摘要：

現(xiàn)階段世界各地積極推動(dòng)新能源汽車和純電動(dòng)汽車的發(fā)展，各國電動(dòng)汽車生產(chǎn)企業(yè)和充電樁設(shè)備供應(yīng)企業(yè)積極投身到國內(nèi)充電樁的布局和建設(shè)，目前我國是世界充電樁建設(shè)數(shù)目最多的國家。未來隨著各國電動(dòng)汽車發(fā)展的逐漸普及，充電樁建設(shè)將會(huì)激烈發(fā)展。

在這種背景下，為推動(dòng)電動(dòng)汽車交流充電樁的發(fā)展，HIECUBE為交流充電樁提供一種電源轉(zhuǎn)換器的解決方案，滿足充電樁的電源模塊供電需求。交流充電樁是指為電動(dòng)汽車提供交流電進(jìn)行充電，并且可選擇電量、金額、時(shí)間、自動(dòng)、充滿等多種模式的一體化設(shè)備。一般安裝在停車場或室外站點(diǎn)，工作電壓為220V或者380V，充電主要依靠車載充電機(jī)完成。

關(guān)鍵詞：新能源汽車，電動(dòng)汽車，交流充電樁，電源模塊，電源轉(zhuǎn)換器，AC-DC電源模塊

（1）行業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀：

目前全球能源都陷入緊張狀態(tài)，為了減少石油等不可再生能源的使用，全國在汽車制造和應(yīng)用領(lǐng)域逐漸引入新能源。隨國家政策扶持和企業(yè)投入增加，我國新能源汽車行業(yè)近年發(fā)展迅猛，產(chǎn)量逐年上漲。根據(jù)中國汽車工業(yè)協(xié)會(huì)公布的2017年新能源汽車產(chǎn)銷數(shù)據(jù)顯示，2017年1月~12月，我國新能源汽車產(chǎn)銷分別是79.4萬輛和77.7萬輛，同比分別增長53.8%和53.3%。

     我國新能源汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展面臨新形勢、新問題，如：充電基礎(chǔ)設(shè)施是發(fā)展的短板。目前我國車樁比例只有3.5∶1，隨著新能源汽車數(shù)量的持續(xù)增長，充電基礎(chǔ)設(shè)施結(jié)構(gòu)性供給不足的問題日益凸顯。為了滿足電動(dòng)汽車的充電需求，國家十三五規(guī)劃《電動(dòng)汽車充電基礎(chǔ)設(shè)施發(fā)展指南(2015-2020)》指出，到2020年將建成480萬個(gè)分散式充電樁，集中式換電站超過1.2萬座。從2016~2020年，平均每年需新增97萬個(gè)，其中交流充電樁的需求遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于直流樁，市場需求旺盛。

（2）交流充電樁系統(tǒng)組成和功能：

交流充電樁的系統(tǒng)組成主要依據(jù)《NBT 33002-2013電動(dòng)汽車交流充電樁技術(shù)條件》，基本構(gòu)成如下圖所示：

交流充電樁的硬件系統(tǒng)主要由觸摸屏、IC卡讀卡器、PLC控制器、微型打印機(jī)、交流電表、充電接口、通信模塊、電源模塊、PWM模塊等組成，如下圖所示：

交流充電樁的功能主要有刷卡付費(fèi)、計(jì)量、人機(jī)交互、通訊、保護(hù)控制和自檢等。

1、刷卡付費(fèi)功能：交流充電樁應(yīng)配備讀卡裝置，使其與交流充電樁的交流電表進(jìn)行通訊，實(shí)現(xiàn)充電樁的充電計(jì)費(fèi)。

2、計(jì)量功能：交流充電樁應(yīng)具備計(jì)量輸出電能量的功能，計(jì)算充電電量、顯示充電時(shí)間和費(fèi)用信息。

3、人機(jī)交互功能：交流充電樁應(yīng)顯示其相關(guān)運(yùn)行狀態(tài)，如：充電模式、計(jì)費(fèi)信息和充電電量等，而且必須可手動(dòng)設(shè)置充電參數(shù)及控制充電樁功能，顯示畫面應(yīng)該清晰、完整、易操作等。

4、通訊功能：交流充電樁應(yīng)具備和外部通信的相關(guān)接口，實(shí)現(xiàn)與上級監(jiān)控管理系統(tǒng)的通訊。

5、保護(hù)控制功能：交流充電樁應(yīng)配置急停開關(guān)，當(dāng)發(fā)生緊急狀況時(shí)，能夠在充電過程中及時(shí)切斷輸出電源。還需具備負(fù)載、過壓、欠壓、過熱、漏電保護(hù)功能，確保充電樁充電過程中安全可靠穩(wěn)定運(yùn)行。

6、自檢功能：交流充電樁應(yīng)具備自檢和故障報(bào)警功能，當(dāng)充電樁發(fā)生故障時(shí)，可以通過指示燈的狀態(tài)與人交互。因?yàn)?span>交流充電樁長期位于室外，還需具備長期經(jīng)受惡劣環(huán)境和較強(qiáng)電磁干擾的特點(diǎn)。在元件選型時(shí)應(yīng)該選擇具有工業(yè)級標(biāo)準(zhǔn)的電力電子器件和帶屏蔽功能的通信線。在交流充電樁的內(nèi)部結(jié)構(gòu)布置應(yīng)合理、便于安裝施工，配件易拆卸及方便調(diào)試維修。

（3）交流充電樁對電源轉(zhuǎn)換器的要求：

控制系統(tǒng)主程序流程圖如下圖所示：

交流充電樁的控制系統(tǒng)通過AC-DC轉(zhuǎn)換器獲得DC供電，根據(jù)交流充電樁的工作要求，可以得到電源轉(zhuǎn)換器的工作要求如下：

1、環(huán)境溫度：室外型達(dá)到-20 ℃～+50 ℃，室內(nèi)型達(dá)到-5 ℃～+50 ℃

2、相對濕度：要求為5 %～95 %

3、海拔高度：要求為≤2000 m

4、傳導(dǎo)騷擾：達(dá)到CISPR 32 CLASS A。

5、輻射騷擾：達(dá)到CISPR 32 CLASS A。

6、浪涌抗擊：達(dá)到GB/T 17626.5—2008等級3

7、靜電放電抗擾度：達(dá)到GB/T 17626.2—2006等級3

8、射頻電磁場輻射抗擾度：達(dá)到GB/T 17626.3—2006等級3

9、電快速瞬變脈沖群抗擾度：達(dá)到GB/T 17626.4—2008等級3

      在控制系統(tǒng)的供電電壓和功率方面，業(yè)內(nèi)的方案多種多樣。HIECUBE/高能立方經(jīng)過對典型系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的總結(jié)和供電需求的提煉，提出了交流充電樁內(nèi)部供電的電源解決方案如下。

（4）交流充電樁的電源解決方案

交流充電樁內(nèi)的設(shè)備主要使用到5V和±12V供電，根據(jù)產(chǎn)品元件的不同，5V和正負(fù)12V供電的功率也有所不同。對此，HIECUBE/高能立方推出專為交流充電樁設(shè)計(jì)的正負(fù)12V輸出的AC-DC電源模塊HA12N10B-demo系列，該系列電源解決方案優(yōu)勢如下：

1、兩路穩(wěn)壓±12V輸出，穩(wěn)壓精度高達(dá)±1%，交流充電樁和車載充電機(jī)的CP信號頻率為1KHz及±12V幅度的PWM信號。根據(jù)GBT18487.1-2015要求電壓精度≤±5%，一般多路輸出的AC-DC電源模塊僅有主路電壓精度能達(dá)到≤±5%，而HA12N10B-demo系列的兩路輸出都是穩(wěn)壓精度≤±5%，是一款專為交流充電樁而設(shè)計(jì)的AC-DC電源模塊。

2、超強(qiáng)的供電能力，可滿足無GPRS模塊、12V LCD顯示屏的交流充電樁方案。

3、EMC性能強(qiáng)，HA12N10B-demo系列為引線式封裝，內(nèi)部集成過流保護(hù)電路及EMC電路，可直接接入電網(wǎng)并且不需要額外設(shè)計(jì)防護(hù)。

產(chǎn)品特點(diǎn)：

類型：充電樁專用AC-DC電源模塊

優(yōu)點(diǎn)：高精度、更穩(wěn)定、高可靠性、超小體積

特性：開板式、交直流兩用、安全隔離

保護(hù)：具有短路、過載、過熱保護(hù)功能

設(shè)計(jì)：大功率電感、高頻電容、外圍電路靈活設(shè)計(jì)、產(chǎn)品設(shè)計(jì)滿足EMC測試要求

安裝：PCB焊接方式、接線式安裝

（5）市場環(huán)境

國家對于新能源汽車和充電樁行業(yè)戰(zhàn)略明確，多種新能源汽車配套政策出臺(tái)，鼓勵(lì)電動(dòng)汽車充電基礎(chǔ)設(shè)施發(fā)展，明確場所的建設(shè)目標(biāo)。隨著市場發(fā)展，將由國家政策引導(dǎo)轉(zhuǎn)變?yōu)槭袌鰧?dǎo)向，企業(yè)之間競爭會(huì)變得越加激烈。對此，HIECUBE長期提供優(yōu)質(zhì)及高性價(jià)比的電源解決方案，也將充電樁電源領(lǐng)域的解決方案不斷優(yōu)化，以便適應(yīng)市場發(fā)展。

近年新能源汽車產(chǎn)量和銷售火爆，充電設(shè)施領(lǐng)域表現(xiàn)活躍，充電樁領(lǐng)域是新能源汽車產(chǎn)業(yè)鏈的一個(gè)重要戰(zhàn)場。2018年全國各地多處線下?lián)尩亟?/span>立充電樁，而線上則是各種充電APP，地圖增加充電樁站點(diǎn)。目前下游充電樁運(yùn)營已經(jīng)提前火熱，直接拉動(dòng)了上游的設(shè)備制造，在短時(shí)間內(nèi)已經(jīng)達(dá)到了白熱化。

詳細(xì)的交流充電樁電源產(chǎn)品信息請參考產(chǎn)品技術(shù)手冊或者咨詢HIECUBE銷售代表，謝謝！