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安科瑞 陳聰
【摘要】:對含有充電樁的充電系統(tǒng)漏電原理、特征和保護安裝位置進行了分析,并提出用于充電樁的B型剩余電流保護器的一種設(shè)計方案,通過雙磁芯及對應(yīng)的拓撲結(jié)構(gòu)實現(xiàn)剩余電流的檢測。分析了不同拓撲結(jié)構(gòu)對應(yīng)類型的剩余電流實現(xiàn)脫扣的機理,對直流剩余電流的檢測采用磁調(diào)制技術(shù),對其余類型剩余電流提出不進行波形識別、直接整流的電流檢測方案。根據(jù)不同拓撲結(jié)構(gòu)檢測的電流類型,提出上方磁芯選擇磁滯回線扁平、高磁導(dǎo)率的材料,下方磁芯選擇具有高剩磁的非晶或納米晶材料。通過Multisim仿真軟件對直流剩余電流進行檢測,結(jié)果表明基于高剩磁材料的磁調(diào)制技術(shù)能夠反映直流剩余電流。
【關(guān)鍵詞】:充電樁;剩余電流;磁調(diào)制技術(shù);磁芯材料;電動汽車;充電樁;分散式充電樁;充電系統(tǒng);剩余電流保護器
一、引言
在全球氣候變化和能源問題日漸突出的背景下,電動汽車由于能夠在節(jié)能減排方面做出突出貢獻而受到世界各國的大力支持。我國也正處于電動汽車快速成長的關(guān)鍵時期,充電設(shè)施行業(yè)也在進行快速擴張。截止2020年末,全國預(yù)計新增集中式充/換電站1.2萬座,分散式充電樁480萬個。在現(xiàn)有充電模式下,電路均含有直流環(huán)節(jié),當(dāng)漏電發(fā)生時,需要采用剩余電流保護器對充電樁進行保護。傳統(tǒng)的AC/A型剩余電流保護器無法動作,而B型剩余電流保護器不僅能夠?qū)ゎl交流和脈動直流剩余電流提供保護,而且能夠?qū)?000Hz及以下的正弦交流、平滑直流和復(fù)合剩余電流提供保護,因此,用于充電樁的剩余電流保護器宜采用B型。
目前B型剩余電流保護器相關(guān)技術(shù)長期被國外壟斷,根據(jù)發(fā)表的相關(guān)技術(shù)論文可知,其研制的220V用戶側(cè)剩余電流保護器售價與10kV斷路器相當(dāng),增加了充電樁建設(shè)的成本,對充電樁的普及造成了較大的阻礙。因此,開展B型剩余電流保護器的研發(fā)具有重要意義。B型剩余電流保護器設(shè)計的關(guān)鍵在于復(fù)合電流的檢測和磁芯材料的選擇。在檢測機制方面,文獻[9]給出了一種檢測復(fù)雜波形的方案,利用磁調(diào)制技術(shù),將原邊的剩余電流反映到副邊以后,運用全相位傅里葉變換對全部波形進行識別,但實驗結(jié)果在識別脈動直流時誤差較大。文獻[10]詳細介紹了在磁滯回線分段線性化條件下磁調(diào)制的原理,但仿真時為了接近磁芯材料的性質(zhì),采用的是反正切函數(shù)的磁滯回線,仿真模型與原理不對應(yīng),且僅定性描述了仿真結(jié)果,對非線性電流識別的準(zhǔn)確程度未進行評價。文獻[11]對B型剩余電流保護器進行了建模設(shè)計,指出B型剩余電流保護器是雙磁芯拓撲結(jié)構(gòu),不同拓撲結(jié)構(gòu)對應(yīng)檢測不同的波形,下面磁芯的拓撲結(jié)構(gòu)采用恒定頻率的方波激勵源進行磁調(diào)制,無法反映出原邊剩余電流。但該文獻提出了一種分功能檢測波形的思想,為本文B型剩余電流保護器的設(shè)計提供了思路。文獻[12]提出B型剩余電流保護器上磁芯的拓撲結(jié)構(gòu)是零序電流互感器,下磁芯的拓撲結(jié)構(gòu)采用磁調(diào)制技術(shù),對感應(yīng)到副邊的電流進行測頻以實現(xiàn)剩余電流的檢測,但由于某些復(fù)合剩余電流不存在周期,測頻環(huán)節(jié)測得的頻率沒有意義,會直接影響到剩余電流保護器的性能,其借鑒意義不大。在磁芯材料的選擇方面,國內(nèi)外可參考的文獻較少,文獻[13]-文獻[14]僅提及檢測直流的磁芯需采用非晶與納米晶材料,沒有對該種材料的選型做進一步說明。
基于此,本文提出了用于充電的B型剩余電流保護器的設(shè)計方案。首先,闡述了含有充電樁的供電系統(tǒng)剩余電流的產(chǎn)生機理,對剩余電流的波形和B型剩余電流保護器的選用原因及安裝位置進行了分析;其次,對B型剩余電流保護器的工作原理進行研究,包括各磁芯拓撲結(jié)構(gòu)及波形檢測的分工,重點介紹了直流電流的檢測方法;再次,根據(jù)對應(yīng)拓撲結(jié)構(gòu)的分工,選擇滿足波形檢測要求的磁芯材料,進而采用磁調(diào)制技術(shù),利用選擇磁芯的磁飽和特性對直流電流的檢測進行仿真,檢驗設(shè)計的合理性。
1充電系統(tǒng)漏電的相關(guān)分析
充電樁由電網(wǎng)供電的同時對電動汽車進行充電,整體構(gòu)成一個充電系統(tǒng)[15-16],系統(tǒng)內(nèi)產(chǎn)生的剩余電流特征可能會隨漏電地點的不同而改變。下文將對剩余電流的波形和B型剩余電流保護器的選用原因及安裝位置進行具體分析。
1.1剩余電流產(chǎn)生的機理
根據(jù)充電樁的不同,充電系統(tǒng)的構(gòu)成可分為兩種形式,如圖1所示,公共電網(wǎng)采用TT或者TN接線形式,它們的中性點均接地。充電樁分為交流充電樁與直流充電樁,它們的主要區(qū)別在于輸出電壓的形式以及充電機的位置。交流充電樁輸出交流電壓,充電功率較小,可以通過電動汽車自帶的車載充電機進行整流充電;直流充電樁直接輸出直流電壓,充電功率較大,因此充電機安裝于直流充電樁中。
圖1
充電系統(tǒng)的構(gòu)成
充電樁產(chǎn)生剩余電流的情況一般有兩種:一種是汽車絕緣擊穿,充電系統(tǒng)通過汽車、人體以及大地形成回路,產(chǎn)生剩余電流;另一種是充電樁絕緣擊穿網(wǎng)通過充電樁、人體、大地以及中性線形成回路,公共電,產(chǎn)生剩余電流。人體對直流和工頻交流的耐受值為30mA,隨著交流頻率的增加,人體對電流的耐受值有所提升[17],但是值仍然較小,故需要安裝剩余電流保護器切斷回路以保證人員安全[18]。
1.2剩余電流的特征與保護的安裝
情況如圖交流充電樁充電時某相線路將充電樁絕緣擊穿的2所示,此時通過人體的剩余電流沒有經(jīng)過有源濾波器,是含有大量的(6k±1)次諧波分量的復(fù)雜電流[19-20],而其余兩相電流經(jīng)過了有源濾波器濾波。無論剩余電流保護器放在充電系統(tǒng)的任何位置,通過其磁芯的電流相量之和不為零,可表示為:(1)式(1)中分別為三相電流,為剩余電流。
圖2某相電壓將充電樁絕緣擊穿的情況
通過磁芯的磁通量也不為零,同理可表示為:?a+?b+?c=?p(2)式(2)中,?a、?b、?c分別為通過三相的磁通量,?p為剩余磁通量。
由于通過磁芯的剩余磁通量不為零且不斷變化,磁芯上的二次側(cè)將感應(yīng)出電動勢,使操作機構(gòu)執(zhí)行跳閘,但正常情況下由于穿過磁芯的磁通量恒為零,操作機構(gòu)不會動作。
當(dāng)交流充電樁的絕緣被擊穿時,通過人體的剩余電流為含有基頻分量疊加高頻諧波分量的復(fù)合電流;當(dāng)直流充電樁的絕緣被擊穿時,通過人體的剩余電流為直流;當(dāng)汽車的絕緣被擊穿時,無論是直流充電樁還是交流充電樁,通過人體的剩余電流均為直流。對于上述剩余電流,傳統(tǒng)AC/A型剩余電流保護器都無法正確動作,因此,選擇能檢測復(fù)合剩余電流與直流剩余電流的B型剩余電流保護器。
B型剩余電流保護器應(yīng)安裝在充電樁處,而不是在充電電纜或者車載充電機處,這樣在充電樁以及其后方的位置發(fā)生人員觸電時,剩余電流保護器均能夠及時動作;反之如果B型剩余電流保護器安裝在充電樁后的位置,則該位置之前發(fā)生人員觸電的情況,保護將不會動作。
2 B型剩余電流保護器的工作原理
2.1直流波形檢測技術(shù)
采用磁調(diào)制[21-22]的方法檢測直流波形,利用磁芯在飽和區(qū)的特性,通過高頻方波激勵源讓磁芯反復(fù)飽和,將原邊的直流剩余電流反映到副邊,磁調(diào)制技術(shù)的工作原理如圖3所示。每當(dāng)采樣電阻兩端電壓的絕對值達到設(shè)定閾值時,容易得出,滯回比較器輸出電壓將突變至相反值,其值為:(3)式(3)中,Vr是設(shè)定閾值,Uexc是滯回比較器輸出電壓,稱作“激磁電壓”,顯然激磁電壓是方波。
圖3磁調(diào)制的工作原理
為了實現(xiàn)檢測直流的效果,當(dāng)采樣電阻兩端電壓達到Vr時,對應(yīng)通過的電流早已使磁芯進入飽和狀態(tài),不妨設(shè)此時的電流為±IH。
為了簡化分析,認為磁滯曲線是正切曲線,為了便于描述電流與磁通密度之間的關(guān)系,在電流與磁場強度成正比的前提下,繪制電流與磁通密度之間的曲線,如圖4所示。在曲線開始變得平緩時,可以認為磁芯已經(jīng)進入飽和狀態(tài),記此時對應(yīng)的磁通密度與電流分別為±Bs、±Is。
圖4電流與磁通密度之間的關(guān)系
當(dāng)原邊有直流剩余電流通過時,可以用圖5描述原副邊之間的關(guān)系。設(shè)原邊電流為ip,該電流使得磁芯的磁通密度有一個偏置,不妨認為該偏置是副邊造成的,將原邊電流等效到副邊,記副邊等效電流為Ip。
圖5原副邊之間的等效電路
原副邊電流產(chǎn)生的磁勢相同,而原邊匝數(shù)為1,故副邊等效電流為Ip=ip/N2根據(jù)基爾霍夫電壓定律,建立副邊激磁回路方程如式(4)。(4)式(4)中,i(t)是副邊的激磁電流。設(shè)開始時刻t0磁芯恰好達到負向磁飽和狀態(tài),由磁勢方程中電流與磁場強度之間的關(guān)系,可以得到:(5)式(5)中,Hs是磁芯剛進入飽和時對應(yīng)的磁場強度,i(t0)是副邊激磁電流的初始值。
取激磁電流的一個周期進行分析,由于進入飽和區(qū)后曲線平緩,故經(jīng)過可以忽略的極短時間后,采樣電阻電壓達到閾值,激磁電壓開始反向,設(shè)磁芯下一次達到飽和的時間為t1,再次達到反向飽和的時間為t1+t2。同理,t1時刻,有:(6)聯(lián)立方程式(4)-式(6),解得激磁電流在1個周期內(nèi)的表達式為:
i(t)=(7)式(7)中,τ為時間常數(shù),t1、t2分別為式(8)。(8)認為Ip<Is?IH,現(xiàn)對1個周期內(nèi)i(t)的直流分量進行求解,則:(9)式(9)中,d0為每個周期內(nèi)i(t)的直流分量。
可以得到,副邊激磁電流的直流分量與原邊直流等效到副邊電流的相反數(shù)相同。
2.2.B型剩余電流保護器的拓撲結(jié)構(gòu)
B型剩余電流保護器的拓撲結(jié)構(gòu)如圖6所示,上磁芯對應(yīng)電路能夠?qū)γ}動直流及1000Hz以下正弦交流剩余電流做出反應(yīng)并正確動作。對于原邊的脈動直流剩余電流,不通過特殊手段,其直流部分是無法反映到副邊的,因此實際上副邊電流得到的波形僅為脈動的。對于1000Hz以下的正弦交流剩余電流,隨著交流頻率的增加,由于磁滯損耗、渦流損耗、執(zhí)行機構(gòu)動作所需磁力的增長以及濾波器作用,執(zhí)行機構(gòu)的動作電流會相應(yīng)上升[23-27],增加了整定的復(fù)雜性。
圖6B型剩余電流保護器的拓撲結(jié)構(gòu)
考慮到上磁芯檢測到的波形較為復(fù)雜,且存在剩余電流是脈動直流與1000Hz以下交流的復(fù)合電流的情況,實時識別波形類型的難度大出一種基于整流器的檢測動作機制。
3 磁芯的材料
原邊直流、脈動剩余直流和副邊高頻激磁電流對磁芯材料提出了較高的要求,磁芯材料的選擇將直接影響B(tài)型剩余電流保護器的性能。根據(jù)拓撲結(jié)構(gòu)對應(yīng)檢測的剩余電流特征不同,磁芯的材料將有所區(qū)別。
3.1上磁芯的材料
上磁芯能夠?qū)γ}動直流和1000Hz以下交流剩余電流做出反應(yīng),即使原邊電流含有直流成分,和脈動直流的脈動部分也能正確反映到副邊正弦交流,因此上磁芯材料是抗直流的。當(dāng)原邊電流含有直流成分時,磁芯的磁通密度與原邊電流關(guān)系曲線如圖7所示。在t0時刻,電流從0瞬間變到I0,磁芯的磁通密度由于此直流部分的偏置,從-Br直接變?yōu)?em style="margin: 0px; padding: 0px; list-style-type: none; box-sizing: border-box;">B0,脫離了線性區(qū);t0到t1時間內(nèi),電流從I0增加到Imax,對應(yīng)的磁通密度從非線性區(qū)的B0直接進入飽和區(qū)的Bmax,脈動部分電流反映到副邊的波形會明顯失真。
圖7磁芯的磁通密度與原邊電流關(guān)系曲線
為了避免上述情況的發(fā)生,對于上磁芯材料的選擇,首先,磁芯材料的磁滯回線扁平,在原邊剩余電流含有直流成分時,磁芯材料仍能保持在線性區(qū),便于原邊疊加的交流剩余電流成分能完整地反映到副邊;其次,磁芯材料要同時保持高磁導(dǎo)率,由于直流成分的偏置,對交流剩余電流成分,磁通密度的變化較沒有偏置時小,副邊驅(qū)動能力變?nèi)?,故要選擇高磁導(dǎo)率的材料來維持驅(qū)動能力。
3.2下磁芯的材料
B型剩余電流保護器的下磁芯材料需選用納米晶或非晶材料,它們均具有極低的磁滯、渦流損耗和較高的磁導(dǎo)率,常用于高頻變壓器中。由于副邊激磁電流頻率很高,故主要研究在高頻條件下不同非晶與納米晶材料的特性。
在外磁場的作用下,非晶與納米晶材料在特定條件下磁致伸縮現(xiàn)象明顯,其長度尺寸及體積大小均要發(fā)生變化,此現(xiàn)象發(fā)生時會進一步引發(fā)鐵磁共振[28]現(xiàn)象,這是由磁芯材料和幾何力學(xué)相互之間復(fù)雜作用的結(jié)果,具體表現(xiàn)為隨著激磁電流頻率的增加,磁芯材料的磁滯回線出現(xiàn)不對稱、變形扭曲與磁滯、渦流損耗極不穩(wěn)定的波動等反常現(xiàn)象。由于磁調(diào)制檢測直流的機理是建立在磁滯回線正常的條件下,故選擇下磁芯的材料時要盡可能抑制磁致伸縮現(xiàn)象的產(chǎn)生。大量實驗表明[29],非晶與納米晶材料在磁滯回線拐點處之后磁致伸縮現(xiàn)象較為明顯,而一般磁滯回線拐點處距離剩磁Br較近,故可以認為在超過剩磁之后磁致伸縮現(xiàn)象不可忽略。當(dāng)剩磁處距離磁飽和區(qū)域高點較近,即剩磁較高時,實際在高頻下發(fā)生磁致伸縮現(xiàn)象的范圍極其有限,從而這種材料的磁滯回線能夠應(yīng)用于磁調(diào)制原理當(dāng)中;同時在高頻下高剩磁的材料磁芯損耗密度比低剩磁的材料要低[30-38],故下磁芯宜選擇具有高剩磁的非晶或者納米晶材料。
4仿真分析
由于上磁芯及其拓撲結(jié)構(gòu)需要大量實驗進行重疊區(qū)的整定,且原邊波形種類復(fù)雜,不便于進行仿真,這里僅對下磁芯及其拓撲結(jié)構(gòu)的直流波形檢測做仿真分析。選取具有高剩磁的非晶材料日立Matglas-2605S3A,并做如下簡化:
1)非晶材料的磁滯回線選擇頻率為10kHz、大磁通密度為0.65T,用反正切函數(shù)做近似,用小二乘法擬合,得到簡化磁滯回線表達式為B=0.4138arctan(0.0135H)。
與仿真相關(guān)的具體參數(shù)如表1所示。
在Multisim平臺上進行仿真,磁芯用可編輯磁滯回線的非線性變壓器代替,當(dāng)原邊沒有剩余電流通過與原邊出現(xiàn)0.5A的直流剩余電流時,激磁電流的波形分別如圖8、圖9所示。
圖8沒有剩余電流時激磁電流的波形圖
圖9有0.5A剩余直流時激磁電流的波形圖
當(dāng)原邊沒有剩余電流產(chǎn)生時,激磁電流波形在每個周期內(nèi)大于零與小于零的時間相同,故直流分量為0;當(dāng)原邊出現(xiàn)剩余電流時,激磁電流在每個周期內(nèi)大于零的時間少于小于零的時間,整體電流波形較原邊沒有剩余電流時有明顯下傾趨勢,說明直流分量小于0,與原邊直流符號相反,符合磁調(diào)制的結(jié)果?,F(xiàn)進一步對該波形的直流分量進行計算,由于采樣點是離散的,可用離散點表示的復(fù)化梯形公式計算積分。
當(dāng)原邊沒有剩余電流產(chǎn)生時,激磁電流波形在每個周期內(nèi)大于零與小于零的時間相同,故直流分量為0;當(dāng)原邊出現(xiàn)剩余電流時,激磁電流在每個周期內(nèi)大于零的時間少于小于零的時間,整體電流波形較原邊沒有剩余電流時有明顯下傾趨勢,說明直流分量小于0,與原邊直流符號相反,符合磁調(diào)制的結(jié)果。現(xiàn)進一步對該波形的直流分量進行計算。由于采樣點是離散的,可用離散點表示的復(fù)化梯形公式計算積分。
(10)式(10)中,i(t)是激磁電流在t時刻對應(yīng)電流大小,T是每次進行計算采用的時間間隔,h是采樣間隔,xk是采樣的時刻,它與時間間隔的關(guān)系為xk=kh。
這種計算方法的計算誤差與采樣間隔的平方成正比,故誤差很小。時間間隔取2.5ms,采樣間隔為1μs,對所有采樣點進行計算,得到激磁電流的周期分量d0=-4.98mA,其值與原邊剩余直流轉(zhuǎn)化到副邊值Ip=5.0mA的相反數(shù)相近,說明基于磁調(diào)制的直流檢測技術(shù)能正確反映原邊的剩余直流。對激磁電流的頻率進行分析,無論原邊是否有剩余電流,激磁電流的頻率都在4kHz左右,故下磁芯在該頻率下具有較小的磁滯、渦流損耗,選擇高剩磁的非晶與納米晶材料剛好符合此要求。
二、解決方案
圖1平臺結(jié)構(gòu)圖
充電運營管理平臺是基于物聯(lián)網(wǎng)和大數(shù)據(jù)技術(shù)的充電設(shè)施管理系統(tǒng),可以實現(xiàn)對充電樁的監(jiān)控、調(diào)度和管理,提高充電樁的利用率和充電效率,提升用戶的充電體驗和服務(wù)質(zhì)量。用戶可以通過APP或小程序提前預(yù)約充電,避免在充電站排隊等待的情況,同時也能為充電站提供更準(zhǔn)確的充電需求數(shù)據(jù),方便后續(xù)的調(diào)度和管理。通過平臺可對充電樁的功率、電壓、電流等參數(shù)進行實時監(jiān)控,及時發(fā)現(xiàn)和處理充電樁故障和異常情況對充電樁的功率進行控制和管理,確保充電樁在合理的功率范圍內(nèi)充電,避免對電網(wǎng)造成過大的負荷。
三、安科瑞充電樁云平臺具體的功能
平臺除了對充電樁的監(jiān)控外,還對充電站的光伏發(fā)電系統(tǒng)、儲能系統(tǒng)以及供電系統(tǒng)進行集中監(jiān)控和統(tǒng)一協(xié)調(diào)管理,提高充電站的運行可靠性,降低運營成本,平臺系統(tǒng)架構(gòu)如圖3所示。
圖2充電樁運營管理平臺系統(tǒng)架構(gòu)
大屏顯示:展示充電站設(shè)備統(tǒng)計、使用率排行、運營統(tǒng)計圖表、節(jié)碳量統(tǒng)計等數(shù)據(jù)。
圖3大屏展示界面
站點監(jiān)控:顯示設(shè)備實時狀態(tài)、設(shè)備列表、設(shè)備日志、設(shè)備狀態(tài)統(tǒng)計等功能。
圖4站點監(jiān)控界面
設(shè)備監(jiān)控:顯示設(shè)備實時信息、配套設(shè)備狀態(tài)、設(shè)備實時曲線、關(guān)聯(lián)訂單信息、充電功率曲線等。
圖5設(shè)備監(jiān)控界面
運營趨勢統(tǒng)計:顯示運營信息查詢、站點對比曲線、日月年報表、站點對比列表等功能。
圖6運營趨勢界面
收益查詢:提供收益匯總、實際收益報表、收益變化曲線、支付方式占比等功能。
圖7收益查詢界面
故障分析:提供故障匯總、故障狀態(tài)餅圖、故障趨勢分析、故障類型餅圖等功能。
圖8故障分析界面
訂單記錄:提供實時/歷史訂單查詢、訂單終止、訂單詳情、訂單導(dǎo)出、運營商應(yīng)收信息、充電明細、交易流水查詢、充值余額明細等功能。
圖9訂單查詢界面
三、產(chǎn)品選型
安科瑞為廣大用戶提供慢充和快充兩種充電方式,便攜式、壁掛式、落地式等多種類型的充電樁,包含智能7kw/21kw交流充電樁,30kw直流充電樁,60kw/80kw/120kw/180kw直流一體式充電樁來滿足新能源汽車行業(yè)快速、經(jīng)濟、智能運營管理的市場需求。實現(xiàn)對動力電池快速、高效、安全、合理的電量補給,同時為提高公共充電樁的效率和實用性,具有有智能監(jiān)測:充電樁智能控制器對充電樁具備測量、控制與保護的功能;智能計量:輸出配置智能電能表,進行充電計量,具備完善的通信功能;云平臺:具備連接云平臺的功能,可以實現(xiàn)實時監(jiān)控,財務(wù)報表分析等等;遠程升級:具備完善的通訊功能,可遠程對設(shè)備軟件進行升級;保護功能:具備防雷保護、過載保護、短路保護,漏電保護和接地保護等功能;適配車型:滿足國標(biāo)充電接口,適配所有符合國標(biāo)的電動汽車,適應(yīng)不同車型的不同功率。下面是具體產(chǎn)品的型號和技術(shù)參數(shù)。
產(chǎn)品圖 | 名稱 | 技術(shù)參數(shù) |
AEV200-AC007D | 額定功率:7kW 輸出電壓:AV220V 充電槍:單槍 充電操作:掃碼/刷卡 防護等級:IP65 通訊方式:4G、Wifi 安裝方式:立柱式/壁掛式 | |
AEV210-AC007D | 額定功率:7kW 輸出電壓:AV220V 充電槍:單槍 人機交互:3.5寸顯示屏 充電操作:掃碼/刷卡 防護等級:IP54 通訊方式:4G、Wifi 安裝方式:立柱式/壁掛式 | |
AEV300-AC021D | 額定功率:21kW 輸出電壓:AV220V 充電槍:單槍 人機交互:3.5寸顯示屏 充電操作:掃碼/刷卡 防護等級:IP54 通訊方式:4G、Wifi 安裝方式:立柱式/壁掛式 | |
AEV200-DC030D | 額定功率:30kW 輸出電壓:DC200V-750V 充電槍:單槍 人機交互:7寸觸摸屏 充電操作:掃碼/刷卡 防護等級:IP54 通訊方式:以太網(wǎng)、4G(二選一) | |
| AEV200-DC060D/ AEV200-DC080D | 額定功率:60kW/80kW 輸出電壓:DC200V-1000V 充電槍:單槍 人機交互:7寸觸摸屏 充電操作:掃碼/刷卡 防護等級:IP54 通訊方式:以太網(wǎng)、4G(二選一) |
| AEV200-DC060S/ AEV200-DC080S | 額定功率:60kW/80kW 輸出電壓:DC200V-1000V 充電槍:雙槍 人機交互:7寸觸摸屏 充電操作:掃碼/刷卡 防護等級:IP54 通訊方式:以太網(wǎng)、4G(二選一) |
| AEV200-DC120S/ AEV200-DC180S | 額定功率:120kW/180kW 輸出電壓:DC200V-1000V 充電槍:雙槍 人機交互:7寸觸摸屏 充電操作:掃碼/刷卡 防護等級:IP54 通訊方式:以太網(wǎng)、4G(二選一) |
AEV200-DC240M4/ AEV200-DC480M8/ AEV200-DC720M12 | 額定功率:240kW/480kW/720kw 輸出電壓:DC150V-1000V 充電終端支持:常規(guī)單雙槍終端 防護等級:IP54 | |
AEV200-DC250AD | 輸出:250A 1個充電接口; 支持掃碼、刷卡支付; 4G、以太網(wǎng)通訊(二選一) | |
AEV200-DC250AS | 輸出:250A 2個充電接口; 支持掃碼、刷卡支付; 4G、以太網(wǎng)通訊(二選一) |
四、現(xiàn)場圖片
五、結(jié)論
本文給出了用于汽車充電樁的B型剩余電流保護器的一種設(shè)計方案,對其原理與磁芯材料進行了分析,結(jié)合仿真結(jié)果,得到了以下結(jié)論:
1)B型剩余電流保護器是雙磁芯結(jié)構(gòu),上磁芯及其拓撲結(jié)構(gòu)僅對1000Hz以下正弦交流剩余電流、脈動直流剩余電流的脈動部分以及它們的復(fù)合電流作出反應(yīng),磁芯在原邊剩余電流有直流成分時不能飽和,宜選擇磁滯回線扁平、高磁導(dǎo)率的材料;下磁芯及其拓撲結(jié)構(gòu)僅對直流剩余電流作出反應(yīng),磁芯宜選擇具有高剩磁的非晶或納米晶材料,它們發(fā)出的脫扣命令之間是“或”的邏輯關(guān)系。
2)對于反映具有復(fù)雜波形的剩余電流,采用整流的方法,避免了對波形的實時識別,通過判斷整流后的電流是否在重疊區(qū)內(nèi),確定是否發(fā)出脫扣信號。
3)直流剩余電流的檢測采用磁調(diào)制技術(shù),將原邊的直流以直流分量的形式反映到副邊激磁電流當(dāng)中。仿真結(jié)果表明,采用高剩磁的非晶磁芯材料,能正確檢測原邊直流剩余電流,提取激磁電流的直流分量與原邊電流換算到副邊的相反數(shù)數(shù)值相近。
綜上所述,用于汽車充電樁的B型剩余電流保護器的設(shè)計就現(xiàn)有技術(shù)手段可以實現(xiàn),但是由于我國在材料研究上稍落后于國際水平,加之部分材料限制對我國的出口,相應(yīng)的磁芯材料的獲取成為B型剩余電流保護器國產(chǎn)自主化的瓶頸;其次,對磁芯的布線與磁屏蔽方案對B型剩余電流保護器性能的影響也待進一步探究。
參考文獻
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