摘要：

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

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

關鍵詞：新能源汽車，電動汽車，交流充電樁，電源模塊，電源轉換器，AC-DC電源模塊

（1）行業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀：

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

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

（2）交流充電樁系統(tǒng)組成和功能：

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

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

交流充電樁的功能主要有刷卡付費、計量、人機交互、通訊、保護控制和自檢等。

1、刷卡付費功能：交流充電樁應配備讀卡裝置，使其與交流充電樁的交流電表進行通訊，實現(xiàn)充電樁的充電計費。

2、計量功能：交流充電樁應具備計量輸出電能量的功能，計算充電電量、顯示充電時間和費用信息。

3、人機交互功能：交流充電樁應顯示其相關運行狀態(tài)，如：充電模式、計費信息和充電電量等，而且必須可手動設置充電參數(shù)及控制充電樁功能，顯示畫面應該清晰、完整、易操作等。

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

5、保護控制功能：交流充電樁應配置急停開關，當發(fā)生緊急狀況時，能夠在充電過程中及時切斷輸出電源。還需具備負載、過壓、欠壓、過熱、漏電保護功能，確保充電樁充電過程中安全可靠穩(wěn)定運行。

6、自檢功能：交流充電樁應具備自檢和故障報警功能，當充電樁發(fā)生故障時，可以通過指示燈的狀態(tài)與人交互。因為交流充電樁長期位于室外，還需具備長期經受惡劣環(huán)境和較強電磁干擾的特點。在元件選型時應該選擇具有工業(yè)級標準的電力電子器件和帶屏蔽功能的通信線。在交流充電樁的內部結構布置應合理、便于安裝施工，配件易拆卸及方便調試維修。

（3）交流充電樁對電源轉換器的要求：

控制系統(tǒng)主程序流程圖如下圖所示：

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

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

2、相對濕度：要求為5 %～95 %

3、海拔高度：要求為≤2000 m

4、傳導騷擾：達到CISPR 32 CLASS A。

5、輻射騷擾：達到CISPR 32 CLASS A。

6、浪涌抗擊：達到GB/T 17626.5—2008等級3

7、靜電放電抗擾度：達到GB/T 17626.2—2006等級3

8、射頻電磁場輻射抗擾度：達到GB/T 17626.3—2006等級3

9、電快速瞬變脈沖群抗擾度：達到GB/T 17626.4—2008等級3

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

（4）交流充電樁的電源解決方案

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

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

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

3、EMC性能強，HA12N10B-demo系列為引線式封裝，內部集成過流保護電路及EMC電路，可直接接入電網并且不需要額外設計防護。

產品特點：

類型：充電樁專用AC-DC電源模塊

優(yōu)點：高精度、更穩(wěn)定、高可靠性、超小體積

特性：開板式、交直流兩用、安全隔離

保護：具有短路、過載、過熱保護功能

設計：大功率電感、高頻電容、外圍電路靈活設計、產品設計滿足EMC測試要求

安裝：PCB焊接方式、接線式安裝

（5）市場環(huán)境

國家對于新能源汽車和充電樁行業(yè)戰(zhàn)略明確，多種新能源汽車配套政策出臺，鼓勵電動汽車充電基礎設施發(fā)展，明確場所的建設目標。隨著市場發(fā)展，將由國家政策引導轉變?yōu)槭袌鰧颍髽I(yè)之間競爭會變得越加激烈。對此，HIECUBE長期提供優(yōu)質及高性價比的電源解決方案，也將充電樁電源領域的解決方案不斷優(yōu)化，以便適應市場發(fā)展。

近年新能源汽車產量和銷售火爆，充電設施領域表現(xiàn)活躍，充電樁領域是新能源汽車產業(yè)鏈的一個重要戰(zhàn)場。2018年全國各地多處線下?lián)尩亟?/span>立充電樁，而線上則是各種充電APP，地圖增加充電樁站點。目前下游充電樁運營已經提前火熱，直接拉動了上游的設備制造，在短時間內已經達到了白熱化。

詳細的交流充電樁電源產品信息請參考產品技術手冊或者咨詢HIECUBE銷售代表，謝謝！