电动汽车整车充电机使用说明书.docx

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电动汽车整车充电机使用说明书

电动汽车整车充电机

使用说明书

许继电动汽车充电站事业部

1.概述

电动汽车整车充电机可以用来为纯电动汽车充电，蓄电池不用从车上拆卸下来，充电快捷方便。

充电机可与电动车上的电池进行通讯，按照电池的信息，自动、快速、安全地完成充电，无需人在旁边看守和手动操作。

充电机主要由交直流功率变换和直流输出控制两部分组成，按组合形式分为一体式和分体式两种。

一体式充电机指交直流功率变换和直流输出控制两部分组合为一体的形式，适用于室外安装使用。

分体式充电机指交直流功率变换和直流输出控制两部分分立为两个单体的形式，它们之间通过电缆连接组成一套完整的充电机。

分体式充电机中完成交直流功率变换的部分称为整流器柜，一般采用标准机柜形式提供，适用于室内安装；分体式充电机中完成直流输出控制的部分称为直流充电桩，提供用户交互界面和直流输出接口，在室外安装使用。

2．使用环境条件

1）工作温度：

－10℃～＋40℃（室内）；－20℃～＋50℃（室外）。

2）相对湿度：

5％～95％。

3）海拔高度：

≤2000米。

特殊地区使用时，根据当地的环境条件确定。

如西北与东北地区的室外工作温度满足－30℃～＋50℃。

3．规格型号

充电机系统由充电功率模块、充电监控模块和保护开关、接触器、用户终端设备等组成，其型号规格定义如下。

ZCD10-□/□

标称输出电压（单位：

V，指最高输出电压）

额定输出电流（单位：

A）

产品系列号

智能充电机

产品系列号定义如下：

11――指充电机由ZCD11系列充电模块和ZCDK-11监控模块构成；

12――指充电机由ZCD12系列充电模块和ZCDK-12监控模块构成。

4．技术参数

1）输入电压：

三相五线；电压范围380VAC±20%；频率50HZ±2%

2）输入功率因数：

≥0.94。

3）输入谐波电流总畸变率：

≤27％。

4）额定输出功率：

N×10kW（N=1、2、3......）。

5）输出电压范围：

100～200V；200～400V；250～500V；350～700V。

6）输出电压误差：

不超过±1％。

7）输出电流误差：

在设定的输出直流电流≥30A时，不超过±1％；在设定的输出直流电流＜30A时，不超过±0.3A。

8）输出稳流精度：

不超过±1％。

9）输出稳压精度：

不超过±0.5％。

10）输出纹波系数：

≤0.5％。

11）均流不平衡度：

不超过±5％。

12）满载工作效率：

≥92％。

13）满载工作噪声：

≤60dB。

14）智能电能表准确度等级：

1级。

15）连接器动力线触头：

DC400V/750V，125A、250A、400A。

16）连接器控制线触头：

DC36V，5A。

17）连接器机械操作寿命：

≥10000次。

18）平均故障间隔时间：

MTBF≥20000h。

19）充电柜外形尺寸：

高2260mm，宽800mm，深600（800）mm。

20）充电桩外形尺寸：

高1520mm，宽450mm，深335mm。

5．充电机功能

5.1电池适应能力

充电机能够对下述电池中的一种或多种充电：

锂离子蓄电池、镍氢蓄电池和铅酸蓄电池。

充电机控制器能自动识别并选择相应的充电程序和管理参数，具有为电动汽车动力电池系统安全、自动充满电的能力。

5.2充电方式设定

充电机的充电设定方式可以分为手动设定方式和自动设定方式两种：

1）手动设定方式

通过专业操作人员设置充电方式、充电电压、充电电流等参数，当充电机与电动汽车连接正常时，充电机根据设定参数执行相应操作，完成充电过程。

手动设定方式下，充电机与电池管理系统（BMS）无数据交换，BMS不对充电机作任何控制，适用于充电机调试状态，或无BMS管理状态下应急对电动汽车充电。

2）自动设定方式

充电过程中，充电机控制器依据电池管理系统（BMS）提供的数据，自动动态调节充电电流和电压参数，执行相应的动作，完成充电过程。

5.3通信管理功能

充电机的智能控制器不但是充电机的控制中心，而且是通信枢纽，实现下述通信管理功能：

a）具备高速CAN网络与电动汽车BMS通信，用于判断电动汽车动力电池类型；获得动力电池系统参数，充电前和充电过程中动力电池的电压、电流、温度等状态数据，完成充电机的充电控制。

b）通过RS485网络与智能电能表通信，获取电能计量信息，完成充电计费与充电过程的联动控制。

c）通过RS485网络与高频充电模块通信，获取充电模块状态和运行信息，完成充电模块状态监测与充电过程的联动控制。

d）通过RS485网络与智能变送器通信，获取充电机的输出电压和电流信息，完成充电输出数据监测与充电过程的联动控制。

e）通过高速CAN网络将电能计量、充电机工作信息传送给用户终端（UT），获取并执行UT上送的控制命令。

f）通过高速CAN网络或工业以太网与充电站后台监控系统交换数据，上传充电机和动力电池的工作状态和运行信息，获取并执行后台下发的启动或停止充电控制命令。

5.4人机交互功能

1、充电机人机交互界面：

a）显示输出功能

充电机具有LCD显示器，显示下列信息：

⏹充电方式、充电电流、充电电压、充电时间；

⏹在手动设定过程中显示人工输入信息；

⏹在出现故障时显示相应的提示信息。

可根据充电站的建设需要选择显示：

电池电压、电池温度、荷电状态等。

充电机具有LED信号灯，指示下列状态：

⏹绿色信号灯指示充电机“待机”状态；

⏹红色信号灯指示充电机“充电”状态；

⏹黄色信号灯指示充电机“充满”状态。

b）手动输入功能

充电机具有实现外部手动控制的输入设备即触摸屏，以便对充电机参数进行设定，或对充电机进行启动或停止控制。

2、用户终端（UT）人机交互界面：

a）配置彩色触摸液晶显示屏，充电计费方式可设置按电量、按金额、按时间和充满为止；充电启动方式可选择立即充电和预约充电；充电过程中实时显示充电方式、时间、电量及计费信息。

b）设置射频读卡器，支持IC卡付费方式，刷卡的交易流程如图5-1所示，按照“预扣费与实结账”相结合的方式。

c）直流充电桩设置有运行状态指示发光条，绿色常亮指示充电机“待机”状态，红色常亮指示充电机“充电”状态，黄色常亮指示充电机“充满”状态，黄色闪烁时指示充电机“异常”状态。

图5-1直流充电桩刷卡交易流程图

5.5安全保护功能

a）充电机交流输入配置断路器，具备输入侧的过流保护和短路保护功能。

b）充电机交流输入配置C和D两级防雷器，具备防感应雷、防静电、防操作过电压的保护功能。

c）充电机具备交流输入的过压、欠压和缺相保护功能。

d）充电机直流输出配置断路器，具备输出侧的过流保护和短路保护功能。

e）充电机具备软启动功能，防止直流冲击电流输出。

f）充电机具备急停按钮，能快速切断充电模块电源和分断直流输出开关。

g）充电机能自动判断充电连接器、充电电缆是否正确连接。

当充电机与电动汽车正确连接后，充电机才能允许启动充电过程；当充电机检测到与电动汽车连接不正常时，立即停止充电。

h）在充电过程中，充电机能自动监测各设备的运行和通信状态是否正常，当设备出现异常时，立即停止充电。

i）在充电过程中，充电机能自动根据BMS发送的电池状态和运行信息动态调整充电电流和电压，保证动力电池的温度、充电电压和电流不超过允许值。

j）充电机具备充电限制功能，能根据BMS发送的电池信息，自动选择并限制最大充电电压、充电电流、充电时间和充电电量，保证充电过程的电池不会出现过充。

k）充电机具备阻燃功能。

6整车充电机系统原理

点动汽车整车充电机由充电功率模块、充电监控模块和保护开关、接触器、用户终端设备等组成，各部分的连接关系如下图6-1

图6-1整车充电机系统图

7充电机屏体

7.1屏体组成

如下图7-1为典型的150A/700V中型充电机屏体组成图

图7-1充电机屏

说明：

不同容量和型号的充电机屏，

Ø上面的整流模块单元AU*数量、型号可能不一样。

Ø整流模块单元AU、直流监控装置AM、交流进线开关QF放置位置可能不一样。

Ø门楣上的铭牌可能不一样。

7.2充电机屏体端子接线图

充电机屏体与外部的接线端子及定义如下图7-2：

图7-2充电机屏体接线图

充电机屏体与外部的接线有：

与电网的交流进线、与直流充电桩之间的功率、信号连接线、与电表的信号采集线。

8．ZCD12充电功率模块

8.1概述

ZCD12整车充电模块，是针对纯电动汽车而专门研发设计的新型智能充电模块。

该系列产品采用高频软开关变换技术，具有效率高、保护功能齐全和可靠性高的优点；同时，采用模块化的结构和先进的并联均流技术，可实现不同电流等级的充电机的配置，广泛适用于不同容量的电动车充电的场合，满足不同用户的需求。

8.2型号说明

ZCD12-□□□□□

额定直流电压（伏）

额定直流电流（安）

系列编号

直流充电模块

ZCD12系列整车充电模块共有如下规格：

⏹ZCD12-50200：

输出额定直流电压为200V，额定直流电流为50A

⏹ZCD12-25400：

输出额定直流电压为400V，额定直流电流为25A

⏹ZCD12-20500：

输出额定直流电压为500V，额定直流电流为20A

⏹ZCD12-15700：

输出额定直流电压为700V，额定直流电流为15A

8.3产品外形

8.3.1产品外形结构

ZCD12系列充电模块外形结构如图8-1所示。

图8-1ZCD12系列产品外形

8.3.2产品重量

ZCD12系列充电模块整机重量不大于25Kg。

8.3.3端子功能定义

ZCD12系列充电模块的端子功能定义见表8-1。

表8-1端子功能定义

代号

功能

输出正极

输出负极

交流输入A相端

交流输入B相端

交流输入C相端

大地

RS485通讯A端

RS485通讯B端

均流端

8.4主要功能和特点

8.4.1稳压、限流运行功能

模块能以设定的电压值和限流值长期对电池组充电并带负载运行。

当输出电流大于限流值时模块自动进入稳流运行状态，输出电流小于限流值时模块自动进入稳压运行状态。

8.4.2输出电压、输出电流本机调节功能

同时按下“▲”，“▼”两键一次，进入“H-1”界面，调节“▲”或“▼”可设定模块输出的直流电压值,按“V/A”确定后有效；同时按下“▲”，“▼”两键两次，进入“H-2”界面，调节“▲”或“▼”可调节该整流模块最大限流点,按“V/A”确定后有效。

8.4.3具有LED显示功能

单按面板上的“V/A”键，显示模块当前输出的电压、电流值。

8.4.4并机功能

多台同型号的模块可以并联运行并自动均流。

若其中某台故障时可自动退出，且不影响其它模块的正常运行。

8.4.5热插拔功能

并联工作在机架上的多台充电模块，在不停电状态下，可以任意插拔其中任一台模块使其接入或脱离系统，而不影响其他模块的正常工作。

8.4.6散热方式

独立风道的智能风冷。

8.4.7保护及报警功能

●输入保护

若充电模块的交流输入电源出现过、欠压时，模块即刻停机，无输出电压，面板上“保护ALM”黄灯亮。

当交流输入电源恢复正常后，面板上“保护ALM”黄灯灭，模块自动启动，正常运行。

●过流保护

无论何种原因引起过流，充电模块都将保护停机，面板上“保护ALM”黄灯亮。

过一段时间后，可自动启动，进入正常运行。

多台模块在并机运行时，若输出有短路或有突加大的负载情况下，模块可能会出现过流保护，并再启动工作于限流状态，此种现象属正常。

●短路保护

充电模块内部设有输出短路回缩限流功能，模块短路时输出电流降低到小于4A，可承受连续短路而不损坏模块。

●过温保护

当充电模块中的散热器温度超过75℃时，模块将自动停机，面板上“保护ALM”黄灯亮。

温度降低至正常后，整流模块会自动启动，进入正常运行。

●输出过压保护

充电模块的直流输出电压大于设定的直流输出过压保护值时，模块停机；面板上“故障FAULT”红灯亮，无直流输出电压；并重新启动，如输出电压恢复正常，模块即刻正常运行；若模块三次连续出现输出过压报警，模块将被锁定无输出，需输入掉电才能重起。

●报警及显示

整流模块设有各种报警指示，各种报警也可通过RS485通讯口上传到上层监控装置。

说明：

若某整流模块处于保护动作状态下，此时该整流模块的均流和外控功能将自动退出。

即该故障模块不影响其余整流模块的正常均流运行。

8.5工作原理

ZCD12系列充电模块采用全桥移相软开关技术，其工作原理是：

四个主功率开关管的驱动脉冲为占空比不变（D=50%）的固定频率脉冲。

其中一个桥臂功率开关管的驱动脉冲的相位固定不变，另一个桥臂功率开关管的驱动脉冲的相位是可调的。

通过调节该桥臂功率开关管的驱动脉冲的相位，即调节对角桥臂功率开关管在该周期内同时导通时间，来调节直流输出电压。

在对角桥臂功率开关管在该周期内同时导通时，全桥逆变部分对后一级输出功率。

在全桥逆变电路内部存在环流，该环流创造了功率开关管的零电压、零电流开关条件，实现了整个模块的软开关。

从而极大地减少了功率开关管的电压、电流应力和损耗。

极大地减少了功率开关管在开关状态下产生的EMI噪声。

进而提高了整机的可靠性、使用寿命和效率。

ZCD12系列充电模块原理框图如图8-2所示。

图8-2ZCD12系列充电模块的原理框图

8.6技术参数

ZCD12系列充电模块的技术参数如表8-2所示。

表8-2ZCD12系列充电模块的技术参数

产品型号

参数

ZCD12-50200

ZCD12-25400

ZCD12-20500

ZCD12-15700

输入电压

三相AC380V±20%

电网频率

50Hz±2％

输入过压保护值

460V±5

输入欠压保护值

315V±5

功率因数

0.94

效率

0.92

音响噪声

＜55dB

纹波系数

≤0.5％

稳流精度

≤0.5％

稳压精度

≤0.5％

最大输入功率

11.4kW

输出电压

DC100-200V

DC200-400V

DC250-500V

DC350-700V

最大输出电流

50A

25A

20A

15A

输出过压保护值

210V

410V

510V

710V

限流值设定范围

10A~50A

5A~25A

4A~20A

3A~15A

8.7使用说明

8.7.1安装及接线

ZCD12系列充电模块一般组屏放置，可并排放亦可多层叠放；外部接线端子按8.3.3节所示。

若多台并联直流侧连线应尽量短且负极线一样长，接线方式如图8-3。

图8-3ZCD12系列充电模块的接线方式

8.7.2调试

确认连线正确后即可送上交流电，整流模块将启动，按照8.4.2节所描述的方法可设定及改变整流器模块的输出电压。

8.7.3正常使用

如系统无监控装置，则充电模块以面板设定电压值、限流值稳压限流运行。

如有监控装置，则按监控装置设定的电压值、限流值稳压限流运行。

8.7.4模块地址设定

打开模块的前面板，可以看到一个6键的拨码开关，用来设定模块地址：

“1”为自动、手动设置位；“2、3、4、5、6”为本模块地址设定位。

“1”拨到上面为手动，拨到下面为自动。

“6”为地址最低位“2”为地址最高位，地址位拨到上面为1，拨到下面为0。

地址拨码的位置与模块实际地址对应关系如表8-3所示。

表8-3模块地址设定

　拨码位置

模块地址

不可用

8.8运输、贮存

8.8.1运输

产品出厂已打好包装，在运输时，应避免强烈的撞击和颠簸，避免将产品的外包装损坏。

8.8.2贮存

产品应放置在环境温度为-25℃～+70℃，相对湿度不大于90％，周围空气中不含有酸性、碱性或其它腐蚀性气体及爆炸性气体，同时防雨、防雪的室内。

8.9开箱及检查

设备运到安装地点后，要小心开箱，按装箱单检查图纸资料和备品备件是否齐全，外形是否有异样等，并做好登记。

8.10随机文件及附件

♣产品说明书1份

♣合格证明书1份

9.ZCZ10-P直流充电桩

9.1概述

ZCZ10-P直流充电桩的系统简单，占地面积小，安装于电动汽车充电站、公共停车场、住宅小区停车场、大型商厦停车场等场所，可为电动汽车提供直流电能，使用操作简便，是大中小型电动汽车主要的充电设备。

9.2环境条件

9.2.1环境温度

正常工作环境温度-20℃～+50℃，存储温度-40℃～+70℃

9.2.2海拔高度

≤2000m

9.2.3相对温度

5％～95％，无凝结。

9.3型号说明

ZCZ10-P–□A/□V

额定电压（400V、500V）

额定电流（100A,200A,400A）

人机界面代号（触摸屏）

产品系列号（11）

直流充电桩

产品系列号定义如下：

11――指一桩一充落地式充电桩；

9.4外形结构与接口

9.4.1充电桩尺寸

落地式充电桩结构尺寸：

5.7寸液晶屏，高1520mm，宽450mm，深335mm。

9.4.2充电桩外形图

图9-1充电桩外形图

9.4.3充电桩与外部接线、安装固定方式

充电桩与外部接线定义如下图9-2

图9-2ZCZ10充电桩与外部接线图

充电桩需要安装固定在水泥石台上，安装尺寸如下图9-3所示：

图9-3ZCZ10充电桩安装图

9.5充电桩的构成和电气原理

充电桩主回路包括输入断路器、输出控制接触器和充电接口连接器；二次回路包括“启停”控制继电器、“急停”按钮、运行状态指示灯、充电桩智能控制器、读卡器和人机交互界面。

其中触摸屏人机交互界面与IC卡读卡器统称为用户终端设备（UT）。

主电路输入断路器具备过载、短路和漏电保护功能；输出接触器控制电源的通断；连接器提供与电动汽车连接的充电接口，具备锁紧装置和防误操作功能。

二次电路提供“启停”控制与“急停”操作；信号灯提供“待机”、“充电”与“充满”状态指示；通过充电机屏内的三相交流智能电能表进行交流充电计量；用户终端则提供刷卡计费、充电方式设置与启停控制操作。

9.6功能特点

Ø直流输入配置漏电保护开关，具备输出侧的过载保护、短路保护和漏电保护功能。

Ø直流输入配置D级防雷器，具备防感应雷、防操作过电压的保护功能。

Ø配置彩色触摸屏人机操作界面，充电计费方式可设置按电量、按金额和按时间；充电启动方式可选择立即充电和预约充电；充电过程中实时显示充电方式、时间、电量及计费信息。

Ø具有运行状态指示发光条，绿灯常亮指示充电桩“待机”状态；红灯常亮指示充电桩“充电”状态；黄灯常亮指示充电桩“充满”状态，黄灯闪烁指示充电桩“故障”状态，包括联锁失败、断路器跳闸（过载保护、短路保护或漏电保护）。

Ø具有射频读卡器，支持IC卡付费方式，按照“预扣费与实结账”相结合的方式。

Ø充电桩具有急停按钮开关，能快速切断输出电源。

Ø充电桩具备对外通信功能，通过CAN、以太网或GPRS/CDMA无线网络将用户信息、设备状态信息上传给后台监控系统，获取并执行后台监控系统的控制命令。

Ø充电接口连接器具有锁紧装置用于防止连接时意外断开，并具备防误操作功能。

9.7技术指标

Ø额定直流工作电压：

200V、400V、500V、700V。

Ø典型直流工作电流：

100A、200A、400A。

Ø剩余电流保护额定动作电流：

30mA。

Ø剩余电流保护额定动作时间：

≤0.1s。

Ø连接器动力线触头：

DC700V，400A。

Ø连接器控制线触头：

DC30V，2A。

Ø连接器机械操作寿命：

≥10000次。

Ø平均故障间隔时间：

MTBF≥8760h。

9.8充电状态指示灯

Ø绿色常亮：

正常待机，提供充电服务

Ø红色常亮：

正在充电，严禁拔电缆插头

Ø黄色常亮：

充电结束，允许把电缆插头

Ø黄色闪烁：

设备异常，暂停充电服务。

9.9人机操作

注意：

在用户刷卡后，页面跳转到立即充电和预约充电选择页面时起，至充电设置完成提示用户取卡为止，在充电信息页面用户刷卡后，至充电结束提示用户取卡，用户射频卡均需要在读卡器读卡范围内，不能取走，否则程序会自动返回欢迎使用页面或充电信息页面。

9.9.1“欢迎使用”页面

充电桩上电后，自动检查外部设备通讯状况和直流电源输入，若正常则用户可由该页面刷卡后进入”充电方式”页面。

在该页面，点击屏幕左上方区域，输入用户维护密码，即可进入密码修改和系统定值设置选择菜单。

9.9.2“充电方式”页面

用户刷卡后，控制器读取用户卡号和卡上余额，自动从”欢迎使用”页面跳转至该页面。

在该页面下，用户通过点击触摸屏相应的区域，选择”立即充电”按钮，”预约充电”按钮或”返回”按钮，进行相应的操作。

若用户选择”立即充电”，则会进入选择充电方式菜单；若用户选择”预约充电”，则会进入设置预约充电设置页面。

用户在该页下选择”返回”按键，则会自动退回到”欢迎使用”页面。

在该页面下，会显示用户充电插头连接状态。

若充电插头未连接，则无法进入下一步操作页面。

9.9.3“预约充电设置”页面

用户选择”预约充电”后，会自动跳转到该页面。

用户在该页面，点击触摸屏相应区域，选择设置启动时间，返回上级菜单或进入下一步。

用户在该页面设置的时间，为24小时制，在充电桩运行正常状态下，到达该时间，充电桩会自动启动充电。

9.9.4“选择充电方式”菜单

用户选择立即充电或设置完预约充电时间后，会自动进入该页面。

选择按金额充，会进入充电消费金额设置页面。

按金额充，允许用户指定消费的金额。

选择按时间充，会进入充电消费时间设置页面。

按时间充，允许用户指定消费的时间。

选择按电量充，会进入充电

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