一. 基本要求
1. 模块运行稳定、可靠,故障率低,易维护;
2. 可满足并联输出,负载自动均分要求;
3. 模块化设计,进行合理、准确地配置,满足蓄电池的充电需求;可组成大功率充电系统;
4. 通讯采用CAN总线控制技术,波特率为500 Kbps;
5. 具有输出及输入电流、电压可控功能;
6. 电源内部具备完善的保护功能,并能够将故障信息通过通讯上报;
7. 在全输入电压范围内(DC 115V-245V)能够输出稳定的直流电压(DC 450V-657V);
8. 配合燃料电池输入软特性,能智能调节输出功率。
9. 整机电气隔离,所有输入、输出均相互隔离;
10. 采用风冷散热,风道方向为前进后出;
11. 电源模块带载常态为30000W,极限带载状态为32000W;
12. 电磁兼容性满足EN55022 Class A要求。
二. 基本参数
直流输入电压范围 |
工作电压DC 115V-245V,不工作时,输入端静态**耐压500V |
直流输出电压调节范围 |
额定输出为DC 576V,输出范围为DC 450V-657V,输出电压可通过CAN通讯调节,调整步长为0.1V,步长精度不大于±20mv。并有自主跟随功能。 |
额定输出功率 |
30 KW(输入电压大于等于DC 120V;输出电压在DC 450V-657V范围) |
整机待机功耗 |
小于15W,控制关机状态下 |
输出电流调节范围 |
通过CAN通讯,电源支持在40A ~ 240 A(单模块为10A~60 A,共4个分模块)范围内调节限流点,调整步长为0.5 A,限流精度不大于1.5A。 |
工作温度范围 |
适应范围为-30 ℃~75 ℃ |
整机工作效率 |
额定输入条件下≥92%(10%-100%负载率情况下) |
稳压精度 |
≤±1 % |
输出线电压调整率 |
≤±1 % |
输出负载调整率 |
≤±3 % |
峰峰值杂音 |
峰-峰值杂音电压≤200mV(0 Hz ~ 20 MHz带宽) |
电话衡重杂音 |
额定输出条件下指标≤2 mV |
宽频杂音 |
≤50 mV(3.4 kHz ~ 150 kHz) ≤20 mV(0.15 MHz ~ 30 MHz) |
均流特性 |
模块间均流能力在单机10%~ 100%输出功率范围内,其均分负载的不平衡值不超过2 A。 |
缓启动时间 |
1 min(由最小限功率点上升到额定限功率点时间) |
保护功能 |
具备输入过压、输入欠压、输出过压、输出过载、短路保护、过温保护等功能 |
输入降载功能 |
1.当输入电压下降至105 V以下,并大于100 V时,电源将按一定的斜率线性降低输出限功率点,即当输入为120 V时对应输出最大功率为7500 W;当输入为115 V时对应输出最大功率为5000 W;当输入在115 V~120 V之间时,输出最大功率在5000 W~7500 W之间线性变化。 2.当输入电压下降至115 V以下时,电源按一定的速度降低输出限功率点,如输入电压持续在115 V以下,输出限功率点将降至**的1000 W,并上报输入欠压。当降低输出功率过程中输入电压重新回到115 V以上,电源将按一定的速度提高输出限功率点,直到功率额定点。 |
输出动态特性 |
负载电流在额定值的25%-50%-75%之间变化,其超调量应不超过输出电压整定值的5%,恢复时间应不大于200 us。 |
绝缘阻抗 |
在正常大气条件下,电源输入、输出端与设备壳体相隔离,隔离电阻不小于100MΩ |
绝缘强度 |
直流输入端子对壳体1500 VDC直流电压1分钟,无击穿和无飞弧现象,稳态漏电流小于5mA; 直流输入端子对直流输出端子1500 VDC直流电压1分钟,无击穿和无飞弧现象,稳态漏电流小于5mA; 直流输出端子对壳体707 VDC直流电压1分钟,无击穿和无飞弧现象,稳态漏电流小于5mA; |
机箱尺寸 |
待设计后确认 |
接口形式 |
输入、输出均采用(采用防雨设计),位于后面板。具体见附图 |
机箱颜色 |
喷塑,pantone 424c,灰细皱 1006 |
5G,24Hz,10000000次/方向。
三. 基本功能
系统通过CAN总线通讯,实现以下控制功能,具体通讯协议,将以附件形式给出:
1. 限制输出电流功能。
2. 各分模块工作与休眠功能。
3. 反馈输入电压功能。
4. 反馈输出电压功能。
5. 反馈各分模块输出电流功能。
6. 各分模块输出限流点设置功能。(单模块为10 A~60 A,总电流为40A-240A)
7. 输出电压设置功能。(450V-657V)
8. 输出过压点设置功能。
10.反馈各分模块工作状态功能及故障信息。
四. 执行标准和规范
1.产品设计遵循《YD/T731-2008通信用高频开关电源》标准。
2.安全防护符合IEC60950标准、GB4943标准和UL60950标准。
3.电磁兼容性能符合IEC61000标准、EN55022标准。
五. 通讯协议
1.概述
1.1 底层协议
底层协议遵循CAN2.0B。默认的数据传输速率为500 Kbps, 数据格式必须遵循CAN2.0B协议标准,发送的数据格式为扩展帧,类型为数据帧。CAN控制器的标志符长度29位,即支持29 位标识符的扩展格式。
1.2 通讯工具
电源可使用任意CANTOOL工具,如USB-CAN转换器、232-CAN转换器、以太网-CAN转换器与上位机建立通讯连接。建立通讯时需严格按照底层协议要求进行配置。
2. 应用层数据包/帧格式定义
2.1 数据类型
数据项均先传送字节高位,后传送字节低位,ID帧为4个字节,数据帧为8个字节,均为16进制,每个字节之间用空格隔开。
数据格式(簇)遵守下表:
数据类型 |
比例因子 |
范围(实际量程) |
数据类型 |
字节数 |
是否偏移 |
电压 |
0.1V/bit |
|
无符号16位整形 |
2BYTE |
否 |
电流 |
0.1A/bit |
|
无符号16位整形 |
2BYTE |
否 |
功率 |
1w/bit |
|
无符号16位整形 |
2BYTE |
否 |
压力 |
0.1kBar/bit |
|
无符号16位整形 |
2BYTE |
否 |
温度 |
1°/bit |
|
无符号16位整形 |
2BYTE |
偏移40度 |
2.2 协议解析
1.名称:DCDC模块定时上传数据帧ID:0x18006496源地址:150目的地址:100参数:0优先级:6即110
OUT |
IN |
ID |
轮训周期 |
|
数据 |
|
|||||
DCDC |
燃料电池 |
P |
R |
DP |
PF |
PS |
SA |
500mS |
1Byte |
DCDC输出电压 低字节 |
|
6 |
0 |
0 |
0 |
100 |
150 |
2Byte |
DCDC输出电压 高字节 |
|
|||
3Byte |
DCDC输出电流 低字节 |
|
|||||||||
4Byte |
DCDC输出电流 高字节 |
|
|||||||||
5Byte |
DCDC输入电压 低字节 |
|
|||||||||
6Byte |
DCDC输入电压 高字节 |
|
|||||||||
7Byte |
DCDC输入电流 低字节 |
|
|||||||||
8Byte |
DCDC输入电流 高字节 |
|
2名称:DCDC模块定时上传数据帧ID:0x18016496源地址:150目的地址:100 参数:1优先级:6即110
OUT |
IN |
ID |
轮训周期 |
|
数据 |
|
|||||
DCDC |
燃料电池 |
P |
R |
DP |
PF |
PS |
SA |
500mS |
1Byte |
DCDC运行温度 |
|
6 |
0 |
0 |
1 |
100 |
150 |
2Byte |
DCDC运行状态 0 –关机 1-开机 |
|
|||
3Byte |
DCDC故障码 |
|
|||||||||
4Byte |
|
|
|||||||||
5Byte |
|
|
|||||||||
6Byte |
|
|
|||||||||
7Byte |
|
|
|||||||||
8Byte |
|
DCDC故障码:
7 |
6 |
5 |
4 |
3 |
2 |
1 |
0 |
|
与燃料电池通信异常 |
过流 |
DCDC输入欠压 |
DCDC输入过压 |
DCDC输出欠压 |
DCDC输出过压 |
DCDC过温报警 |
3名称:燃料电池定时下发指令帧ID:0x1C009664源地址:100目的地址:150 参数:0优先级:7即111
OUT |
IN |
ID |
轮训周期 |
|
数据 |
|
|||||
燃料电池 |
DCDC |
P |
R |
DP |
PF |
PS |
SA |
500mS |
1Byte |
DCDC 启动1/停止0 |
|
7 |
0 |
0 |
0 |
150 |
100 |
2Byte |
DCDC输出电压设置 低字节 |
|
|||
3Byte |
DCDC输出电压设置 高字节 |
|
|||||||||
4Byte |
DCDC输出电流设置 低字节 |
|
|||||||||
5Byte |
DCDC输出电流设置 高字节 |
|
|||||||||
6Byte |
DCDC输入电流设置 低字节 |
|
|||||||||
7Byte |
DCDC输入电流设置 高字节 |
|
|||||||||
8Byte |
|
|
注:1、参数可以扩展,以增加通信量。
2、数据通讯需在1S内传输完毕,如长时间未发送数据或通讯异常,DCDC必须断开负载并报警停机。