תכנון מערכת טעינה כפולה DC

מאמר חדשותי זה דן במבנה החשמלי שלערימת טעינה DC כפולה, המבהיר את עקרונות העבודה של אקדח יחיד וערימות טעינה לרכבים חשמליים עם שני תותחים, ומציע אסטרטגיית בקרת תפוקה לאיזון וטעינה לסירוגין שלתחנת טעינה כפולה.

כדי לשפר את האינטליגנציה ותגובת הזמן-אמת של בקרת טעינה, מאמר זה מזכיר גם סכימת תכנון למערכת בקרת ערימת טעינה המבוססת על שבב הבקרה הראשי STM32F407 עם ליבת Cortex M4 ומערכת הפעלה FreeRTOS משובצת.

תכנון הטופולוגיה החשמלית הכוללת של ערימות טעינה

עיצוב אדריכלות

חדש זה מציג עיצוב עבור אקדח כפולמטען חשמלי DC, המורכב מבקר ראשי, מודול כוח, תצוגת ממשק אדם-מכונה, קורא כרטיסי IC, מד אנרגיה חכם,מגען AC, מגען DC, מפסק זרם חשמלי, מגן נחשולי מתח ושני ספקי כוח של 12 וולט DC. הדיאגרמה החשמלית הכללית של ערימת הטעינה מוצגת להלן. עיצוב החיבור החשמלי בין ערימת הטעינה לבין תותחי A ו-B תואם את התקן הלאומי לממשקי טעינה DC של התקני טעינה מוליכים עבור כלי רכב חשמליים.

עקרון העבודה

תחנת הטעינה היא בעלת שני תותחיםתחנת טעינה DC, המשתמש ב-10 מודולי כוח המחוברים במקביל, עם שני מצבי בקרת טעינה: טעינת שוויון וטעינה מדורגת.

טעינת שוויון: שני התותחים A ו-B נטענים בו זמנית, כאשר לכל היותר 5 מודולי כוח נטענים מכל תותח.

טעינה מדורגת: כאשר רק אקדח אחד פועל, ניתן לטעון מקסימום של 10 מודולי כוח.

מודולי החשמל מקבלים קלט מתח AC תלת פאזי, המחוברים למגן נחשולי מתח, מד אנרגיה AC תלת פאזי ומגע AC. מודולי החשמל מפיקים מתח DC. כפתור עצירת חירום כלול גם בקלט, המאפשר הגנה מפני עצירת חירום על ידי ניתוק הקלט התלת פאזי. הבקר הראשי מתקשר עם מודולי החשמל דרך אפיק CAN כדי להחליף פקודות בקרת פלט, ומודולי החשמל מחוברים גם הם דרך אפיק CAN. לתחנה שני ספקי כוח DC של 12V: אחד מחובר לפיני A+ ו-A- של אקדח הטעינה כדי לספק מתח עזר במתח נמוך לרכב החשמלי, והשני מפעיל את תצוגת ממשק אדם-מכונה.

תכנון מערכת הבקרה הראשית

א. תרשים בלוקים פונקציונלי של המערכת

דיאגרמת הבלוקים של מערכת הבקרה הראשית מוצגת להלן. שבב הבקרה הראשי של המערכת הוא STM32F407ZGT6, בעל ממשקים היקפיים עשירים: 2 CAN, 4 USART, 2 UART, ממשק Ethernet אחד וכו', העונים על דרישות הממשק הבסיסיות של מערכת בקרת ערימת טעינה לשליטה בציוד היקפי כגון מודולי חשמל, מונים חכמים, קוראי כרטיסי IC ומסכי מגע.

ב. תכנון מעגל חומרה של מערכת הבקרה הראשית

זה כולל את תכנון מעגלי ממשק האפיק עבור RS232, RS485 ו-CAN.

עיצוב ממשק RS232

עיצוב ממשק RS485

עיצוב ממשק CAN

—הסוף—