进行相应的充电方式、充电时间、费用数据打印等操作，充电桩显示屏能显示充电量、费用、充电时间等数据。自19世纪第1辆电动汽车面世至今，均采用可充蓄电池作为其动力源。对于一辆电动汽车来讲，蓄电池充电设备是不可缺少的子系统之一。它的功能是将电网的电能转化为电动汽车车载蓄电池的电能。电动汽车充电装置的分类有不同的方法，总体上可分为车载充电装置和非车载充电装置。车载充电装置指安装在电动汽车上的采用地面交流电网和车载电源对电池组进行充电的装置，包括车载充电机、车载充电发电机组和运行能量回收充电装置，将一根带插头的交流动力电缆线直接插到电动汽车的充电插座中给蓄电池充电。车载充电装置通常使用结构简单、控制方便的接触式充电器，也可以是感应充电器。它完全按照车载蓄电池的种类进行设计，针对性较强。非车载充电装置，即地面充电装置，主要包括专用充电机、专用充电站、通用充电机、公共场所用充电站等。它可以满足各种电池的各种充电方式。通常非车载充电器的功率、体积和重量均比较大，以便能够适应各种充电方式。另外，根据对电动汽车蓄电池充电时能量转换的方式不同，充电装置可以分为接触式和感应式。随着电力电子技术和变流控制技术的飞速发展，高精度可控变流技术的成熟和普及，分阶段恒流充电模式已经基本被充电电流和充电电压连续变化的恒压限流充电模式取代。主导充电工艺的还是恒压限流充电模式。接触式充电的最大问题在于它的安全性和通用性。为了使它满足严格的安全充电标准，必须在电路上采用许多措施使充电设备能够在各种环境下安全充电，恒压限流充电和分阶段恒流充电均属于接触式充电技术。新型的电动汽车感应充电技术发展很快。感应充电器是利用高频交流磁场的变压器原理，将电能从离车的远方感应到车载的副方，以达到给蓄电池充电的目的。感应充电的最大优点是安全，这是因为充电器与车辆之间并无直接的点接触，即使车辆在恶劣的气候下，如雨雪天，进行充电也无触电的危险。电动汽车作为一种发展前景广阔的绿色交通工具，今后的普及速度会异常迅猛，未来的市场前景也是异常巨大的。在全球能源危机和环境危机严重的大背景下，我国政府积极推进新能源汽车的应用与发展，充/换电站作为发展电动汽车所必须的重要配套基础设施，具有非常重要的社会效益和经济效益。一场兴建电动汽车充/换电站的运动已经在全国范围内展开。整体系统由四部分组成：电动汽车充电桩、集中器、电池管理系统(BMS)、充电管理服务平台。电动汽车充电桩（栓）的控制电路主要由嵌入式ARM处理器完成，用户可自助刷卡进行用户鉴权、余额查询、计费查询等功能，也可提供语音输出接口，实现语音交互。用户可根据液晶显示屏指示选择4种充电模式：包括按时计费充电、按电量充电、自动充满、按里程充电等。电动汽车充电机控制器与集中器利用CAN总线进行数据交互，集中器与服务器平台利用有线互联网或无线GPRS网络进行数据交互，为了安全起见，电量计费和金额数据实现安全加密。电池管理系统系统(BMS)的主要功能是监控电池的工作状态(电池的电压、电流和温度)、预测动力电池的电池容量(SOC)和相应的剩余行驶里程，进行电池管理以避免出现过放电、过充、过热和单体电池之间电压严重不平衡现象，最大限度地利用电池存储能力和循环寿命。充电服务管理平台主要有三个功能：充电管理、充电运营、综合查询。充电管理对系统涉及到的基础数据进行集中式管理，如电动汽车信息、电池信息、用户卡信息、充电桩（栓）信息；充电运营主要对用户充电进行计费管理；综合查询指对管理及运营的数据进行综合分析查询。通信方式电动汽车充电桩属于配电网侧，其通信方式往往和配电网自动化一起综合考虑。通信是配电网自动化的一个重点和难点，区域不同、条件不同，可应用的通信方式也不同，具体到电动汽车充电桩，其通信方式主要有有线方式和无线方式：有线方式有线方式主要有：有线以太网（RJ45线、光纤）、工业串行总线（RS485、RS232、CAN总线）。有线以太网主要优点是数据传输可靠、网络容量大，缺点是布线复杂、扩展性差、施工成本高、灵活性差。工业串行总线（RS485、RS232、CAN总线）优点是数据传输可靠，设计简单，缺点是布网复杂、扩展性差、施工成本高、灵活性差、通信容量低。无线方式无线方式主要采用移动运营商的移动数据接入业务，如：GRPS、EVDO、CDMA等。采用移动运营商的移动数据业务需要将电动汽车充电桩这一电网内部设备接入移动运营商的移动数据网络，需要支付昂贵的月租和年费，随着充电桩数量的增加费用将越来越大；同时数据的安全性和网络的可靠性都受到移动运营商的限制，不利于设备的安全运行；其次，移动运营商的移动接入带宽属共享带宽，当局部区域有大量设备接入时，其接入的可靠性和每个用户的平均带宽会恶化，不利于充电桩群的密集接入、大数据量的数据传输。充电桩目前分为交流充电桩和直流充电桩：交流充电桩输出单相/三相交流电通过车载充电机转换成直流电给车载电池充电，功率一般较小（有7kw、22kw、40kw等功率），充电速度一般较慢。直流充电桩（或称非车载充电机）则是直接输出直流电给车载电池进行充电，功率较大（有60kw、120kw、200kw甚至更高），充电速度较快。交流充电桩交流充电桩只提供电力输出，没有充电功能，相当于一个控制电源的作用，需连接通过电动汽车内置的车载充电机(OBC, On Board Charger)将电网的交流电转换为直流电后对电动汽车的电池充电。主控：NUC972 和 M480 系列 HMI：NUC972 直流充电桩直流充电桩内置大功率直流充电模块，充电桩本身将电网的交流电转换为直流电，输出电流可以高达100A以上，按结构形式分类为两种：一体式和分体式直流充电桩。直流充电桩基本构成包括：功率模块(直流充电模块)、控制模块、计费模块、充电接口、供电接口及 HMI 等。方案架构：主控：NUC970 和M480 系列 HMI：NUC970 CAN：NUC131 MCU/MPU 产品需求交流充电桩控制单元 NUC970 和 M480 系列 HMI 单元 NUC972 直流充电桩控制单元 NUC970 和 M480 系列通信单元 NUC131 HMI 单元 NUC972 充电桩主控需求根据充电桩产品功能以及系统构成的差异，主控可以选择 Arm9 或 Cortex-M4 Nuvoton Cortex-M4系列，主频最高达192MHz。支持双 CAN2.0接口，支持最多11路Uart接口，支持USB HS /FS， Ethernet，EBI 等，满足与周边模组及车辆的交互需求，实现多种功能扩展。转换速率5Mbps ADC搭配多路高速PWM，提供更及时的反馈和保护，内建高达 2.5 MB 快闪记忆体 ( Flash ) 及 160 KB SRAM ，包含32 KB 快取 ( Cache ) 用于加速外部 SPI Flash就地执行( eXecute-In-Place ) 。出厂前预先烧录bootloader，提供安全启动 ( Secure Boot ) 功能，可对存放于内建快闪记忆体内的程式码进行完整性检查，并整合安全保护区块 ( Secure Protection ROM ) ，提供一个用于保存机密程序或资料的安全空间。支持AES、SHA、ECC、DES 等 Cryptography 功能，全方位保护您的数据安全。 Nuvoton Arm9 系列，执行速度高达 300 MHz ，内部堆栈DDR 内存，采用LQFP封装，简化电路设计和加工，强化系统EMI和EMC性能。支持双CAN2.0、USB、Ethernet，最多可支持11 路UART接口，满足与周边模组及车辆的交互需求。支持Linux 3.0和TFT LCD显示设备。直流充电桩通信单元需求通信单元可以选择 NUC131 高抗干扰能力 (ESD > 8KV, EFT > 4KV), 适合于工控与车用产品，宽工作电压 (2.5V ~ 5.5V) 与车规工作温度 (-40 ℃~ 105 ℃)，内建 22.1184 MHz 高精度晶振 ( 1 % 准确度 ) 。备有丰富的外设, 如CAN2.0A/B, 定时器, 看门狗定时器,多组 UART , SPI , I²C , PWM , 12位 ADC , 模拟比较器等.提供多种包装 LQFP48, LQFP64。
发表了主题帖：新能源汽车蓝牙无感式无钥匙进入（PEPS）系统——靠近即解锁无需打开手机

本帖最后由火辣西米秀于 2024-10-21 08:20 编辑无钥匙进入和启动（PEPS）系统是近年来发展起来的汽车电子技术，安装PEPS系统的车辆车主只需要随身携带，不需要拿出钥匙，就可以完成解锁、上锁、开行李箱、启动车辆、自动开启大灯等操作，方便车主使用车辆。蓝牙通讯技术和PEPS系统结合，昇润科技研发出蓝牙无钥匙进入和启动系统，免去了车主翻找车钥匙的烦恼，提升了车主的使用体验，车主无需随身携带车钥匙，只需要带上常用的智能手机，打开手机APP和蓝牙便可以实现通过手机APP解闭锁等控制车辆。无需拿出手机打开APP等复杂操作靠近即无感解锁近期，蓝牙无感式无钥匙进入（PEPS）系统解决方案，透过支付宝小程序常驻手机内存，无感唤醒，车主只需携带手机，无需打开手机APP和蓝牙这一系列的复杂操作，在感应区域内，授权手机靠近汽车便可以无感解锁汽车，打开车门；离开一定距离后，车门会自动上锁。车主的智能手机成为了汽车的自动虚拟钥匙，无感解锁的方式将会给车主带来革命性的体验，新能源电动汽车的使用将变得更加智能和便捷。新能源汽车蓝牙无感进入系统功能描述 1、采用低功耗蓝牙技术，通过车主随身携带的智能设备无感自动开关门锁； 2、可以通过手机蓝牙功能身份验证开启车门和发动引擎； 3、离开车辆时，门锁会自动锁上并进入防盗状态； 4、整个过程无需打开手机APP，蓝牙等一系列繁杂操作。车主隐私安全有保障昇润科技推出的新能源电动汽车蓝牙无感式无钥匙进入系统通过特定的智能安全保护机制，对通讯和数据传输过程加密处理，在保证安全的基础上实现自动对用户的身份识别，从而实现无钥匙进入及其一键式启动功能，这极大的改善了每一位汽车用户在日常操作当中的安全性。手机人汽车云端互联远程操控蓝牙虚拟钥匙还可通过云端互联APP使用，比如车主可以通过手机APP完成对汽车解锁、上锁和开启后备厢等远程遥控操作；车主还可以透过手机APP连接云端授权虚拟钥匙给家人或朋友，远程启动汽车，解放钥匙。蓝牙技术不受手机网络信号限制手机与汽车的连接方式以BLE低功耗蓝牙进行连接，可以避免在地下车库或者移动信号欠佳的地方无法操作的情况。 BLE蓝牙5.0无线通讯技术 1、BLE5.0为最新蓝牙协议栈； 2、传输距离远：有效距离约为300米（相当于4.2的4倍）； 3、传输数据速率快：最大2Mbps（4.2为1M）； 4、广播模式信息容量大：255Byte（4.2为31Byte）； 5、功耗更低：从机广播模式小于2mA。
2024-10-18
发表了主题帖：拆解汽车无钥匙之遥控内部电路组成

本帖最后由火辣西米秀于 2024-10-18 09:03 编辑无钥匙进入及启动系统简称PEPS（ Passive Entry Passive Start）系统，是由车载电脑接收发送电路、智能钥匙内部电路等组成。当钥匙在有效范围内，一般在3M内，按下车门按键或按下遥控开锁键，无线系统与智能钥匙交换数据后，认证通过，发送中断信号来唤醒ECU，车门锁打开，进入车内按一键启动，发动起动机。整个过程无需使用钥匙，ECU定时轮询钥匙是否在有效范围内，不同车型，检测方式不同。随着汽车设计广泛使用的技术，低端汽车也足步采用此技术，现在驾驶汽车的方式开始变得越来越方便。在过去使用机械钥匙解锁车辆，后来又出现了按钮式遥控钥匙。现在最常见的汽车进入方式是无钥匙系统。汽车PEPS工作原理为：PEPS系统通过ECU和钥匙之间的射频通信。低频为125 kHz和高频433M信号在遥控钥匙和车辆之间传递唯一的密钥访问代码。携带车钥匙走到汽车附近，汽车会发送，并发送信号给低频信号，钥匙接收到做出应答，有的车门锁自动打开，直接拉车门就可以，有的车需要按门把手按钮。只有当交换的代码与预期值相匹配，且遥控钥匙位于解锁车辆的有效距离内，二者同时满足时，车辆可以解锁。汽车上又多根天线，判断钥匙发送信号的强度，并判断钥匙是在车内还是车外。如果钥匙靠近但仍在车外，信号强度不够，汽车不开锁，喇叭发出报警。当远距离锁车开锁时，用高频433M远距离通信，发送开锁关锁信号。PEPS系统可以是触发系统或轮询系统。如果是触发系统，驾驶员通过触摸门把手启动汽车进入过程，如果是轮询系统，汽车进入系统会在附近距离内持续扫描，并搜索钥匙。PEPS系统给方便性与舒适性，更重要的是极大提高了安全性。
2024-10-17
发表了主题帖：汽车无钥匙进入系统(SoC)测试方法与技术

本帖最后由火辣西米秀于 2024-10-17 08:35 编辑无钥匙进入及启动（PEPS）技术已成为汽车市场无钥匙操作的标准。PEPS是一种安全的无线通信系统，使您不使用物理钥匙即可锁定和解锁车辆以及启动和停止车辆。嵌入钥匙扣中与车辆交互的电子功能（见图1），包括被动启动和停止、被动锁、远程无钥匙进入、防盗器、钥匙扣唤醒和钥匙扣定位。这些功能由嵌入在遥控钥匙本身内的主要模块控制。当钥匙扣电池电量低时，通过将钥匙扣放在启动按钮上并按下它，防盗器提供启动车辆的访问权。图1：该图说明了钥匙扣内的组件如何与汽车本身的功能相对应 PEPS到车辆生态系统需要多个关键模块的功能，包括低频(LF)发射器、防盗器、射频(RF)发射器（钥匙扣）和收发器（车辆侧）以及微控制器（MCU）。钥匙扣中的每个模块都会带来特定的测试挑战和限制，需要一个为钥匙扣的电路测试优化的测试计划和流程，如图2所示。图2：密钥卡架构描述了密钥卡内的主要组件，并展示了如何在Advantest V93000测试系统上测试每个组件图2右上角的覆盖率百分比代表整个测试流程的测试时间。大约三分之二的测试覆盖率专注于LF结构（模拟）和MCU（数字），另外19%的测试覆盖范围专注于电源管理和参数测试。剩余6%的测试覆盖率涉及在低于1 GHz带宽的RF模块的传输功能测试，没有RF接收能力。为了适应PEPS钥匙扣内所有不同技术的测试要求的组合，使其成为展示Advantest V93000 SoC测试平台（包括AVI64和PS1600引脚卡）多功能性的理想设备。测试解决方案采用了全面的方法来测试遥控钥匙中的每个模块。本文总结了测试方法的关键方面。 PEPS测试方法要素数字测试数字测试利用两种标准方法与IC通信： · 串行编程接口（SPI）——标准通信协议用于通过直接访问RAM来测试所有非MCU（非数字）结构。然而，由于与HVSP协议相比通信速度较慢，EEPROM的编程时间约为每字节10ms。 · 高压串行编程（HVSP）——用于FLASH和MCU内核测试，可快速访问EEPROM，该专有协议比SPI快得多，每页FLASH和EEPROM编程时间为3至4ms（每页16字节长）。必须执行的一个关键数字测试是测量将一页编程到闪存（16字节）的时间。页面编程完成时间因设备而异。测量和检测编程时间结束的典型测试方法是在模式矢量中实现匹配循环计数器操作码，因为当编程事件完成时，设备会将一个引脚的状态置为高。然而，该方法的实现禁止在同一通道引脚上并行使用PS1600的时间测量单元(TMU)功能来准确测量页编程时间。开发的测试方法涉及快速开发接口(RDI)API的使用，这是一种封装Advantest标准应用程序编程接口(API)的代码结构。该API基于面向对象编程，封装了固件命令，可实现多个命令的无缝执行。这通过显著简化软件开发创造了竞争优势，并且借助V93000的多端口功能，它可以在特定引脚或引脚组上实现更高的时序分辨率。比较器功能的使用允许在固定的时间量内对信号的电平变化进行选通。能源管理 PEPS中的欠压检测电路是实现优化测试时间的测试挑战。在典型的测试方法中，从高到低进行电压扫描以检测掉电状态阈值，然后从低到高进行电压扫描以搜索恢复阈值水平。通过实施四种不同的测试方法进行了实验，以确定测试欠压检测电路的最优化方法，如图3所示。总之，使用每引脚参数测量单元（PPMU）作为任意波形发生器（AWG）产生了最快的测试时间，具有最小的测试仪器延迟依赖性。图3：对四种不同掉电检测方法的研究–与其他三种选项相比，PPMU作为AWG方法只消耗测试时间的一小部分低频测试遥控钥匙中的接收器信号强度指示器 (RSSI) 电路指示遥控钥匙相对于车辆的距离和位置。3D LF引脚是以125 kHz的频率进行信号传输和检测的应答器，检测幅度水平低至1.0 mV峰值差分。LF测试需要复杂的板载电路才能从1 mV至8V峰值的AWG幅度级别。由于负载板对实现这些幅度范围的电路的需求，使用了扩展在测试仪场地两侧的特大尺寸负载板。RSSI值只能在从特定寄存器完成LF信号级别转换后读出。此外，还有一个寄存器可以连续读取以检查RSSI转换的状态。因此，这项测试的适当测试方法论是实现来自RDI的条件通过-不通过 (COGO) API，以持续检查转换的状态。这种方法对应于设备的应用。然而，由于使用COGO判断每个事件的固有长延迟（如图3所示），在RSSI转换的读出之前实施了一次性固定时间延迟。另一个主要低频测试涉及用于防盗系统的收发器。位于车辆启动按钮处的遥控钥匙，将由位于启动按钮周围的车辆线圈激活，以实现遥控钥匙与车辆之间的通信。该测试需要AWG和数字化 (DGT) 仪器来获取和捕获LF引脚上的调制波形。遥控钥匙和车辆之间的通信分为三个阶段，如图4所示-启动（为遥控钥匙通电）、写入模式（车辆将经过身份验证的消息传输到遥控钥匙）和读取模式（遥控钥匙用另一个经过身份验证的消息进行响应）。源波形和接收波形的后处理均使用自定义数字信号处理(DSP)功能以及内置V93000的DSP API。图4：遥控钥匙和车辆之间在遥控钥匙LF引脚上的收发器通信射频测试用于从钥匙扣向车辆传输RF经过认证的信号的是幅度移键（ASK）调制。测试周期为12.5 us的调制信号的占空比至关重要，通过外部引脚设置在测试模式下切换。设备本身以2 us周期操作。因此，定序器必须实现多端口，以在不同周期驱动两组端口。该测试方法还包括RF站点交错技术，利用V93000的八站点并行测试功能和2个RF FE24卡。图5说明了所采用的测试标准和方法。后处理涉及复杂波形的捕获、将波形转换为rms以创建突发包络、执行移动平均以滤除噪声，以及搜索所有下降和上升边缘以计算占空比。图5：此处总结了发送ASK占空比测试方法软件/硬件技术 LF测试需要在8个站点共享AWG和数字化仪器（MCE 4个源和4个测量单元），从而增加了测试时间并降低了多站点效率。测试方法中SEMI_PARALLEL块的实现可以执行单个测试周期，从而最大限度地提高多站点效率。连接到AWG和DGT的定序器放置在SEMI_PARALLEL块中，如图6所示。方法1是最常见的实现。但是，设置模式将在同一站点上执行多次。相反，方法2效率最低，但如果设置模式只能对每个站点执行一次以避免设备状态的更改，则方法2可能是一种选择。图6：此处显示了两种最常见的共享资源SEMI_PARALLEL块测试流程方法作为测试解决方案一部分实施的另一种测试方法技术，包括使用RDI和MAPI API来解决特定模式或事件上的每个站点设备失效，如图7所示。RDI用于初始生成和执行模式。随后使用MAPI API对特定的故障站点重新执行RDI生成的模式。此方法允许在测试方法内恢复设备以节省测试时间，并且无需施加刺激并重新测试已通过的站点。图7：RDI和MAPI结合使用可以解决每个站点的设备失效在硬件方面，使用继电器驱动电路（SN74LS04DR后接MDC3105LT1G）可以仅使用单个实用引脚同时驱动八个继电器，例如G3VM-41QR10TR05。该技术可以在负载板上实现许多电路路径，但无需测试仪中的PMUX卡。随后，测试负载板设计需要对每个测试站点的每个信号路径和电路进行校准。有一个板载EEPROM，用于存储校准偏移和损耗。由于EEPROM存储空间的限制，每个校准值都使用IEEE754浮点标准进行压缩。根据精度要求，此方法可实现超过小数值50%的压缩等级。总之，创建优化测试时间和效率的测试解决方案，在硬件和软件开发方面都面临许多挑战，如图8所示。图8：PEPS密钥卡测试解决方案的总结和挑战由于该器件针对汽车应用，因此必须在低温、室温和高温范围内进行测试。温度变化会影响负载板上电路的性能，并且必须针对每个温度范围进行校准。MCU内核必须在多个不同的电压电平下进行测试，需要同步模式序列器以更改每个水平。此外，测试LF电路需要对AWG的幅度电平进行大量更改，这需要额外的设置和执行时间，这可能会增加测试时间并降低效率。
2024-10-16
发表了主题帖：汽车无钥匙进入/无钥匙启动系统(PEPS)

本帖最后由火辣西米秀于 2024-10-16 08:58 编辑无钥匙进入/无钥匙启动系统（PEPS）是一种安全的无线通信系统，可使驾驶员在不使用钥匙的情况下进入汽车，解锁汽车和启动发动机。 1 什么是无钥匙进入/无钥匙启动系统（PEPS）？无钥匙进入/无钥匙启动系统（PEPS）是一种安全的无线通信系统，可使驾驶员在不使用钥匙的情况下进入汽车，解锁汽车和启动发动机。该系统通过在汽车和钥匙之间发送信号，使用射频信号对钥匙进行验证。无钥匙进入/无钥匙启动（PEPS）是一种基于无线通信的汽车系统，用户无需从包里或口袋里掏出钥匙即可进入和启动车辆。当驾驶员靠近车辆时，只需按下点火按钮，就能自动锁定和解锁车门，并启动/停止发动机。要锁定车辆，用户只需用钥匙离开车辆，或触摸车门把手上的按钮或特定区域。 2 PEPS系统的工作原理 PEPS 系统提供各种汽车门禁功能，如电子防盗、被动进入、被动启动、被动上锁和遥控无钥匙进入等。当汽车驾驶员靠近车辆时，车辆控制单元和钥匙扣之间会建立安全的无线通信，并进行身份验证。系统在钥匙扣和车辆之间使用单向射频或双向射频。车辆上安装了低频（LF）天线，用于检测钥匙扣的位置，并确定钥匙扣是在车厢内还是车厢外。 PEPS 是一种安全的无线通信系统，可使驾驶员在不使用钥匙的情况下进入汽车，解锁汽车并启动发动机。该系统使用射频信号，通过在汽车和钥匙之间发送信号来验证钥匙。PEPS 系统使用低频无线电波（通常为 125 千赫或 134 千赫）和超高频（UHF）无线电波（通常为 1 千兆赫以下的信号）进行双向通信，在钥匙和汽车之间交换唯一的钥匙访问代码。一旦交换的代码符合预期值，且钥匙在汽车附近，汽车就会允许驾驶员进入。系统还会测量汽车与钥匙之间的距离，以确定钥匙是在车内还是车外。这一信息可用于为驾驶员提供不同类型的访问权限。例如，如果钥匙在车外，则只允许进入车内，但发动机启动功能将不起作用。 PEPS 系统可以是触发式系统，也可以是轮询式系统。在触发式系统中，驾驶员通过触摸汽车上的东西（如车门把手）来启动汽车进入程序，而在轮询式系统中，汽车进入系统会持续扫描汽车附近区域，搜索是否存在钥匙。然而，数字化的步伐从未停止。如今的智能手机已成为我们日常生活中最方便的身份验证工具。因此，汽车制造商将智能手机引入了 PEPS 方案。基本上，目前主流的 PEPS 都已集成了 NFC 和蓝牙功能。驾驶员可将 NFC 手机放在汽车 B 柱附近，然后进入车内。将蓝牙引入 PEPS 则更具革命性。首先，蓝牙在智能手机中的普及率已达 100%，因此用户不必为选择哪种型号的智能手机来兼容 PEPS 而烦恼。其次，蓝牙的高频率、跳频机制和强化的安全机制与 UHF/LF 方案相比，提供了更多的安全保证。此外，蓝牙的测距和定位功能对掌握开关门的时机大有帮助，大大降低了劫持汽车的可能性。蓝牙还方便车主使用应用程序授权他人进入或使用汽车，使家庭成员和朋友之间的远程汽车共享成为可能。这种机制还有助于汽车租赁服务和大规模自驾车共享服务。蓝牙测距和定位的精确度可达半米或一米。它包括 RSSI 方法和 AoA 方法。前者精度较低，可达到 1 至 5 米的精度水平。后者精度更高，精度可达半米。 3 PEPS 系统的优势无需按下按钮。汽车接近时会检测到钥匙扣，钥匙扣会被动解锁和启动汽车。使用单向和双向验证程序，可安全进入汽车。与机械钥匙系统相比，它是一种非常便捷的技术。系统能检测到钥匙丢失、钥匙电池电量不足等情况。 4 PEPS 系统的缺点将来会被智能手机取代。盗贼有可能窃取钥匙，在未经车主允许的情况下进入车辆。与传统的机械汽车钥匙系统相比，它价格昂贵。 5 未来展望时间的脚步永不停歇，PEPS 的创新也是如此。凭借更高的安全性、更快的响应速度和厘米级的定位精度，UWB 技术越来越受到汽车制造商的关注。2019 年，车联网联盟（CCC）将 UWB 列为下一代汽车安全接入技术，UWB 开始应用于汽车。 CCC 联盟正式发布了 CCC Digital Key 3.0 规范，明确提出将 UWB 和 BLE（蓝牙）无线技术相结合，通过兼容的移动设备实现无源无钥匙进入和发动机启动。在过去的二十年里，PEPS 走过了一条稳健发展的道路。随着它越来越受到汽车制造商的青睐，在人类越来越智能化的同时，它也将继续迎来更多的创新，以提升汽车驾乘者的体验和安全标准。