Схема устройство зарядное автомобильное: Зарядное устройство для автомобильного аккумулятора своими руками: схемы, варианты, порядок изготовления

СХЕМА АВТОМОБИЛЬНОГО ЗАРЯДНОГО УСТРОЙСТВА

     Предлагаю вашему вниманию схему простейшего втомобильного зарядного устройства. Почти с каждым автовладельцем случалось , что сел аккумулятор. В таком случаи на помощь придёт электроника. Конечно можно купить промышленную зарядку, но если вы настоящий радиолюбитель — попробуйте всё-же собрать её сами. Схема ЗУ приведена на рис.1  

     Зарядное устройство для автомобильных аккумуляторов в собранном виде показано на рис.2 , рис.3.  

     Принцип работы ЗУ: Для начала процесса зарядки нужно подключить АБ к ЗУ соблюдая полярность на приборе и на самом аккумуляторе. Затем можно подключать прибор к сети Х1 220В.Конденсатор С1 служит для защиты трансформатора Т1 от скачков энергии в сети. Через понижающий трансформатор напряжение поступает на диод VD1 , амперметр РА1, и через сглаживающий конденсатор на гнёзда Х2.Цепочка R1, VD2 – защита в случае пробоя основного диода VD1, который установлен на радиаторе. Сопротивление R1 –ограничитель по току и напряжению для светодиода HL1, который сигнализирует о процессе зарядки.

     Детали: Х1 – сетевая вилка, FU1-предохранитель на 3А, SA1-микротумблер МТ3(сдвоенный). T1-понижающий трансформатор ТС-160-3 с выходом напряжения на вторичной обмотке 14.8 вольт. Также можно использовать любой другой. VD1- КД213А установленный на радиаторе. VD2- серии Д9Г. HL1- Светодиод красного свечения АЛ307Б. РА1 – Амперметр с приделом измерения 5А (Правильно отшунтированый). С2- конденсатор электролитический полярный 470мк*50в., можно заменить на любой другой с ёмкостью в пределах 500 — 2000 микрофарад. X2- «барашки».

     Налаживание: Правильно собранная схема зарядного устройства работает сразу и в налаживании не нуждается. Материал прислал: Александр Кузьмин. e-mail: [email protected] 

     Форум по зарядным устройствам

   Форум по обсуждению материала СХЕМА АВТОМОБИЛЬНОГО ЗАРЯДНОГО УСТРОЙСТВА

Автомобильное зарядное устройство схема

Автомобильное зарядное устройство

  Необходимость в дополнительном зарядном устройстве для автомобильной аккумуляторной батареи помимо бортового регулятора напряжения никто не подвергает сомненью.

Существует огромное количество схем ЗУ, различающихся по многим параметрам и техническим решениям.

Простое зарядное устройство

  Конечно, если на вашем автомобиле установлена новая аккумуляторная батарея и совершенный регулятор напряжения, то необходимость в дополнительном зарядном устройстве скорее всего не понадобится. Однако все может произойти, и возникнет потребность в ЗУ. Что бы не городить огород, можно собрать несложное, но достаточно качественное устройство по приведенной ниже схеме. В качестве регулирующего элемента для изменения зарядного тока применяется конденсатор, что является удачным техническим решением, снимающим целый ряд трудностей.

Приставка-автомат к зарядному устройству

  Описываемая ниже приставка не является собственно зарядным устройством. Она призвана облегчить выполнение необходимых определенных профилактических операций для поддержания аккумуляторной батареи в рабочем состоянии.

Двухрежимное зарядно-разрядное устройство

 Схема двухрежимного зарядно-разрядного устройства для автомобильного аккумулятора с целью продления жизни последнего.

Электромеханическая защита в зарядных устройствах

Бестрансформаторное автомобильное зарядное устройство с режимом тренировки аккумулятора

 Схема бестрансформаторного зарядного устройства для автомобильных аккумуляторов ёмкостью 70 Ач мощностью 150 Вт и максимальным током 7 А с режимом тренировки.

 

 Здесь описаны зарядные устройства только для аккумуляторов автомобилей (мотоциклов). Схемы ЗУ для батареек и пальчиковых аккумуляторов приводятся в соответствующем разделе.

 

АВТОМОБИЛЬНОЕ ЗАРЯДНОЕ УСТРОЙСТВО

   Эта схема простого автомобильного зарядного устройства попалась мне еще 90-х годах в книжке «1000 советов любителям мастерить», после забыл про эту схему и книжка куда то задевалась. Но в прошлом году решили собрать зарядники с другом, и порывщись по интернету остановились олять же на этой схеме.

   Она не очень сложная и детали были в наличии на пару зарядников.

Занялись сборкой. Корпус достался на халяву, то есть то что от него осталось — две стенки и каркас, остальное пришлось выпиливать по новой.

   Мощные сопротивления использовал импортные, они квадратные и их можно с легкостью крепить к радиатору для ослаждения, но в процессе настройки 5-ти ваттное сопротивление сгорело и надо было искать замену.

   Подходяший резистор не нашел — взял похожий на 10 Вт. Спилил в двух местах родное сопротивление, намотал нихром 0.3 сверху сопротивления 0.5-0.6 ом.

   Диоды на радиаторе — Д242, два по 10 ампер. Трансформатор для автомобильного зарядного устройства выбрал типа ТПП-319, переменный резистор после долгих замен остановился на СП5-35Б. 

   На ожлаждение зарядого устройства для автомобильных аккумуляторов пошли два компьютерных вентилятора, маленкий на вытяжку тепла с сопротивления R3, а большой на обдув. 

   Их можно запитать с одной обмотки, а я увлекся и поставил два диодных мостика — на каждый вентилятор отдельно. Реле — отдельная история, не нашел на 24в и пришлось выкручиваться тем что есть.

   Кроме вольтметра добавил индикатор заряда, при 13,6 начинает загоратся красный светодиод, а при достижении 14,5 он загорается уже ярко. 

   Синий светодиод показывает включение устройства в сеть. Силовой транзистор и сопротивление закрепил на радиаторы, так как греются они не слабо в процессе зарядки автомобильных аккумуляторов. 

   Со всеми этими вентиляторами и радиаторами все получилось нормально и при долговременной работе схема остается в пределах нормы по температурному режиму. Пробовал на АКБ, привезли 5 убитых аккумуляторов, два из них получилось запустить — гонял их до трех суток и наконец ожили.

   Хотя старой бабке сколько не делай пластических операций, она всё-равно останется…, и тут так же:)

   И напоследок, три элементарные вещи для работы с АКБ: заряжать на заряднике не зависимо стоит машина или ездит, после зарядки проверять плотность электролита (это важно для нашего климата), и не разряжать его до упора. Автор: Николай К.

Схема импульсного зарядного устройства для автомобильного аккумулятора

На данный момент существует много схем зарядных устройств, в том числе и импульсных, которые позволяют зарядить аккумулятор автомобиля. Часть таких устройств, к сожалению, обладают существенными недостатками, выраженными в значительных габаритах, дороговизне комплектующих, сложности самостоятельной сборки или недостаточной выходной мощности. Представленная ниже схема не обладает такими минусами, но к тому же еще имеет следующие преимущества:

Все эти функции возможны в одном зарядном устройстве, которое вполне под силу собрать самостоятельно, тщательно подбирая компоненты и припаивая их на свои места. Схема импульсного зарядного устройства для автомобильного аккумулятора:

Рис. 1. Схема импульсного зарядного устройства для автомобильного аккумулятора

На первый взгляд схема может показаться сложной, но на самом деле она будет достаточно компактной, при своей функциональности. Элементная база ЗУ широко распространена, и на большинство деталей вполне можно найти аналоги, как импортные, так и отечественные. Все номиналы подписаны на схеме. 

 

Краткий принцип работы и особенности сборки

Регулировка выходного тока выставляется в пределах 2,5А – 7А, чего вполне достаточно для зарядки большинства аккумуляторов. Резистором R14 подстраивается необходимый ток заряда конкретного аккумулятора исходя из расчета одной десятой части его емкости. В зависимости от выбранного режима, ток разряда АКБ будет составлять 2,5 Ампера, или 0,65 Ампер при выставлении режима десульфитация. Изменяя значения резисторов R35 и R36, можно изменять время разряда и заряда аккумулятора. R35 отвечает за заряд, а R36 – за разряд. В схеме установлено время заряда 17с, а разряда – 5с. Мощность, потребляемая устройством, составляет 30 Вт, при минимальном токе заряда и достигает 90 Вт при использовании максимального тока заряда. 

Теперь о режимах работы зарядного устройства. При выставлении кнопки SA2 в положение, которое указано на схеме устройства и при включенной кнопке SA1 происходит обычный заряд аккумулятора, с возможностью выбрать необходимый ток заряда. SA2, выставленная в режим десульфитации, позволяет перейти к цикличному заряду-разряду батарее, который продолжается до момента достижения напряжения аккумулятора 14,5 В. Кнопка SB1 задает режим разряда АКБ до указанного напряжения, а затем автоматически происходит заряд до 14,5В методом десуфитации. При достижении конечного напряжения, устройство прекращает заряд и отключается, что очень удобно, так как не требуется постоянно наблюдать за напряжением на клеммах аккумулятора. Для восстановления аккумулятора предусмотрен отдельный режим, который задается нажиманием кнопки SA3. Зарядка ведется непрерывно в этом случае, так что придется наблюдать самостоятельно за процессом.

В схему дополнительно можно подключить охлаждение при помощи вентилятора, что позволит значительно уменьшить радиаторы и обеспечить надежный теплоотвод. При этом, габариты конечного устройства уменьшаться, равно, как и вес прибора. Подключение производится согласно следующей схеме на рис. 2:

Рис. 2. Схема подключения

 

Трансформатор был намотан на основе взятого из отечественного телевизора УПИМЦТ. Все обмотки удаляются и мотаются новые. Первичная обмотка самодельного трансформатора мотается в два провода, вторичная тоже в два, а третья обмотка мотается в семь проводов. Все обмотки состоят из провода ПЭВ 2. Первичная обмотка из 91-го витка, а вторичная – из 4-ех витков. Диаметр провода – 0,5 мм. Для третьей обмотки использован провод диаметром 0,6 мм, количеством витков 9. Наматывать провод необходимо без перехлестов. За этим нужно следить внимательно, так как это не только трансформатор по схеме, но и дросселя. Изоляция между обмотками была осуществлена бумагой, но можно использовать несколько слоев скотча. Начала и концы обмоток помечаются отдельно, чтобы ничего не спутать. 

R26 – это шунт, состоящий из кусочка нихрома в диаметре 2 мм сопротивлением 0,1 Ом. В схеме предусмотрена индикация процесса заряда. Можно использовать отдельное устройство, в самостоятельном исполнении, приобретенное на радио-рынке или в магазине электронных компонентов. Можно использовать индикацию из старых магнитофонов, одна из которых под названием М4761. Предусмотрена схема самостоятельной сборки на рис. 3:

Рис. 3. Схема самостоятельной сборки

 

Разводку платы можно осуществить самостоятельно при помощи любой, предназначенной, для этого, программой. Можно использовать готовый вариант:

Рис. 4. Печатная плата устройства

 

Настройка несложная. Собрав ЗУ, потребуется выкрутить две лампочки HL1 и HL3. При подключенном аккумуляторе, регулируя R34, выставляется напряжение в 10,5 Вольт, до момента загорания лампочки HL2. Напряжение 14,2 Вольта достигается регулированием резистора R31, о чем сигнализирует выключение этой же лампочки. Выкрученные лампы следует включить обратно и можно пользоваться собранным своими руками импульсным зарядным устройством для автомобильных аккумуляторов.

Автор: RadioRadar

Схема автомобильного зарядного устройства

Как правило, во всех зарядных устройствах, регулировка тока зарядки осуществляется мощным тиристором или транзистором которые установлены на большом радиаторе и занимающие много места и не малые по весу. Соответственно из-за больших нагревов регулирующих элементов уменьшается коэффициент полезного действия и надежность всего узла. В автомобильном зарядном устройстве, которое предлагается в этой статье, эти недостатки устранены.

Схема автомобильного зарядного устройства работающего по принципу импульсного регулятора тока представлена на рисунке ниже.

Генератор импульсов, собранный на двух логических элемента 2И-НЕ (DD1.1 и DD1.2), является собственно блоком управления нашего зарядного. Резистором R3 регулируется скважность импульсов вырабатываемых данным блоком.

Элементы DD1. 3 и DD1.4, включенные параллельно, выступают в роли буферного усилителя и инвертора выходного сигнала генератора. А полевой транзистор VT1 это регулятор тока.

При параметрах деталей, которые указаны на схеме, частота вырабатываемых импульсов будет составлять около 13 килогерц.

Принцип регулировки тока зарядки основан на изменении частоты генератора. При увеличении частоты скважность импульсов будет уменьшаться, соответственно будет уменьшаться и ток, протекающий через транзистор и аккумулятор, так как транзистор, будет меньше времени находится в открытом состоянии за период. При уменьшении частоты все наоборот.

В открытом состоянии сопротивление транзистора составляет примерно 0,017 Ом. Но так как он работает в режиме ключа на частоте около 13 килогерц, то при токе зарядки аккумулятора 5 ампер нагрев практически отсутствует. И тепловая мощность, рассеиваемая им в атмосферу, будет всего около 0.55 ватта. Соответственно площадь радиатора будет совсем небольшой, или же вообще можно обойтись без радиатора.

Для надежной работы зарядного устройства трансформатор Т1 должен быть мощностью ни менее 150 ватт, с вторичной обмоткой которая обеспечит 16-17 вольт на сглаживающем конденсаторе С1, и током ни менее 6 ампер. Но еще лучше будет, если использовать так называемый «электронный трансформатор», который применяется с галогенными лампами на 12 вольт. Это транзисторный преобразователь с трансформаторным выходом. Его преимуществом является малый размер и меньшее потребление энергии. Можно использовать широко распространенный трансформатор выпускаемый фирмой «Taschibra», мощностью 150 ватт и напряжением 12 вольт. Но для этого его необходимо немного переделать. Нужно домотать вторичную обмотку. Она у него состоит из 4-х параллельных проводов (жгута), каждый 1 мм, 9 витков. Дополняем вторичку еще тремя витками такого же жгута. Это можно сделать не разбирая ферритовый магнитопровод. После такой доработки, напряжение на конденсаторе C1 повысится до необходимых нам 17 вольт, при нагрузке 5,5 ампер.

Далее после трансформатора стоит диодный мост, собранный из диодов Шоттки. При этом VD1 это два диода в одном корпусе (можно и раздельно), VD2-VD3 дискретные. Все диоды устанавливаются на радиаторе через изолирующую прокладку с теплопроводной пастой.

Транзистор то же устанавливается на радиаторе из меди или алюминия размером 50х50х1 мм.

Амперметр взят от бытового магнитофона советского производства М476/2. Можно установить и любой другой, подобрав при этом шунт.

Конденсатор C1 желательно установить как можно большей емкости на напряжение не ниже 25 вольт. C2 примерно 10МкФ 16 вольт.

Микросхему К561ЛА7 можно заменить импортным аналогом, а транзистор на IRFZ44N.

Данное устройство можно использовать не только как зарядное, но и как регулятор мощности различных нагревательных и осветительных приборов или регулировки частоты вращения коллекторных двигателей. При этом выходное напряжение и ток зависят только от номиналов деталей схемы.

Еще одной особенностью этой схемы является возможность регулировать ток от нуля до максимального, в отличие от многих других схем.

 

Анекдот:

Внимательно вчитавшись в название «Калгон»,
я подумал, что оно идеально бы подошло для слабительного.

Схема и описание тиристорного зарядного устройства для автомобильных аккумуляторов

 

Схема и описание простого самодельного зарядного устройства на тиристоре для зарядки автомобильных аккумуляторов.

---

Устройство с электронным управлением зарядным током, выполнено на основе тиристорного фазоимпульсного регулятора мощности. Оно не содержит дефицитных деталей, при заведомо исправных элементах не требует налаживания.

Это зарядное устройство на тиристоре позволяет заряжать автомобильные аккумуляторные батареи током от 0 до 10 А, а также может служить регулируемым источником питания для мощного низковольтного паяльника, вулканизатора, переносной лампы.

Зарядный ток по форме близок к импульсному, который, как считается, способствует продлению срока службы батареи. Устройство работоспособно при температуре окружающей среды от — 35 °С до + 35°С. Схема устройства показана на рис. 1.

Нажмите на картинку для просмотра.

Зарядное устройство представляет собой тиристорный регулятор мощности с фазоимпульсным управлением, питаемый от обмотки II понижающего трансформатора Т1 через диодный мостVD1 + VD4.

Узел управления тиристором выполнен на аналоге однопереходного транзистора VT1, VT2 Время, в течение которого конденсатор С2 заряжается до переключения однопереходного транзистора, можно регулировать переменным резистором R1. При крайнем правом по схеме положении его движка зарядный ток будет максимальным, и наоборот.

Диод VD5 защищает управляющую цепь тиристора VS1 от обратного напряжения, возникающего при включении тиристора.

Тиристорное зарядное устройство в дальнейшем можно дополнить различными автоматическими узлами (отключение по окончании зарядки, поддержание нормального напряжения батареи при длительном ее хранении, сигнализации о правильной полярности подключения батареи, защита от замыканий выхода и т. д.).

К недостаткам устройства можно отнести колебания зарядного тока при нестабильном напряжении электроосветительной сети.

Как и все подобные тиристорные фазоимпульсные регуляторы, устройство создает помехи радиоприему. Для борьбы с ними следует предусмотреть сетевой LC-фильтр, аналогичный применяемому в импульсных сетевых блоках питания.

Конденсатор С2 — К73-11, емкостью от0,47 до 1 мкФ, или. К73-16, К73-17, К42У-2, МБГП.

Транзистор КТ361А заменим на КТ361Б — КТ361Ё, КТ3107Л, КТ502В, КТ502Г, КТ501Ж — KT50IK, а КТ315Л — на КТ315Б + КТ315Д КТ312Б, КТ3102Л, КТ503В + КТ503Г, П307 Вместо КД105Б подойдут диоды КД105В, КД105Г или. Д226 с любым буквенным индексом.

Переменный резистор R1 — СП-1, СПЗ-30а или СПО-1.

Амперметр РА1 — любой постоянного тока со шкалой на 10 А. Его можно изготовить самостоятельно из любого миллиамперметра, подобрав шунт по образцовому амперметру.

Предохранитель F1 — плавкий, но удобно использовать и сетевой автомат на 10 А или автомобильный биметаллический на такой же ток.

Диоды VD1 + VP4 могут быть любыми на прямой ток 10 А и обратное напряжение не менее 50 В (серии Д242, Д243, Д245, КД203, КД210, КД213).

Диоды выпрямителя и тиристор устанавливают на теплоотводы, каждый полезной площадью около 100 см². Для улучшения теплового контакта приборов с теплоотводами желательно использовать теплопроводные пасты.

Вместо тиристора. КУ202В подойдут КУ202Г — КУ202Е; проверено на практике, что устройство нормально работает и с более мощными тиристорами Т-160, Т-250.

Следует заметить, что в качестве теплоотвода тиристора допустимо использовать непосредственно металлическую стенку кожуха. Тогда, правда, на корпусе будет минусовой вывод устройства, что в общем-то нежелательно из-за опасности случайных замыканий выходного плюсового провода на корпус. Если крепить тиристор через слюдяную прокладку, опасности замыкания не будет, но ухудшится отдача тепла от него.

В устройстве может быть использован готовый сетевой понижающий трансформатор необходимой мощности с напряжением вторичной обмотки от 18 до 22 В.

Если у трансформатора напряжение на вторичной обмотке более 18 В, резистор R5 следует заменить другим, большего сопротивления (например, при 24…26 В сопротивление резистора следует увеличить до 200 Ом).

В случае, когда вторичная обмотка трансформатора имеет отвод от середины, или есть две одинаковые обмотки и напряжение каждой находится в указанных пределах, то выпрямитель лучше выполнить по стандартной двуполупериодной схеме на двух диодах.

При напряжении вторичной обмотки 28…36 В можно вообще отказаться от выпрямителя — его роль будет одновременно играть тиристор VS1 (выпрямление — однополупериодное). Для такого варианта блока питания необходимо между резистором R5 и плюсовым проводом включить разделительный диод КД105Б или Д226 с любым буквенным индексом (катодом к резистору R5). Выбор тиристора в такой схеме будет ограничен — подойдут только те, которые допускают работу под обратным напряжением (например, КУ202Е).

Для описанного устройства подойдет унифицированный трансформатор ТН-61. Три его вторичных обмотки нужно соединить согласно последовательно, при этом они способны отдать ток до 8 А.

Все детали устройства, кроме трансформатора Т1, диодов VD1 — VD4 выпрямителя, переменного резистора R1, предохранителя FU1 и тиристора VS1, смонтированы на печатной плате из фольгированного стеклотекстолита толщиной 1,5 мм.

Рекомендуем посмотреть:

Тиристорное зарядное устройство

Схема автоматического ЗУ на тиристорах и микросхеме

---

Как сделать автомобильное зарядное устройство своими руками

Далеко не у каждого автовладельца имеется в наличии зарядное устройство для автомобильного аккумулятора. Многие не считают нужным приобретать такой агрегат, считая, что он им не понадобится. Однако, как показывает практика, хотя бы раз в жизни каждый водитель оказывался в ситуации, когда необходимо ехать, а аккумулятор вышел из строя.

Необязательно приобретать новое заводское зарядное устройство, его можно самостоятельно выполнить из, например, старых электроприборов. Существует множество вариантов создания своими руками автомобильных зарядных устройств, но большая их часть обладает существенными недостатками.

Автомобильное зарядное устройство

Аккумулятор можно подзарядить даже при помощи мощного диода и обогревателя. Подобный аккумулятор подключается через обогреватель и диод к сети, после чего по системе идёт ток в 4,5 ампера. При расходе около 10–15 киловатт через 10–15 часов аккумулятор будет заряжен полностью. Но КПД такого изобретения довольно мал (меньше 1%), так что приемлемой считать систему вряд ли можно.

Основанные на транзисторах устройства дают много тепла, но и тут не всё гладко. Они боятся ошибок при сочетании полярности и коротких замыканий. Подобная схема не даёт требуемой стабильности тока, она издаёт сильный шум и радиопомехи. Правда, наличие ферритового кольца компенсирует некоторые отрицательные стороны устройства.

Также часто встречаются самодельные варианты создания аккумуляторов из компьютерных блоков питания. Однако для доработки такой схемы желательна радиотехническая квалификация. Важно следовать чёткой инструкции. Есть вероятность, что из-за различий в электрических схемах блоков такой агрегат ни к чему хорошему не приведёт.

На видео — зарядное устройство из БП компьютера:

У многих интерес вызывает так называемая конденсаторная схема. Её КПД очень высок, тепло при работе не выделяется, соединение даёт стабильный электрический ток, который не зависит от текущего заряда и колебаний подачи тока; не страшны этой схеме и замыкания. Но при отсутствии соединения с аккумулятором на конденсаторах резко вырастает напряжение, как следствие, зарядка прекращается. Если вы в силах решить вопрос с постоянством контакта, то, в принципе, это просто идеальный вариант.

Но есть и ещё один способ зарядки аккумулятора автомобиля, основанный на балластных конденсаторах. При кажущейся сложности схему воссоздать довольно легко.

Зарядное устройство из блока питания

Создание зарядного устройства в корпусе от миллиамперметра

Все составляющие цепи устройства легко можно разместить в корпусе от миллиамперметра. Из указанного прибора нужно убрать содержимое, оставив только стрелочный компонент. Затем выполнить монтаж навесным способом.

Сам корпус миллиамперметра выглядит как рамки прямоугольной формы, что соединены между собой уголками, в которых есть небольшие отверстия. Именно к ним легко прикреплять необходимые детали.

Так выглядит электрическая схема маломощного зарядного устройства

Трансформатор закрепляется с помощью четырёх винтов на 2-миллиметровой пластине из алюминия. В свою очередь, эта пластина крепится к уголкам снизу.

Сверху к уголкам также закреплена пластинка, но уже из стеклотекстолита той же толщины. На ней закреплены реле и конденсаторы. К тому же к этой паре уголков прикручивается печатная плата со спаянной схемой автоуправления зарядкой. Всего конденсаторов должно быть установлено 14, потому что для создания определённого номинала конденсатора следует соединять устройства параллельно друг другу. Реле и конденсаторы подсоединяются через разъём к остальным частям схемы. Это позволяет облегчить доступ при сборке к прочим элементам.

На видео — универсальное зарядное устройство своими руками:

Сзади, на внешней стороне, устанавливается ребристый радиатор из алюминия, для того чтобы охлаждать силовые диоды. Здесь же прикрепляется предохранитель и вилка для организации постоянной подачи напряжения.

Диоды закрепляются к радиатору при помощи прижимных планок внутри корпуса. Специально для этого сзади в стенке необходимо сделать отверстие прямоугольной формы. Такое решение поможет свести к минимуму выделение тепла в корпусе. Подводящие провода и выводы диодов распаиваются на планку из стеклотекстолита.

Шунт устройства — отрезок провода (1 см). Его концы нужно запаять в полоски из меди. Один конец припаивается к клемме плюса, а ко второй — проводник, который идёт от контактов реле.

Шкала милливольтметра может не подходить под необходимые измерения, именно поэтому вам, скорее всего, будет нужно создать свой вариант шкалы. Лучше сделать это на плотной бумаге и приклеить к уже существующей.

С одной стороны прикрепляются крокодилы, а, соответственно, со второй — разрезные наконечники. Сечение проводов должно быть не меньше 1 квадратного миллиметра. К сети зарядка подключается при помощи шнура.

На видео — сборка зарядного устройства:

Детали для устройства

А сейчас поговорим о том, какие именно детали используются, для того чтобы собрать автомобильное зарядное устройство своими руками:

• Трансформатор используется типа ТН61-22, обмотки соединяются последовательным образом. Коэффициент полезного действия зарядки не меньше 0,8, сила тока — не больше 6 ампер, поэтому прекрасно подойдёт трансформатор с мощностью, равной 150 ваттам. Обмотка трансформатора обязана обеспечивать напряжение до 20 вольт при силе тока до 8 ампер. При отсутствии готовой модели можно взять любой трансформатор необходимой мощности и намотать вторичную обработку. Для расчётов количества витков применяйте специально предназначенный для этого калькулятор, который можно найти на сайтах в интернете.
• Подходят конденсаторы из ряда МБГЧ, предназначенные для тока напряжением не меньше 350 вольт. Если конденсатор поддерживает работу с переменным током, то он подойдёт для создания зарядного устройства.
• Диоды подойдут абсолютно любые, но они должны быть рассчитаны на ток до 10 ампер.
• Операционным усилителем может быть выбран аналог AN6551 — КР1005УД1. Именно такую модель раньше вставляли в магнитофоны ВМ-12. Он очень хорош тем, что не требует при работе двухполярного питания, а также цепей коррекции. КР1005УД1 функционирует при колебаниях напряжения более 7 В. В общем, эту модель можно заменить любой аналогичной. К примеру, это могут быть LM158, LM358 и LM258, но тогда придётся менять рисунок печатной платы.
• Для измерения напряжения и тока подойдёт любая электромагнитная головка, например М24. Если показатели напряжения вас не интересуют, то просто установите амперметр, который рассчитан на постоянный ток. В обратном случае напряжение контролируется тестером или мультиметром.

На видео — создание автомобильного зарядного устройства:

Проверка и настройка

В том случае, когда все элементы исправны и сборка произошла без ошибок, то схема должна заработать сразу. И автовладельцу необходимо только лишь установить порог напряжения с помощью резистора. Когда зарядка достигнет этого прибора, произойдёт переключение на режим малого тока.

Регулировка осуществляется в момент зарядки. Но лучше, наверно, подстраховать себя: настроить и проверить схемы защиты и регулирования. Из измерительных приборов для этого понадобятся мультиметр или тестер, рассчитанный на работу с постоянным напряжением.

Как заряжать собранным устройством

Существуют определённые правила, которые необходимо соблюдать при использовании самодельного автомобильного зарядного устройства.

Важно ещё до начала зарядки снять аккумулятор, очистить его от пыли и грязи. Затем протереть раствором соды, для того чтобы удалить кислотные остатки. Если частички кислоты на аккумуляторе есть, то сода начнёт пениться.

Пробки для заливки кислот в аккумуляторе необходимо выкрутить. Это делается для того, чтобы газы, образующиеся в аккумуляторе, имели возможность выходить. Затем следует проверить количество самого электролита: если уровень меньше оптимального, долейте дистиллированной воды.

После этого переключателем выставьте определённое показание тока заряда, подключите собранное устройство, учитывая при этом полярность. Соответственно, плюсовой вывод зарядки следует подсоединить к плюсовому выводу аккумулятора. Нахождение переключателя в нижнем положении приведёт стрелку устройства на показатель текущего напряжения. Вольтметр начинает в это же время показывать напряжение тока.

Зарядка аккумулятора самодельным устройством

Если ваш аккумулятор обладает ёмкостью 50 А·ч, на данный момент он заряжен на 50%, то сначала следует установить ток на отметку 25 ампер, постепенно уменьшая её до нуля. На подобном принципе функционируют автоматические устройства для зарядки. Они помогают зарядить на 100% аккумулятор автомобиля. Правда, такие устройства очень дорого стоят. При своевременной зарядке такой недешёвый аппарат не нужен.

Подводя итоги, можно сказать, что, используя даже б/у детали от старых приборов, можно собрать вполне приличное зарядное устройство для автомобильного аккумулятора. Если нет способностей выполнить это самостоятельно, то всегда можно найти такого умельца в каждом гаражном кооперативе. И уж наверняка обойдётся это существенно дешевле, чем купить новое заводское устройство.

Простое автомобильное зарядное устройство и схема индикатора

Автомобильный аккумулятор — это типичный свинцово-кислотный аккумулятор, состоящий примерно из 6 ячеек по 2 В каждая, так что общее напряжение аккумулятора составляет около 12 В. Типичные значения номинальных значений батареи находятся в диапазоне от 20 Ач до 100 Ач. Здесь мы рассматриваем автомобильный аккумулятор номиналом 40 Ач, поэтому требуемый зарядный ток будет около 4 А. В данной статье описывается принцип работы, конструкция и работа простого автомобильного зарядного устройства от сети переменного тока и секция управления с обратной связью для управления зарядкой аккумулятора.

Принцип работы автомобильного зарядного устройства

:

Это простое автомобильное зарядное устройство с индикацией. Аккумулятор заряжается от сети переменного тока 230 В, 50 Гц. Это переменное напряжение выпрямляется и фильтруется, чтобы получить нерегулируемое постоянное напряжение, используемое для зарядки аккумулятора через реле. Это напряжение батареи постоянно контролируется схемой обратной связи, состоящей из делителя потенциала, диода и транзистора. Реле и цепь обратной связи питаются от регулируемого постоянного напряжения (получаемого с помощью регулятора напряжения).Когда напряжение аккумуляторной батареи превышает максимальное значение, схема обратной связи спроектирована таким образом, что реле выключается и зарядка аккумуляторной батареи прекращается.

Также получите представление о том, как работает схема зарядного устройства свинцово-кислотной батареи?

Схема автомобильного зарядного устройства

:

Схема автомобильного зарядного устройства

Автомобильное зарядное устройство Схема цепи:

Чтобы спроектировать всю схему, мы сначала проектируем три различных модуля — блок питания, обратную связь и нагрузочную секцию.

Этапы проектирования источника питания:

1. Здесь желаемой нагрузкой является автомобильный аккумулятор емкостью около 40 Ач. Поскольку зарядный ток аккумулятора должен составлять 10% от номинала аккумулятора, требуемый зарядный ток будет около 4 А.
2. Теперь требуемый вторичный ток трансформатора будет около 1,8 * 4, т. Е. Ток около 8 А. Поскольку требуемое напряжение нагрузки составляет 12 В, мы можем остановиться на трансформаторе с номиналом 12 В / 8 А. Теперь необходимое среднеквадратичное значение переменного напряжения составляет около 12 В, пиковое напряжение будет около 14.4 В, то есть 15 В.
3. Поскольку здесь мы используем мостовой выпрямитель, PIV для каждого диода должен более чем в четыре раза превышать пиковое напряжение переменного тока, то есть более 90 В. Здесь мы выбираем диоды 1N4001 с рейтингом PIV около 100 В.
4. Поскольку здесь мы также разрабатываем регулируемый источник питания, максимально допустимая пульсация будет равна пиковому напряжению конденсатора за вычетом необходимого минимального входного напряжения для регулятора. Здесь мы используем регулятор напряжения LM7812, чтобы обеспечить регулируемое напряжение 5 В для реле и таймера 555. Таким образом, пульсации будут около 4 В (пиковое напряжение около 15 В и входное напряжение регулятора около 8 В). Таким образом, расчетная емкость конденсатора фильтра составляет около 10 мФ.

Расчет секции обратной связи и нагрузки:

Проектирование секции обратной связи и нагрузки предполагает подбор резисторов секции делителя напряжения. Поскольку диод будет проводить только тогда, когда напряжение батареи достигнет 14,4 В, номиналы резисторов должны быть такими, чтобы положительное напряжение, подаваемое на диод, было не менее 3 В, когда напряжение батареи примерно равно максимальному.

Имея это в виду и сделав необходимые вычисления, мы выбираем потенциометр 100 Ом и другие резисторы на 100 Ом и 820 Ом каждый.

Также прочтите статью «Работа и применение схемы зарядного устройства солнечной батареи»

Работа цепи зарядного устройства автомобильного аккумулятора:

Работа схемы начинается при наличии источника питания. Мощность переменного тока 230 В RMS понижается до 15 В RMS с помощью понижающего трансформатора.Это низковольтное переменное напряжение затем выпрямляется мостовым выпрямителем для получения нерегулируемого постоянного напряжения с пульсациями переменного тока. Конденсатор фильтра пропускает через него пульсации переменного тока, создавая на нем нерегулируемое и фильтрованное постоянное напряжение. Здесь выполняются две операции: — 1. Это нерегулируемое напряжение постоянного тока подается непосредственно на нагрузку постоянного тока (в данном случае аккумулятор) через реле. 2. Это нерегулируемое напряжение постоянного тока также подается на регулятор напряжения для создания регулируемого источника постоянного тока 12 В.

Здесь реле представляет собой реле 1С, и общая точка подключена к нормально замкнутому положению, так что ток течет через реле к батарее, и она заряжается.Когда ток проходит через светодиод, он начинает проводиться, указывая на то, что батарея заряжается. Часть тока также протекает через последовательные резисторы, так что напряжение батареи разделяется с помощью устройства делителя потенциала. Первоначально падение напряжения на делителе потенциала недостаточно для смещения диода. Это напряжение равно напряжению батареи и, таким образом, определяет зарядку и разрядку батареи. Первоначально потенциометр настраивается до середины.По мере постепенного увеличения напряжения аккумулятора оно достигает точки, когда напряжения на делителе потенциала достаточно для прямого смещения диода. Когда диод начинает проводить, переход база-эмиттер транзистора Q2 приводится в состояние насыщения, и транзистор включается.

Поскольку коллектор транзистора подсоединен к одному концу катушки реле, на последний подается напряжение, и точка общего контакта перемещается в нормально разомкнутое положение. Таким образом, источник питания отключается от батареи, и зарядка батареи прекращается.По прошествии некоторого времени, когда батарея начинает разряжаться и напряжение на делителе потенциала снова достигает такого положения, что диод смещен в обратном направлении или находится в выключенном состоянии, транзистор вынужден отключиться, и таймер теперь находится в выключенном положении, так что нет выхода. Общая точка реле возвращается в исходное положение, т.е. нормально замкнутое положение. Аккумулятор снова начинает заряжаться, и весь процесс повторяется.

Применения цепи зарядного устройства автомобильного аккумулятора:

1. Эта схема является портативной и может использоваться в местах, где имеется источник переменного напряжения.
2. Может использоваться для зарядки аккумуляторов игрушечных автомобилей.

Ограничения этой цепи:

1. Это теоретическая схема и может потребовать некоторых практических изменений.
2. Зарядка и разрядка аккумулятора может занять больше времени.

Быстрые зарядные устройства для электромобилей представляют некоторые упущенные проблемы с защитой цепей

Первые серийные электромобили (электромобили) появились в конце 2010 года с выпуском Nissan Leaf, который остается самым продаваемым в мире автомобилем с возможностью движения по шоссе полностью электрический автомобиль. В США продажи электромобилей набирают обороты: в 2017 году продажи выросли на 25% по сравнению с 2016 годом. ¹ . Тем не менее, электромобили по-прежнему превосходят по численности примерно 300: 1 автомобили с двигателями внутреннего сгорания. Маловероятно, что электромобили станут полностью популярными до тех пор, пока не появится общенациональная сеть зарядных станций, которые смогут заряжать автомобиль достаточно быстро, чтобы вернуть путешественников в путь за считанные минуты, а не часы.

Инфраструктура зарядки, необходимая для того, чтобы эти автомобили оставались на дороге, также начала неуклонно расти.Маркетологи Navigant Research прогнозируют, что глобальные продажи устройств быстрой зарядки постоянного тока вырастут с 19 000 единиц в 2017 году до более чем 70 000 в 2026 году. ² . Системы зарядки постоянным током обеспечивают гораздо более быструю зарядку, чем системы зарядки переменного тока, которые по своей природе ограничены по мощности в зависимости от возможностей зарядного устройства, установленного внутри транспортного средства (то есть бортового зарядного устройства).

Зарядные станции для электромобилей, известные в Северной Америке как оборудование для снабжения электромобилей (EVSE) или просто как зарядные станции, зарядные посты или зарядные станции в других местах, должны быть спроектированы таким образом, чтобы выдерживать годы суровых условий окружающей среды, таких как жара, холод, дождь , снег и даже эффекты от ударов молнии поблизости.Кроме того, они должны обеспечить безопасность водителей электромобилей, которые держат в руках разъем, способный выдерживать напряжение 1000 В постоянного тока или более. Это означает, что зарядная станция должна быть защищена от сверхтоков, перенапряжений, перегрева и замыканий на землю. ³ . Более того, индустрия зарядной инфраструктуры пытается понять это новое приложение, поэтому существует несколько подходов к проектированию и нет единого набора стандартов, которыми они руководствовались бы. В этой статье предлагается обзор механизмов, доступных для защиты пользователей, транспортных средств, населения, а также устройств быстрой зарядки постоянного тока.

Введение в системы быстрой зарядки постоянным током

Чтобы обеспечить контекст для обсуждения систем быстрой зарядки постоянным током, может быть полезно описать различные подходы к зарядке переменным током, которые им предшествовали.

Первый подход, обычно предназначенный для использования в жилых помещениях, обеспечивает однофазную зарядку 120 В переменного тока (США) / 230 В переменного тока (ЕС) с выходной мощностью от 1,4 кВт до 1,9 кВт. В зависимости от емкости аккумулятора автомобиля и уровня его разряда полная перезарядка может занять от 12 до 18 часов.Второй подход, часто используемый на общественных парковках, обеспечивает одно- или трехфазную зарядку 240 В переменного тока (США) / 400 В переменного тока (ЕС) с выходной мощностью от 4 кВт до 19,2 кВт. Время зарядки составляет от двух до шести часов. Третий подход, поддерживаемый несколькими европейскими производителями автомобилей, предусматривает быструю зарядку трехфазным переменным током на уровнях мощности до 43 кВт. Все три подхода используют бортовое зарядное устройство автомобиля (преобразователь переменного тока в постоянный) для зарядки аккумуляторной батареи автомобиля.

В отличие от этих подходов, системы быстрой зарядки постоянного тока предназначены для обхода бортовой системы зарядки автомобиля и прямого подключения к его системе аккумуляторных батарей.Зарядные устройства постоянного тока могут обеспечивать выходную мощность постоянного тока до 400 кВт (обычно от 400 до 1000 В постоянного тока), преобразуя трехфазную мощность переменного тока, поступающую из электрической сети, в мощность постоянного тока с использованием высокоэффективных силовых полупроводниковых устройств. Эта высокая выходная мощность позволяет заряжать полностью разряженные аккумуляторы большинства автомобилей до 80% от их полного заряда за 30 минут или меньше. Разработчики систем зарядки по всему миру стремятся еще больше сократить время зарядки, чтобы зарядка занимала примерно столько же времени, сколько заправка бензобака традиционного автомобиля.

Изолирующий трансформатор внутри EVSE отделяет мощность переменного тока на входной стороне от выходной цепи постоянного тока. После подключения разъема EVSE к транспортному средству EVSE выполняет автоматическую проверку безопасности изоляции цепи и проверяет возможные короткие замыкания между зарядным устройством и контакторами транспортного средства. Как только энергия начинает поступать в аккумулятор, если в транспортном средстве возникает неисправность, линии связи в разъеме сигнализируют EVSE о размыкании контакта для прекращения вывода постоянного тока и отображении ошибки на дисплее.

В EVSE питание проходит несколько ступеней преобразования, каждая из которых требует определенной защиты цепи:

• Вход переменного тока: требуется защита от перегрузки по току и перенапряжения, обнаружение остаточного тока или замыкания на землю, а также одна или несколько ступеней фильтрация электромагнитных помех (EMI).

• Выпрямление переменного тока в постоянный: этот каскад преобразует положительные и отрицательные циклы входной мощности переменного тока только в положительное напряжение.

• Коррекция коэффициента мощности (PFC): иногда включаемая в каскад выпрямителя, этот каскад компенсирует энергонакопительные компоненты (конденсаторы, катушки индуктивности и т. Д.), Используемые в преобразователе мощности, чтобы минимизировать количество реактивной мощности (или не полезная мощность) в максимально возможной степени.

• Преобразование постоянного тока в постоянный: в этом каскаде используются высокоэффективные полупроводники для эффективного регулирования напряжения постоянного тока до оптимальных значений для зарядки.

• Выход постоянного тока: Эта ступень требует защиты от перегрузки по току, перенапряжения, защиты от замыканий на землю и фильтрации.

• Защита от перегрузки по току для быстрого зарядного устройства постоянного тока.

Перегрузка по току — это любой ток, который превышает номинальный ток проводов, оборудования или устройств в условиях их использования. Термин «перегрузка по току» включает как перегрузки, так и короткие замыкания. В США требования к защите от перегрузки по току для зарядных станций для электромобилей основаны на требованиях NEC ^® и UL. В большинстве других частей мира они продиктованы серией стандартов IEC 61851 или производными от этих стандартов.

Все электрические системы, включая зарядные устройства постоянного тока, в конечном итоге будут испытывать некоторый уровень перегрузки по току. Если не устранить вовремя, даже умеренные сверхтоки могут быстро перегреть компоненты системы, повредить изоляцию, проводники и оборудование; большие сверхтоки могут даже расплавить проводники и испарить изоляцию. Очень высокие сверхтоки создают магнитные силы, способные изгибать и скручивать шины, а неконтролируемые сверхтоки могут повредить зарядные устройства, что приведет к пожарам, ядовитым испарениям и взрывам, которые могут ранить или убить любого, кто находится поблизости.

Защита от перегрузки по току на стороне входа переменного тока

Промышленные предохранители (рис. 1) являются рекомендуемым устройством защиты от перегрузки по току для стороны входа переменного тока зарядного устройства. Чтобы выбрать правильные предохранители для этого применения, необходимо учитывать множество факторов.

Номинальный ток — Переменный ток (выраженный в амперах), который плавкий предохранитель может выдерживать непрерывно при определенных условиях. К номинальному току предохранителя применяется ряд факторов, снижающих номинальные характеристики, в зависимости от температуры окружающей среды, ожидаемого срока службы и других факторов.Как правило, эти факторы снижения номинальных характеристик полезны при аналитическом определении силы тока, который предохранитель может выдерживать без ложного размыкания.

Номинальное напряжение — Максимальное напряжение переменного тока, при котором предохранитель рассчитан на работу. Номинальное напряжение предохранителя должно быть равным или превышать напряжение цепи, в которой будут установлены предохранители.

Номинальное значение прерывания — Наивысший доступный симметричный среднеквадратичный переменный ток, который требуется предохранителем для безопасного отключения при номинальном напряжении в стандартных условиях испытаний.Предохранитель должен отключать все сверхтоки до его отключающей способности без повреждений. Доступны стандартные силовые предохранители с номинальным током отключения от 10 000 до 300 000 ампер.

Тип защиты и характеристики предохранителя — Время-токовые характеристики определяют, насколько быстро предохранитель реагирует на перегрузки по току. Все предохранители имеют обратнозависимые временные характеристики; то есть время размыкания предохранителя уменьшается с увеличением величины перегрузки по току. При правильном выборе предохранители обеспечивают защиту компонентов системы как от перегрузки, так и от короткого замыкания.

Ограничение тока — Токоограничивающий предохранитель предназначен для размыкания и устранения неисправности менее чем за 180 электрических градусов или, другими словами, в течение первой половины электрического цикла (0,00833 секунды).

Физический размер — Размер предохранителя, предназначенного для конкретного применения, является еще одним важным фактором при выборе. Несмотря на то, что почти всегда предпочтительнее сократить требования к пространству, где это возможно, необходимо принимать во внимание другие соображения: имеет ли самый маленький предохранитель наиболее желательные характеристики для EVSE? Предоставляет ли EVSE достаточно места для обслуживания? Хорошо ли согласуются ли рассматриваемые небольшие предохранители с другими устройствами защиты от сверхтоков EVSE?

Индикация — Предохранители с функциями индикации предлагают простой способ определить, какой предохранитель в системе сработал, что сокращает время простоя, повышает безопасность и помогает уменьшить головную боль и задержки при ведении домашнего хозяйства или устранении неисправностей.

Максимальная токовая защита выходной стороны

Учитывая высокий уровень мощности постоянного тока, подаваемой на аккумулятор транспортного средства, предел погрешности для правильной зарядки очень мал. Наиболее часто упускаемый из виду аспект этой защиты от перегрузки по току — это защита дорогостоящих силовых полупроводниковых устройств, таких как MOSFET, тиристоры и IGBT, используемые в преобразователях мощности (инверторы, выпрямители и т. Д.). Эти устройства обычно изготавливаются из кремния или карбида кремния и имеют низкую термостойкость.На них могут сильно повлиять электрические, механические, термические нагрузки и нагрузки окружающей среды, которым они подвергаются во время работы, что может привести к их преждевременному выходу из строя. Когда эти силовые полупроводники выходят из строя, они могут вызвать катастрофические условия, такие как разрыв корпуса, пожар и взрыв.

Рис. 2. Наиболее распространенными типами высокоскоростных предохранителей для зарядных станций постоянного тока для электромобилей являются (l-r) круглый корпус, квадратный корпус и цилиндрический или наконечник.

Быстродействующие предохранители (также известные как предохранители выпрямителя, сверхбыстродействующие предохранители, сверхбыстрые предохранители и полупроводниковые предохранители) обеспечивают уровень защиты, который требуется этим чувствительным силовым полупроводниковым приборам, чтобы выдерживать эти суровые условия. Они классифицируются по размерам, монтажу и происхождению. Наиболее распространенными стилями являются традиционный для Северной Америки круглый корпус, квадратный корпус и цилиндрический корпус или наконечник (рис. 2). Быстродействующие предохранители обладают характеристиками короткого замыкания, необходимыми для защиты полупроводниковых устройств, включая пропускание малой энергии (l2t), низкие пиковые токи (lPEAK), низкое напряжение дуги и высокое тепловыделение. Они содержат один или несколько чувствительных к току элементов из серебра, посеребренной меди, меди и т. Д., Каждый из которых имеет уменьшенное поперечное сечение в одной или нескольких точках, что обеспечивает измеряемое сопротивление в каждом элементе.Сопротивление каждого элемента и количество элементов, используемых в каждом предохранителе, обычно определяют номинальный ток предохранителя.

Защита устройств преобразования мощности

Рисунок 3. Типовая схема трехфазного преобразователя мощности.

На рисунке 3 представлена ​​типичная система быстрого зарядного устройства постоянного тока, состоящая из нескольких строительных блоков, включая, помимо прочего, входную защиту, входную фильтрацию, выпрямитель, коррекцию коэффициента мощности, шину постоянного или промежуточного звена, преобразователь постоянного тока в постоянный и выход. охрана.

Несмотря на то, что требования к защите различаются в зависимости от места, основное назначение предохранителей в этой цепи состоит в том, чтобы обеспечить непрерывное непрерывное действие номинального тока нагрузки и любого допустимого тока перегрузки. В то же время плавкие предохранители выбираются так, чтобы исключить любую неисправность из-за перегрузки по току, вызванную перегрузкой или коротким замыканием, с минимальной пропускаемой энергией, чтобы защитить силовые полупроводниковые устройства, подключенные к цепи.

Рисунок 4. Расположение быстродействующих предохранителей в выпрямителях.

Расположение быстродействующего предохранителя в цепи выпрямителя зависит от размера системы при рассмотрении номинальной мощности. На рисунке 4 показано типичное расположение быстродействующих предохранителей в цепи выпрямителя.

Для устройств с меньшей номинальной мощностью быстродействующие предохранители обычно находятся только на стороне линии переменного тока в схеме с одним предохранителем на фазу. В более крупных энергосистемах быстродействующие предохранители обычно располагаются как на стороне линии переменного тока, так и индивидуально последовательно с каждым силовым полупроводниковым устройством на каждом плече выпрямительной цепи.

Быстродействующие предохранители используются в цепях инвертора для предотвращения состояний короткого замыкания между фазами, которые могут возникать по-разному, причем пропуски зажигания транзисторов являются одной из основных причин. В зависимости от номинальной мощности цепи инвертора расположение и количество быстродействующих предохранителей, используемых в цепи, различаются. Для приложений с низким энергопотреблением быстродействующие предохранители обычно устанавливаются только на шину постоянного тока (по одному на положительный и отрицательный полюсы). Для цепей инвертора большей мощности можно использовать предохранители как на стороне шины постоянного тока, так и индивидуально ближе (последовательно) к каждому транзистору.

Защита от перенапряжения при быстрой зарядке постоянного тока

Перед подачей питания на аккумулятор электромобиля большинство станций быстрой зарядки постоянного тока обмениваются данными с автомобилем, чтобы определить, сколько заряда осталось в аккумуляторе, чтобы определить, сколько мощности необходимо обеспечить. Блоки управления связываются между электромобилем и зарядным устройством, а также с водителем через дисплей на зарядном устройстве.

Поскольку зарядные устройства обычно расположены на открытом воздухе, они подвержены скачкам напряжения, от которых они должны быть защищены, чтобы гарантировать правильную работу.Электрические скачки являются результатом внезапного выброса энергии, которая была ранее сохранена или вызвана другими способами, такими как тяжелые индуктивные нагрузки или удары молнии. Эта энергия передается на EVSE по линиям электропитания. Повторяющиеся переходные процессы часто вызываются переключением реактивных компонентов цепи. Случайные переходные процессы, с другой стороны, часто вызываются молнией и электростатическим разрядом, которые обычно возникают непредсказуемо и могут потребовать тщательного контроля для точного измерения, особенно если они индуцируются на уровне печатной платы.

Наиболее подходящий тип подавителя переходных процессов зависит от предполагаемого применения; некоторые приложения требуют использования как первичных, так и вторичных устройств защиты. Функция подавителя переходных процессов заключается в ограничении максимального мгновенного напряжения, которое может возникнуть на защищаемых нагрузках. Выбор зависит от различных факторов, но в конечном итоге сводится к компромиссу между стоимостью подавителя и необходимым уровнем защиты.

Рис. 5. Варисторы, подобные этому варистору серии iTMOV от Littelfuse, имеют встроенный термоактивируемый элемент, предназначенный для открытия в случае перегрева.

Когда он используется для защиты чувствительных цепей, период времени, который требуется подавителю переходных процессов для начала работы, чрезвычайно важен. Если подавитель действует медленно и в системе появляется быстрорастущий переходной всплеск, напряжение на защищаемой нагрузке может вырасти до опасного уровня до того, как сработает подавление. В системе зарядки постоянного тока используется металлооксидный варистор (MOV) или высокомощный диод подавителя переходных процессов (TVS) обычно является лучшим типом устройства подавления. Также могут использоваться другие типы защитных устройств, такие как газоразрядные трубки, защитные тиристоры и многослойные варисторы (MLV) или комбинации устройств подавления.

Варисторы (рис. 5) — это зависящие от напряжения нелинейные устройства с электрическими характеристиками, аналогичными включенным в цепь стабилитронам. Они состоят в основном из оксида цинка с небольшими добавками оксидов других металлов, таких как висмут, кобальт, марганец и другие. MOV спекается во время производства в керамический полупроводник с кристаллической микроструктурой, которая позволяет ему рассеивать очень высокие уровни переходной энергии по всей массе устройства. Следовательно, MOV обычно используются для подавления переходных процессов, вызванных молнией, и других переходных процессов с высокой энергией.

TVS-диоды используются для защиты полупроводниковых компонентов от высоковольтных переходных процессов. Их p-n-переходы имеют большую площадь поперечного сечения, чем у обычных диодов, что позволяет им проводить большие токи на землю без повреждений.

Защита от замыканий на землю

Рис. 6. Реле замыкания на землю постоянного тока, такие как Littelfuse SE-601, обнаруживают ток утечки постоянного тока и указывают на неисправную шину. Для устройств быстрой зарядки постоянного тока

требуется защита от замыканий на землю как на входе, так и на выходе.Замыкание на землю — это случайный контакт между проводником под напряжением и землей или корпусом оборудования. Обратный путь тока повреждения проходит через систему заземления и любое оборудование или людей, которые становятся частью этой системы. Замыкания на землю часто являются результатом пробоя изоляции и представляют собой тип электрического повреждения, который чаще всего является источником поражения электрическим током. Влажная и пыльная среда, например вокруг зарядной станции на открытом воздухе, требует особой тщательности при проектировании и обслуживании, чтобы свести к минимуму риск замыкания на землю.

Рисунок 7. Трансформаторы тока часто используются вместе с устройствами защиты от замыканий на землю.

Разделительный трансформатор внутри зарядного устройства отделяет входную мощность переменного тока от выходной мощности постоянного тока; следовательно, выходная сторона не заземлена. Вместо этого на выходной стороне установлен монитор замыкания на землю, который обнаруживает любую утечку на землю и немедленно отключает питание. Монитор замыкания на землю используется путем установки модуля заземления между двумя шинами для установления нейтральной точки.Реле замыкания на землю (рисунок 6) использует эту нейтральную точку в качестве ссылки для обнаружения неисправностей заземления низкого уровня.

Несмотря на то, что существует множество типов устройств защиты от замыканий на землю для использования в заземленных или незаземленных системах и в различных приложениях, их обычно можно упростить до нескольких различных методов работы. Трансформаторы тока (ТТ) обычно используются вместе с устройством защиты от замыканий на землю на основе переменного тока. ТТ (рис. 7) обнаруживает ток утечки, протекающий вне предполагаемых проводников; если оно выходит за пределы допусков, установленных на защитном устройстве, устройство сработает, чтобы предотвратить повреждение системы.

Стандарт IEC 60364-7-722 требует, чтобы каждая точка подключения на входной стороне зарядной станции была оборудована устройством защитного отключения (УЗО) с номинальным остаточным током ≤30 мА. Сторона выхода нуждается в защите в случае постоянного тока повреждения ≥6 мА. Эту защиту можно обеспечить с помощью УЗО типа B, установленного отдельно с каждой стороны установки.

Заключение

Чтобы выдерживать суровые условия окружающей среды в долгосрочной перспективе, обеспечивая безопасность водителей электромобилей и населения, зарядные станции постоянного тока завтрашнего дня должны быть защищены от сверхтоков, перенапряжений, перегрева и замыканий на землю.Даже по мере развития новых конструкций этих станций потребность в защите останется постоянной. Чтобы оставаться в курсе новых подходов к защите, проектировщики должны постоянно переучиваться на варианты защиты цепей.

Эта статья написана Тимом Пателем, менеджером по развитию бизнеса в области зарядки электромобилей компании Littelfuse, Inc. (Чикаго, Иллинойс). Для получения дополнительной информации посетите здесь .

Ссылки

1. https://arstechnica.com/cars/2018/01/2017-was-the-best-year-ever-for-electric-vehicle-sales-in-the-us/
2. https: // www.navigantresearch.com/news-and-views/global-sales-of-dc-fast-chargers-for-electric-vehicles-are-expected-to-reach-70000-in-2026
3. «Замыкания на землю» известны как «Замыкания на землю» в некоторых странах.

---

Tech Briefs Magazine

Эта статья впервые появилась в апрельском выпуске журнала Tech Briefs за апрель 2019 года.

Читать статьи в этом выпуске здесь.

Другие статьи из архивов читайте здесь.

ПОДПИСАТЬСЯ

Быстрое зарядное устройство для автомобильного аккумулятора — блог Mohan’s electronics

Это эффективное зарядное устройство Car battery для быстрой зарядки автомобильного аккумулятора.Это зарядное устройство на 5 ампер с цифровым вольт-амперметром для отображения зарядного напряжения и тока. Поскольку зарядное устройство обеспечивает максимальный ток 5 А, аккумулятор может выдерживать большой ток, который требуется для очень быстрой зарядки. По окончании процесса зарядки ток уменьшается до нуля и отображается на счетчике. Таким образом, легко проверить, полностью ли заряжен аккумулятор.

Необходимые детали

Резистор — 1 кОм, 1 ватт -1

Диод — Диоды 10 Ампер — 2

Конденсатор — 1000 мкФ, 50 В Электролитический конденсатор

LED — 5 мм, любой цвет

Трансформатор — 14-0-14, 5 А понижающий трансформатор

Цифровой вольт-амперметр — 1

Тумблер — 1

Металлический корпус — 1

2.5 мм электрические провода — по 3 метра, красный и черный цвета

Клипсы Crocodile -2

Шнур переменного тока — 1

Зарядное устройство в основном представляет собой источник питания постоянного тока на 5 А с использованием понижающего трансформатора 14-0-14, 5 А . Диоды на 10 ампер выпрямляют низкое напряжение переменного тока в постоянный. Конденсатор с фильтром емкостью 1000 мкФ исключает пульсации постоянного тока, и для зарядки доступно около 16-17 Вольт. 12-вольтовой свинцово-кислотной батарее требуется около 14 вольт постоянного тока для плавной зарядки, поскольку ее напряжение на клеммах возрастает до 13.8 В при полной зарядке.

Подключите диоды и конденсатор, как показано на схеме. Цифровой вольт-амперметр имеет 5 проводов, поэтому подключайте его, как показано на схеме.




Показания счетчика
Когда зарядное устройство включено без батареи, вольтметр будет отображать выходное напряжение зарядного устройства. Амперметр покажет 000, поскольку нет нагрузки.


Когда зарядное устройство подключено к аккумулятору без включения питания, вольтметр покажет напряжение, присутствующее в аккумуляторе.
Когда аккумулятор подключен к зарядному устройству и включен, вольтметр покажет около 14 вольт, а амперметр покажет ток, протекающий к аккумулятору, в амперах.

Когда аккумулятор полностью заряжен, амперметр покажет 000, что означает отсутствие тока в аккумуляторе, поскольку он полностью заряжен.
Выключите зарядное устройство при подключенном аккумуляторе. Вольтметр покажет 13-14 вольт, что указывает на полностью заряженный аккумулятор.

Нравится:

Нравится Загрузка…

Связанные

Требования к розетке зарядного устройства для электромобилей

Электромобиль имеет много преимуществ. Вы сэкономите деньги на расходе топлива и почувствуете себя хорошо отравленным выбросом углерода. Вы, вероятно, часто представляли себе эти положительные результаты, принимая решение перейти на электричество. Возможно, вы не задумывались о том, как вы будете заряжать этот автомобиль, и о требованиях к розетке электромобиля. Вы не можете просто включить его в старую розетку, где захотите.Домашние зарядные станции необходимы для аккумуляторных электромобилей. Наиболее удобным местом для этого обычно является гараж, в котором хранится машина.

Существуют проблемы, связанные с установкой зарядной станции в уже существующем гараже. Нельзя волей-неволей заниматься модернизацией. Лучше всего нанять электрика, который знает свое дело, чтобы убедиться, что вы получите правильную настройку, которая будет эффективной и безопасной. Убедитесь, что выбранный вами специалист имеет предыдущий опыт настройки станций зарядки электромобилей.

Специальные схемы для зарядных устройств электромобилей

Электромонтаж на первом месте в любой новой электрической установке. Вам понадобится выделенная линия на 240 вольт. Это похоже на специальные цепи, необходимые для других основных бытовых приборов, таких как сушилки для одежды или электрические плиты. Линия должна быть размещена на один-два фута ниже желаемого места зарядной станции.

Схема должна быть способна выдерживать ток 50 А при скорости зарядки 40 А. Это позволит использовать восемьдесят процентов мощности цепи.Если вы начинаете с зарядного устройства меньшей емкости, вам все равно следует установить эту схему большей емкости. Таким образом, вы можете легко выполнить обновление в будущем, если ваши потребности изменятся. Менее дорогие зарядные станции обычно потребляют меньше энергии, что хорошо для тех, кому не нужно заряжать свой автомобиль быстрее. Когда вы решите модернизировать систему, наличие готовой схемы большой емкости сэкономит вам деньги на дополнительных электромонтажных работах.

На большинстве зарядных станций используются розетки без проводов.Установка розетки NEMA 6-50 — лучший вариант для подключения вашего автомобиля. Если вы хотите иметь возможность взять с собой зарядную станцию ​​на случай переезда, вы можете рассмотреть вариант с жесткой проводкой. Этот вариант создаст тепловое сопротивление между вилкой и розеткой, поэтому помните об этой потенциальной проблеме. На этом этапе установки остается только установить зарядную станцию. Убедитесь, что он надежно прикреплен к стене.

Варианты зарядки электромобилей

Есть много вариантов, когда речь идет о розетках для электромобилей. Вы можете выбрать более низкую или более высокую скорость зарядки в зависимости от ваших потребностей и бюджета. Вы также можете выбрать «умную» станцию, которая будет работать с приложениями и сообщать вам статистику зарядки автомобиля. Вы можете найти автомобильные зарядные станции и необходимые электрические материалы в нескольких крупных розничных магазинах или в Интернете. Возможно, вы даже сможете найти тот, который используется по более низкой цене из надежного источника. Какой бы вариант вы ни выбрали, обязательно проконсультируйтесь с лицензированным электриком, чтобы безопасно и эффективно установить установку, чтобы еще больше сэкономить на вашем банковском счете и сократить углеродный след.

Call Fowler Electric для установки зарядного устройства электромобиля

Или назначьте встречу для бесплатной оценки ниже

Следите и ставьте лайки нам:

Безопасно ли заряжать электромобиль от любой обычной розетки?

Мы приветствуем вопросы читателей об электромобилях, зарядках и обо всем, что вы хотите узнать. Поэтому, пожалуйста, отправьте их, и мы заставим наших экспертов ответить и пригласить других людей внести свой вклад в разделе комментариев.

На конференции EV Transition один из выступающих (возможно, Джеймс Кеннеди из Tritium) упомянул, что вы никогда не должны подключать электромобиль к обычной розетке (через кабель для «мобильной зарядки» или «на случай непредвиденных обстоятельств», поставляемый с автомобилем) из-за возможности того, что проводка в цепи этой точки питания устарела / повреждена, или что другие устройства в той же цепи могут вызвать слишком большую нагрузку.

Можете ли вы подробнее рассказать о риске, связанном с этим, например, о вероятности повреждения транспортного средства и / или электрической цепи, и о том, есть ли какие-либо меры предосторожности / испытания, которые можно предпринять для снижения этого риска?

Кроме того, различается ли этот риск для разных моделей электромобилей? Очевидно, владельцы электромобилей должны использовать настенное зарядное устройство в отдельной цепи дома, но я думаю о потребителе, который путешествует (на работу или в отпуск) и в идеале хотел бы заряжать на ночь там, где они остановились.

Петр

Привет, Питер — это отличный вопрос, и я как электрик и установщик EVSE (оборудование для электроснабжения) регулярно обращаюсь к нему. Короткий ответ… «это зависит от обстоятельств». Подробный ответ приводится ниже:

Если розетка установлена ​​заново с проводом номиналом не менее 20 А (4,8 кВт), и этот провод идет только к этой розетке (согласно новому Приложению P для EVSE в AS / NZS3000: 2017 — иначе известному как «Правила подключения») ), То можно подключить аварийный EVSE для подзарядки.

То же самое относится к розеткам с номиналом 25 или даже 32 А — если розетка установлена ​​с учетом потенциально высокой и продолжительной нагрузки — то есть в Приложении P — вы можете использовать любой EVSE с номинальным током розетки или ниже. Таким образом, все в порядке, если оплатить ночлег у друга.

(В качестве примера у меня есть набор портативных EVSE мощностью 2,4, 3,6 и 7 кВт для моей Kona. НО я подключаю их только тогда, когда могу определить качество проводки — в противном случае я придерживаюсь 8A EVSE «аварийного» EVSE. что шла с машиной, и даже не то, если я с подозрением отношусь к проводке).

С другой стороны: если вы подключаетесь к неизвестной розетке у друга для подзарядки на ночь — у вас могут возникнуть / вызвать проблемы. Розетка будет подключена к цепи, разделяемой несколькими другими… включая чайник.

Обычно эту проблему решает предохранитель или автоматический выключатель. (Но оставляет вас без заряженного электромобиля, если вы не узнаете вовремя). Еще хуже осложнение, если проводка старая или где-то есть ненадежное соединение. Такая проблема может легко привести к пожару.(См. Рисунок 1).

Рис. 1. Изношенная проводка с резиновой изоляцией за розеткой в ​​доме 70-летней давности.

Еще одна сложность заключается в том, что удлинители ^и имеют ту же проблему: многие провода с номиналом 15 А не подходят для непрерывной подачи высоких токов. Более новые провода на 15 А фактически имеют проводники всего 1,5 мм. ² . (Для сравнения, провод к розетке EVSE должен быть минимум 2,5 мм ² . Кстати: в дешевых проводах на 10 А часто бывает только 0,75 мм ² проводников!)

Этот номинал вывода 15 А основан на «коэффициенте разнообразия», заключающемся в том, что нормальная электрическая нагрузка колеблется между максимальной и меньшей величиной, поскольку элементы, подключенные к ней, используются с перерывами (например,грамм. фен) или имеют рабочий цикл (например, холодильник или тепловентилятор).

Это означает, что свинец нагревается и охлаждается по мере увеличения и уменьшения нагрузки: но он никогда не достигает максимальной номинальной температуры в течение какого-либо периода времени.

Пропуск непрерывного сильного тока через провод (который часто оставляют лежать под палящим австралийским солнцем, что затрудняет хороший отвод тепла) приведет к тому, что свинец в конечном итоге превысит расчетную температуру, поскольку он просто не может достаточно быстро терять тепло.

В этот момент он начнет размягчаться, проводники и особенно штыри / гнезда начнут окисляться, а также избыточное тепло, ускоряющее старение / разрушение изоляции.

Еще одна сложность заключается в том, что плоские штыри в бытовой вилке просто не подходят для использования с высокими токами каждую неделю. Они никогда не были предназначены для этого, и у меня есть множество примеров того, что с ними происходит, если вы продолжаете применять такое наказание. Промышленные трехштырьковые вилки являются улучшением, поскольку они привинчиваются друг к другу, чтобы минимизировать попадание влаги и уменьшить движение (см. Рисунки 2 и 3).

Рис. 2: Погодозащищенная розетка на 15 А с резьбовой муфтой Рис. 3: завинченный 3-контактный штекер 15A, подключенный к розетке на рис.2

Однако это все еще не лучшее решение для долгосрочной зарядки электромобиля, поскольку регулярное включение / отключение розеток в конечном итоге ослабляет комбинации контактов / розеток, а слабое соединение приводит к соединение нагревается. (Я недавно обжег руку именно таким, вынутым из якобы исправного провода на 15 А).

Как только это произойдет, вы вскоре получите результаты, показанные на рисунках 4 и 5 ниже.

Рис. 4: Внутреннее плавление одного контакта 3-контактного разъема 15 А, используемого для зарядки электромобиля 5: неисправная комбинация вилка / розетка на 15 А (скорее всего, из-за попадания воды)

Все это по сравнению с полезностью установки выделенного EVSE, в котором используется гораздо более прочное расположение контактов и розеток, обнаруженное в соединениях типа 1 и типа 2.

Эти соединения спроектированы в соответствии с международно согласованным стандартом для передачи более высоких токов, которые могут потреблять современные электромобили, а также соединены вместе таким образом, чтобы минимизировать боковое движение при подключении и отключении (т.е. снижение вероятности ослабления соединений из-за множества циклов подключения / отключения). Иногда они тоже терпят неудачу, но гораздо реже.

Подводя итоги:

Можно использовать портативный EVSE IF:

• проводка к розетке исправна (в частности, она установлена ​​согласно Приложению P в AS / NZS 3000: 2017),
• любой используемый удлинитель содержит 2,5 мм ² проводников И
• вы используете резьбовые соединения (или соединение размещено в корпусе, рассчитанном на погодные условия).

Также нормально использовать портативный EVSE на полурегулярной основе дома, если вы не отключаете / не переключаете его каждый раз из розетки — это основная причина того, почему розетки расшатываются и в конечном итоге тают.

Кроме того: не забывайте всегда проверять вилку и розетку сразу после использования на предмет повышенной температуры и / или следов ожога. При обнаружении любого из них немедленно замените неисправный элемент .

Вам также следует регулярно проверять переносной провод EVSE и коробку на предмет повреждений.Треснувшие коробки EVSE или разделенные провода — рецепт смерти: предохранительные выключатели не полностью защищают вас от поражения электрическим током.

В целом, тем не менее, лучше установить специальный EVSE дома, если это вообще возможно. Они служат дольше, обычно дают более быстрое время перезарядки (3,6 или 7 кВт от фиксированного EVSE по сравнению с 2 или 2,4 кВт от портативного EVSE), предлагают более гибкие варианты подзарядки для использования выходной мощности от солнечных панелей (например, EVSE, программируемый для использования части или Вся ваша солнечная энергия) И обеспечит вам более приятное впечатление от зарядки, поскольку вам не нужно паковать свинец каждый раз, когда вы его используете.

Примечания:

1. Все портативные EVSE поставляются с предупреждением, что нельзя использовать их с удлинителем. Я говорю об использовании удлинителей только в том свете, что все владельцы электромобилей прибегают к их использованию в какой-то момент. Поэтому обратите внимание, что я НЕ рекомендую и не одобряю использование удлинителей с портативными EVSE. Скорее, я указываю на опасность, связанную с использованием неподходящих удлинителей.

Брайс Гатон — эксперт по электромобилям и участник журнала The Driven and Renew Economy.Он проработал в секторе электромобилей 10 лет, а также является редактором информационного бюллетеня Австралийской ассоциации электромобилей.

Зарядка дома | Министерство энергетики

Поскольку бытовая зарядка удобна и недорога, водители большинства подключаемых к электросети электромобилей (также известных как электромобили или электромобили) проводят более 80% своей зарядки дома. Зарядка в доме на одну семью, обычно в гараже, позволяет использовать низкие и стабильные тарифы на электроэнергию в жилых домах. Стоимость эксплуатации вашего автомобиля в течение года может быть меньше, чем стоимость использования кондиционера. Зарядка в многоквартирном жилом комплексе, таком как кондоминиум или квартира, возможна, но может быть сложной и более похожей на общественную зарядку.

Расходы на оплату дома

Расходы на топливо для электромобилей ниже, чем для обычных автомобилей. Исходя из среднего национального показателя в 12,6 цента / кВт · ч, полная зарядка полностью электрического автомобиля с пробегом в 100 миль и разряженной батареей будет стоить примерно столько же, как эксплуатация среднего центрального кондиционера в течение шести часов.Поскольку подключаемые к сети гибридные электромобили имеют меньшие батареи, каждая отдельная зарядка стоит еще меньше. По оценкам General Motors, ежегодное потребление энергии Chevy Volt составляет 2520 кВтч, что меньше, чем требуется для обычного водонагревателя. Для сравнения, за последние десять лет обычные розничные цены на бензин в США колебались от менее 1,50 до более 4 долларов, что привело к сокращению годового бюджета домохозяйств на целых 1500 долларов на средний легковой автомобиль. Если вы заряжаете в основном ночью, а ваша коммунальная компания предлагает специальные тарифы в непиковые часы, ваши расходы могут быть еще ниже.Узнайте, предлагает ли ваша коммунальная компания какие-либо особые стимулы для владельцев электромобилей.

Оборудование для зарядки дома

Домашняя зарядка может использовать либо относительно простое оборудование для электропитания уровня 1 (EVSE), либо немного более сложное EVSE уровня 2. Зарядка с EVSE уровня 2 выполняется быстрее и может быть более удобной, но требует специального оборудования, которое дороже в установке, чем уровень 1. Для обоих типов EVSE вы должны надежно хранить шнур зарядки, чтобы он не был поврежден, проверьте доступный EVSE периодически подвергайте детали износу и поддерживайте систему в чистоте.

Перед покупкой оборудования и электрических услуг вам следует проконсультироваться с руководством производителя электромобиля для получения информации о необходимом зарядном оборудовании и ознакомиться со спецификациями. В общем, перед установкой EVSE или модификацией вашей электрической системы проконсультируйтесь с вашим коммунальным предприятием и надежным подрядчиком по электрике и получите оценку затрат.

Уровень 1 EVSE

Уровень 1 EVSE обеспечивает зарядку через вилку переменного тока 120 В (В). Уровень 1 добавляет от 2 до 5 миль к транспортному средству за час зарядки, что делает его пригодным для подключаемых гибридных электромобилей и, в зависимости от ваших обстоятельств, даже для некоторых полностью электрических транспортных средств.

Зарядка с EVSE уровня 1 не требует никакого специального оборудования, кроме розетки, но требует выделенной ответвленной цепи. Перед включением электромобиля в розетку убедитесь, что цепь не питает другие приборы, такие как холодильники или лампы. Что касается разъема, почти все электромобили поставляются с портативным шнуром EVSE уровня 1, который имеет стандартную бытовую вилку с тремя контактами на одном конце для розетки и стандартный разъем J1772 для транспортного средства.

Уровень 2 EVSE

Уровень 2 EVSE обеспечивает зарядку через вилку 240 В переменного тока.Уровень 2 увеличивает запас хода автомобиля от 10 до 60 миль за час зарядки, что делает его подходящим для всех электромобилей.

Использование EVSE уровня 2 требует от водителей установки специального зарядного оборудования, а также наличия специальной электрической цепи от 20 до 100 ампер. К счастью, в большинстве домов уже есть напряжение 240 В для таких приборов, как сушилки для одежды и электрические плиты. Цена EVSE для жилых помещений уровня 2 варьируется, но обычно составляет от 500 до 2000 долларов до установки и государственных или коммунальных льгот.Узнайте, предлагает ли ваш штат или коммунальное предприятие стимулы для EVSE.

В домах с адекватным электроснабжением установка обычно относительно недорогая. Однако он может быть значительным, если требуется модернизация электрооборудования. Поскольку установка EVSE должна соответствовать местным, государственным и национальным нормам и правилам, обязательно работайте с лицензированным подрядчиком по электрике. В дополнение к Национальному пожарному кодексу, ваши местные строительные, пожарные, экологические и электрические инспекционные и разрешительные органы могут также потребовать разрешения.Во многих областях установщики должны представить план установки на месте в разрешительный орган для утверждения перед установкой. Ваш подрядчик должен знать соответствующие нормы и стандарты и должен проконсультироваться с местным отделом планирования перед установкой EVSE. В общем, перед установкой EVSE или модификацией вашей электрической системы проконсультируйтесь с вашим коммунальным предприятием и надежным подрядчиком по электрике и получите оценку затрат.

Риски безопасности при установке и использовании домашнего EVSE очень низкие, как и риски, связанные с другими крупными приборами, такими как сушилки для одежды.Жилые EVSE, как правило, устанавливаются в гаражах, но домовладельцы также могут приобрести EVSE для наружного применения, способного выдерживать погодные условия и другие виды нагрузок. Шнуры EVSE сконструированы таким образом, чтобы выдерживать некоторые злоупотребления — даже если их наезжает машина, — и поток энергии через шнур прерывается, когда автомобиль не заряжается.

Настенный блок EVSE должен быть защищен от контакта с автомобилем, например, с помощью упора для колес. Настенный блок EVSE также следует располагать так, чтобы свести к минимуму опасность споткнуться о шнур питания.Как правило, это означает, что шнур не должен попадать в места для прогулок, а настенный блок должен располагаться как можно ближе к электрической розетке автомобиля. Другой вариант — установить подвесную опору, которая удерживает шнур от пола.

Доступно разнообразное оборудование для EVSE уровня 2: от простых моделей со стандартными функциями безопасности и индикаторами состояния до более продвинутых продуктов с улучшенными дисплеями, таймерами зарядки, подключениями для смартфонов и клавиатурами. Существует ряд опций для бытовой инфраструктуры зарядки, и производитель вашего электромобиля должен быть в состоянии порекомендовать, какой EVSE уровня 2 может лучше всего работать с вашим автомобилем. Независимо от того, какой продукт вы выберете, ваша EVSE должна быть сертифицирована для использования электромобилей в признанной на национальном уровне испытательной лаборатории (например, Underwriters Laboratory). Дополнительную информацию о доступном EVSE для жилых помещений см. На веб-странице Plug-In America’s Accessory Tracker.

Зарядка в многоквартирных домах

Зарядные станции

EV для многоквартирных домов, таких как кондоминиумы или квартиры, предоставляют владельцам уникальный способ помочь привлечь и удержать жителей и создать экологически устойчивое сообщество.Однако как владельцы зданий, так и водители электромобилей сталкиваются с уникальными соображениями при установке зарядных станций, начиная от парковки и доступа к электроснабжению до выставления счетов и юридических проблем. Узнайте, как работать с владельцем здания, чтобы установить станцию, из Руководства по совместной работе над подключаемыми электрическими транспортными средствами для жителей многоквартирных домов. Центр данных по альтернативным видам топлива также может поделиться передовым опытом и тематическими исследованиями с владельцами многоквартирных домов.

Зарядка электромобиля — Battery University

Узнайте о различных вариантах зарядки EV

Если у вас есть электромобиль, вы хотите побаловать себя аккумулятором и зарядить автомобиль дома и в офисе.Требования к мощности для зарядки электромобилей среднего размера аналогичны требованиям к электрической плите, подключенной к цепи 40 А, 240 В переменного тока, развивающей до 9,6 кВт. Большинство электромобилей среднего размера оснащены бортовым зарядным устройством мощностью 6,6 кВт, рассчитанным на 4–5 часов зарядки. (6,6 кВт получается умножением 220 В на 30 А.)

Встроенные зарядные устройства имеют ограничения по стоимости, размеру и тепловым характеристикам. Благодаря наличию трехфазного переменного тока в большинстве жилых домов в Европе, бортовые зарядные устройства могут быть меньше, чем с двухфазной системой. Renault предлагает компактные бортовые зарядные устройства мощностью от 3 до 43 кВт.

Подключение для зарядки электромобиля называется оборудованием для обслуживания электромобилей (EVSE). За исключением Уровня 1, все должно быть установлено электриком, если это еще не сделано. Есть три категории зарядки.

	Уровень 1: 1,5 кВт типичный Кабель подключается к обычной домашней розетке 115 В переменного тока, 15 А (230 В переменного тока, ~ 6 А в Европе). Это однофазное соединение производит около 1,5 кВт, а время зарядки составляет от 7 до 30 часов в зависимости от размера батареи.Уровень 1 удовлетворяет потребности в ночной подзарядке электровелосипедов, скутеров, электрических инвалидных колясок и PHEV мощностью не более 12 кВт-ч. Диапазон движения электромобиля за минуту зарядки: 130 м (426 футов)
	Уровень 2: 7 кВт стандартно Настенное крепление; 230 В переменного тока, два полюса 30 А, заряжает электромобиль среднего размера за 4–5 часов. Это самая распространенная домашняя и общественная зарядная станция для электромобилей. Он производит около 7 кВт для питания бортового зарядного устройства электромобиля мощностью 6,6 кВт. Стоимость установки EVSE уровня 2 составляет около 750 долларов США, включая материалы и рабочую силу.Домохозяйства с подключением к сети 100А должны заряжать электромобиль после приготовления пищи и сушки одежды, чтобы не допустить превышения отведенной электроэнергии. Дальность движения электромобиля за минуту зарядки: 670 м (2200 футов)
	Уровень 3: 50 кВт стандарт (станции Tesla V2 заряжаются при 120 кВт) DC Fast Charger; 400–600 В постоянного тока, до 300 А; служит для сверхбыстрой зарядки, минуя бортовое зарядное устройство и подавая питание непосредственно на аккумулятор.Зарядные устройства уровня 3 выдают 50 кВт мощности, которая может увеличиться до 120 кВт, чтобы зарядить литий-ионный аккумулятор до 80 процентов примерно за 30 минут. Спрос на мощность 120 кВт равен пяти домашним хозяйствам. Запас хода электромобиля при зарядке в минуту при 50 кВт: 4,6 км (2,9 мили)
	Extra Fast Charge: 150 кВт; до 400 кВт (станции Tesla V3 заряжаются до 250 кВт) Зарядные станции мощностью 400 кВт будут заряжаться при напряжении до 800 В постоянного тока. Это приводит к высокой стоимости компонентов и высокому спросу на электроэнергию, равную 16 домохозяйствам.Стресс-фактор сверхбыстрой зарядки аккумулятора также играет роль. Если возможно, заряжайте по более регулярной ставке. Диапазон электромобилей при подзарядке в минуту при 400 кВт: 37 км (23 мили) (30 км Tesla)

В 1990-х и 2000-х годах производители электромобилей предприняли согласованные усилия по разработке универсального зарядного порта для электромобилей, что привело к созданию 5-контактного разъема SAE J1772 для передачи переменного тока и данных. Недостаток — время зарядки согласно Уровню 2, которое занимает несколько часов.

Производители электромобилей согласны с тем, что будущее электромобилей заключается в быстрой зарядке. В то время как уровень 2 набирает всего около 40 км (25 миль) в час, функция быстрой зарядки постоянного тока заряжает аккумулятор до 80 процентов за 30 минут. Это превращает электромобиль из пригородного автомобиля в туристический, и маркетинг электромобилей начал продвигать эту концепцию.

Япония первой представила технологию быстрой зарядки постоянного тока, разработав разъем CHAdeMO для Nissan Leaf и Mitsubishi MiEV. JEVS (Японский стандарт электромобилей) определил разъем, который включает в себя два больших контакта постоянного тока с контактами связи для CAN-BUS.Стандарт CHAdeMO был разработан TEPCO (Токийская электроэнергетическая компания), Nissan, Mitsubishi, Fuji Heavy Industries (производитель автомобилей Subaru) и Toyota в 2008 году. Он заряжает аккумулятор при 500 В постоянного тока и 125 А с мощностью зарядки до 62,5 кВт. CHAdeMO означает «CHArge on the Move»; Рисунок 1 иллюстрирует вилку.

Рис. 1. Японская вилка для быстрой зарядки постоянного тока CHAdeMO, разработанная в 2008 году. Nissan и Mitsubishi проводят быструю зарядку постоянного тока и разработали CHAdeMO.Он быстро заряжается при 500 В постоянного тока и 125 А, развивая до 62,5 кВт мощности.

Хотя разъем CHAdeMO работает хорошо, Запад лоббировал его, ссылаясь на «технические проблемы». Причиной этого может быть синдром «не изобретено у меня на заднем дворе», а также стандарт, который одобряет определенные марки автомобилей. SAE отклонило CHAdeMO в пользу своей версии.

После долгой задержки комитет SAE International J1772 в 2012 г. выпустил стандарт быстрой зарядки постоянного тока SAE, систему, также известную как комбинированная система зарядки (CCS). Задержка привела к неудаче в построении инфраструктуры CHAdeMO, и некоторые утверждают, что отсрочка была преднамеренной.

Для обеспечения совместимости с зарядкой уровня 2, CCS основан на существующем разъеме J1772 с добавлением двух контактов постоянного тока. При зарядке от сети переменного тока круглый разъем обеспечивает питание переменного тока и связь для управления напряжением, скоростью заряда и окончанием заряда. DC Fast Charging использует тот же протокол связи, но добавляет контакты постоянного тока. На рисунке 2 показаны зарядные разъемы для зарядки переменного и постоянного тока с автомобильным входом.

Рисунок 2: Комбинированная система зарядки (CCS) SAE J1772. CCS допускает зарядку уровня 2 только при подключении к верхней круглой розетке и зарядку уровня 3 с помощью вилки, которая включает клеммы постоянного тока. SAE J1772 делит зарядку на четыре уровня: Уровень переменного тока 1: 120 В переменного тока, 12–16 А, до 1,92 кВт Уровень переменного тока 2: 240 В переменного тока, 80 А 19,2 кВт Уровень постоянного тока 1: 200-500 В постоянного тока, до 80 А (40 кВт) Уровень постоянного тока 2: 200-500 В постоянного тока, до 200 А (100 кВт)

SAE Combo или CCS является де-факто глобальным стандартом для зарядки уровней 2 и 3, и Audi, BMW, Daimler, Ford, General Motors, Porsche и Volkswagen совместно заявили о своей поддержке в 2011 году. Chevy Spark был первым электромобилем, оснащенным SAE Combo в 2013 году. Сейчас ведутся разговоры о прекращении производства CHAdeMO. Для обеспечения совместимости с электромобилями с технологией CHAdeMO новые Nissan Leaf включают порт SAE J1772, обеспечивающий зарядку уровня 2. Некоторые производители зарядных устройств, в том числе ABB, предлагают оба зарядных штекера на своих «насосах».

Tesla Motors не следует стандартам легко, и они придумали свою собственную систему. Их эксклюзивный Supercharger заполняет разряженный аккумулятор на 80 процентов за 40 минут и обеспечивает дальность полета 270 км.(Зарядка с 80–100 процентов удваивает время.) В то время как Tesla подвергалась критике со стороны некоторых за представление своих нагнетателей, другие говорят, что Tesla намного опережает всех и не хочет ждать, пока мир установит правильные стандарты. Tesla ведет переговоры с Nissan и BMW, чтобы предложить своим производителям электромобилей свой стандарт Supercharger. Они также работают над межпротокольным адаптером зарядки, который может поддерживать системы CHAdeMO и SAE J1772.

Зарядка Tesla S 85 на нагнетателе начинается при напряжении около 375 В и 240 А, потребляется 90 кВт.Когда батарея заряжается, напряжение повышается примерно до 390 В постоянного тока, а ток падает примерно до 120 А. Начальные 90 кВт в батарее 85 кВт ч имеют скорость заряда, которая лишь немного превышает 1С. Через короткий промежуток времени C-rate упадет до комфортных 0,8 ° C, а затем еще больше снизится, чтобы избежать опасной нагрузки на аккумулятор, связанной со сверхбыстрой зарядкой.

Борьба с тремя несовместимыми системами зарядки не входила в планы производителей электромобилей, но отчасти это произошло из-за непринятия доступных технологий и задержки внедрения собственных стандартов.Tesla продвинулась вперед со своей собственной технологией и вкладывает значительные средства в создание Supercharger и предлагает бесплатную зарядку; другие производители электромобилей также сделали зарядку бесплатной, по крайней мере, на данный момент. Возникающая в результате несовместимость имеет сходство с железнодорожной отраслью 1800-х годов, когда железнодорожные компании запускали свои поезда на рельсах разной ширины. LP против 45 RPM, а также Sony Beta против VHS — другие примеры подобной ситуации.

BMW со своей системой зарядки SAE Combo Charger выбрала 24 кВт вместо более распространенных 50 кВт для быстрой зарядки постоянного тока.Они считают, что 24 кВт дешевле, легче и проще в установке, чем систему на 50 кВт. Хотя 50 кВт будут заряжаться быстрее, выгода будет только на короткое время, прежде чем прием заряда ухудшится. Уменьшение масштаба особенно заметно с батареей i3 меньшего размера, а также с батареями, которые не могут выдерживать сверхбыструю зарядку из-за преклонного возраста и других аномалий. Тесты показывают, что зарядное устройство на 50 кВт заряжает аккумулятор на 80 процентов примерно за 20 минут; зарядное устройство на 24 кВт делает это примерно за 30 минут.

Удвоение мощности не сокращает время зарядки вдвое, а подъем по пирамиде дает убывающую отдачу.Основная причина использования мощных зарядных устройств связана с размером аккумулятора. BMW i3 имеет аккумулятор мощностью 22 кВт по сравнению с чудовищными 85 кВт в Tesla S 85. Обе системы зарядки поддерживают скорость заряда примерно на 1 ° C во время быстрой зарядки постоянного тока до умеренного уровня нагрузки на аккумулятор.

Быстрая зарядка постоянным током более сложна, поскольку она должна оценивать состояние аккумулятора и применять уровень заряда, который аккумулятор может безопасно поглощать. Холодный аккумулятор нужно заряжать медленнее, чем теплый; ток заряда также должен быть уменьшен, когда ячейки развивают высокое внутреннее сопротивление и когда балансировочная схема больше не может компенсировать рассогласование ячеек.(См. BU-410: Зарядка при высокой и низкой температуре)

Быстрая зарядка постоянным током предназначена не для полного заполнения аккумулятора, а для того, чтобы позволить автомобилю добраться до следующей зарядной станции. Уровень 2 является предпочтительным для повседневной зарядки.

В таблице 3 приведены уровни и время зарядки с уровнями 1, 2 и 3. Время зарядки может не полностью совпадать с объявленными показателями, поскольку расчеты основаны на полной зарядке разряженной батареи до полной SoC; некоторые производители электромобилей считают аккумулятор заряженным, когда он достигает 80 процентов. Время зарядки также сокращается по мере того, как батарея разряжается, потому что ее становится меньше заполнять.

Уровни заряда	Уровень 1 Кабель 1,5 кВт 120 В переменного тока, 15 А	Level2 Настенное крепление 6,6 кВтч * 240 В переменного тока, 30 А **	Уровень 3 DC Fast Charge 20–120 кВт 400–600 В постоянного тока, до 300 A
Запас хода	8 км (5 миль) за 1 час заряда	36 км (22 миль) за 1 час заряда	110, 270 км (70, 168 миль) за 30 минут заряда
4.4 кВт · ч Toyota Prius	4ч	1ч	N / A
16 кВтч Chevy Volt	12ч	3ч	N / A
22 кВтч BMW i3	15ч	4ч	24 кВт: до 80% за 30 минут
32 кВт · ч Nissan Leaf	16ч	5ч	50 кВт: до 80% за 20 мин
60 кВтч Chevy Bolt	40х	10ч	50 кВт: до 80% за 60 минут
90 кВтч Tesla S 85	60х	15ч	120 кВт: до 80% за 40 минут

Таблица 3: Расчетное c раз на оборудование для обслуживания электромобилей (EVSE). В электромобилей есть зарядная цепь, наиболее распространенной из которых является система мощностью 6,6 кВт, у Tesla — зарядное устройство на 10 кВт.

^{* Электромобили Tesla поставляются с зарядными устройствами на 10 и 20 кВт; Renault использует трехфазные встроенные зарядные устройства мощностью 3–43 кВт
** EVSE на 30 А требует автоматического выключателя на 40 А. Некоторые электромобили поставляются с более крупными встроенными зарядными устройствами}

Последнее обновление 2019-04-24

*** Пожалуйста, прочтите комментарии ***

Комментарии предназначены для «комментирования», открытого обсуждения среди посетителей сайта.Battery University следит за комментариями и понимает важность выражения точек зрения и мнений на общем форуме. Однако при общении необходимо использовать соответствующий язык, избегая спама и дискриминации.

Если у вас есть предложение или вы хотите сообщить об ошибке, воспользуйтесь формой «свяжитесь с нами» или напишите нам по адресу: BatteryU@cadex.

No related posts.