你的位置:首頁(yè) > 電源管理 > 正文

RA6M1在電動(dòng)汽車交流充電樁的應(yīng)用

發(fā)布時(shí)間:2022-11-18 來(lái)源:Renesas 責(zé)任編輯:wenwei

【導(dǎo)讀】交流充電樁俗稱“慢充”,交流單相充電樁(一般最大額定功率為7kW),充電樁一般與交流電網(wǎng)(市電)連接。交流充電樁主要適用于為小型純電動(dòng)汽車或可插電混合動(dòng)力電動(dòng)汽車充電,為電動(dòng)汽車車載充電機(jī)提供交流電源的供電裝置,相當(dāng)于只是起了一個(gè)控制電源的作用。


本文介紹了RA6M1單片機(jī)在電動(dòng)汽車交流充電樁的應(yīng)用及快速開發(fā)過(guò)程


電動(dòng)汽車交流充電樁


交流充電樁俗稱“慢充”,交流單相充電樁(一般最大額定功率為7kW),充電樁一般與交流電網(wǎng)(市電)連接。交流充電樁主要適用于為小型純電動(dòng)汽車或可插電混合動(dòng)力電動(dòng)汽車充電,為電動(dòng)汽車車載充電機(jī)提供交流電源的供電裝置,相當(dāng)于只是起了一個(gè)控制電源的作用。


根據(jù)不同車輛電池容量,車輛充滿電的時(shí)間一般需要3至8個(gè)小時(shí)。根據(jù)交流充電樁系統(tǒng)實(shí)際需求,一般會(huì)搭配兩顆ARM Cortex M4內(nèi)核以上的MCU,其中一顆為主要核心MCU,用于整樁控制,包含充電控制、電能計(jì)量、計(jì)費(fèi)單元控制和通信傳輸;另一顆MCU用于在無(wú)網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)使用,可搭配射頻卡或Wi-Fi使用,一般應(yīng)用于個(gè)體使用或企業(yè)內(nèi)部使用。


整體交流充電樁使用的外設(shè)及資源包含:GPIO、ADC、PWM、IIC、UART和USB等資源。Renesas RA6M1 MCU,性能非常適合本設(shè)計(jì)的要求。


RA6M1


●   100Pin的QFP封裝

●   ARM Cortex M4內(nèi)核的MCU帶有DSP等功能

●   豐富的GPIO和外設(shè)資源;

●   120MZH的主頻

●   帶有512kB Flash和256kB SRAM,可以減少片外FLASH的需求,可以將關(guān)鍵數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在內(nèi)部Data Flash中。


交流充電樁的設(shè)計(jì)框圖如圖1及部分硬件原理圖如圖2所示:


1666860177473238.png

圖1  交流充電樁原理圖


模塊功能介紹


●   GPIO和光耦控制繼電器的開合

●   PWM監(jiān)測(cè)汽車的CP信號(hào)

●   ADC采集高壓信號(hào)

●   UART用于射頻非接卡和LCD等通訊

●   溫濕度監(jiān)測(cè)和4G模組

●   Data Flash 使用

●   PWM監(jiān)測(cè)電動(dòng)汽車的CP信號(hào)模塊介紹


交流充電樁的CP信號(hào)是用于監(jiān)控電動(dòng)汽車和充電樁交互的功能的信號(hào),它是由MCU發(fā)出的PWM信號(hào)。CP信號(hào)的幅值范圍是±12V,PWM信號(hào)的占空比表示當(dāng)前充電樁為電動(dòng)汽車提供的最大充電電流數(shù)據(jù),當(dāng)PWM為1kHz,53%占空比的時(shí)候,可以為電動(dòng)汽車提供32A的充電電流。


●   UART用于射頻非接卡和LCD等通訊模塊介紹


LCD選用迪文的觸摸液晶屏,主要用于人機(jī)界面顯示和急停按鈕反饋,LCD屏幕輸出充電樁當(dāng)前的信息,包含輸出電壓、電流、充電量和費(fèi)用清單等。


射頻非接卡是預(yù)留的交互接口,為交流充電樁可配置選型,當(dāng)交流充電樁的終端用戶為個(gè)體或企業(yè)內(nèi)部使用時(shí)候,無(wú)需計(jì)費(fèi)單元和聯(lián)網(wǎng)功能,可使用射頻非接卡可以進(jìn)行自助充電,完全可以脫離網(wǎng)絡(luò)對(duì)電動(dòng)汽車進(jìn)行充電。


●   GPIO和光耦控制繼電器的開合


由于整個(gè)系統(tǒng)采用交流220V供電,為了提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性GPIO的輸出控制全部帶有光耦,同時(shí)使用MOS和繼電器控制電源的通斷。


●   溫濕度監(jiān)測(cè)和4G模組


板級(jí)溫濕度監(jiān)測(cè), 主要用于監(jiān)測(cè)PCB的板載溫度,由于整板采用交流220V電源供電,同時(shí)后續(xù)電路有多顆LDO,使用溫濕度傳感器監(jiān)測(cè)整板溫度異常和安裝環(huán)境的濕度異常,當(dāng)發(fā)生異常后MCU將關(guān)閉充電功能,保證系統(tǒng)的穩(wěn)定性和安全性。


●   Data Flash


Data Flash主要用于記錄在斷網(wǎng)狀態(tài)下充電樁的結(jié)算數(shù)據(jù)和異常數(shù)據(jù)記錄,保證客戶在使用過(guò)程中即便發(fā)生無(wú)網(wǎng)絡(luò)連接狀態(tài)客戶的充電數(shù)據(jù)信息都可以記錄。


1666860161907280.png

圖2  交流充電樁部分原理圖


在硬件設(shè)計(jì)完成后,開始進(jìn)行軟件程序編寫,Renesas IDE是e2 studio,調(diào)試器是E2-lite,官方文檔很詳細(xì),基本上熟悉一天的話,底層的驅(qū)動(dòng)及應(yīng)用就可以上手了,同時(shí)Renesas給出了很多例程都可以快速的導(dǎo)入到IDE里面,在新建工程時(shí)建議將編譯工具鏈選擇最新版本,不僅編譯速度快而且電腦不卡。在不到60天的時(shí)間內(nèi),我完成了樣機(jī)的Demo調(diào)試,性能完全滿足要求。


在使用過(guò)Renesas的MCU后,感覺Renesas基于ARM Cortex M內(nèi)核的MCU在功能和IDE方面非常好用,無(wú)論在硬件軟件上Renesas MCU都是值得選擇的單片機(jī),從此開始了我的Renesas MCU開發(fā)之路。



免責(zé)聲明:本文為轉(zhuǎn)載文章,轉(zhuǎn)載此文目的在于傳遞更多信息,版權(quán)歸原作者所有。本文所用視頻、圖片、文字如涉及作品版權(quán)問(wèn)題,請(qǐng)聯(lián)系小編進(jìn)行處理。


推薦閱讀:


柵極驅(qū)動(dòng)器和牽引逆變器系統(tǒng)的功能安全

ADI危巖體滑坡監(jiān)測(cè)解決方案

超精密數(shù)字電流/電壓/功率監(jiān)測(cè)器

關(guān)于BCL系列功率電感器的一切!

LLC轉(zhuǎn)換器的工作特點(diǎn)

特別推薦
技術(shù)文章更多>>
技術(shù)白皮書下載更多>>
熱門搜索
?

關(guān)閉

?

關(guān)閉