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亚松新能源明确充电设备系统结构

导读: 充电设备(或充电器)是由一套多种技术组合而成的集成系统,该系统从底层到上层可划分为四个技术层面:充电技术层、电池管理层、充电控制层和应用层组成。

充电设备(或充电器)是由一套多种技术组合而成的集成系统,该系统从底层到上层可划分为四个技术层面:充电技术层、电池管理层、充电控制层和应用层组成,如下图1所示。

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图1  系统结构示意图

1、充电基技术层

该技术层是充电设备的核心层,决定着充电实现的方式。该层的技术水平决定着应用该技术实现充电的设备的技术先进性和发展潜力。其对充电设备的使用效率、安全性、兼容性、自适应性、电池寿命损耗等方面起到决定作用。

该层技术是整个充电系统中难度最大的部分,其需具备较强的电池材料、电源理化原理等基础学科研究能力。因此只有少数相关方面的专业研究院校与研发机构能够具备研究基础环境和相关人才。目前已广泛研究应用的该层技术主要有稳压直流和交流充电技术两种。

2、电池管理层(BMS)

电池管理层是基于不同的充电基技术对其所面对的相关电容设备进行状态检测、数据管理、提出充放电过程的模式管理。该层由软硬件组合实现方案或者硬件独立实现方案,通常被称为电池管理系统,是充电系统的子系统,也是充电设备的性能增益层。其技术水平将会为设备在其基技术的效能实现不同程度的性能倍增效果,从而实现在不同应用环境、应用对象的应用需求扩展。

电池管理技术研究难度仅次于充电基技术,其需要具备电池原理、电容配平管理技术等研究经验和环境。目前市场上常用的电池管理系统为均衡充电管理模式(Balence),其又细分为主动式均衡和被动式均衡两种管理模式。电池管理系统水平将为电池充电效率、电池损耗、充电安全性等方面发挥重要作用。

3、充电控制层

充电控制层是基于电池管理层方案,利用充电基技术实现充电过程控制的技术层,是电池管理层与基技术层的具体实现。因此,充电控制的技术手段通常由纯硬件实现和软件硬件结合实现的方式构成。该层的实现难度相对较低,主要针对现已成熟的充电模拟电路、超限保护电路、传感测量、计算机控制等。与此同时,充电系统达到该层级,则初步具备了产品化的特点。

4、应用层

该层面是为了进一步扩展充电系统应用范围、提高适用性,结合现在成熟的通讯、交互、存储等技术,实现信息化、网络化、智能化的应用层面设计开发。研发机构或单位和根据自身产品定位的市场特点与需求,利用相应技术手段解决。从而提高产品的市场效益和经济利益。

西安亚松新能源技术有限公司从及技术层面开始,经多年研究攻关,设计研发出一套全新的快速充电技术,并于2016年底完成第一代技术定型的所有工作。目前正积极开展产品研发工作,其第一代面向电动自行车和无人机的中功率级产品将于2017年7月正式投入市场。其技术指标有:

1、针对平台:锂电池

2、充电时长小于40min;

3、电压等级:40V、24V、12V、9V、3.7V;

4、支持单电池和多电池串并联充电;

5、电池综合检测;

6、检、启、控、停全程自动化控制;

7、良好的人机交互(LCD屏+语音);

8、实现电池3-5倍延寿。

该技术的与产品的面世将为短时间内无法从电池端实现充电快速性、安全性、兼容性以及超长电池寿命等行业技术以及市场刚需问题得到最快方式的解决。

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