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GHCK/GHCK20241230050547
仓库范围 直流单枪充电桩
简介：直流单枪充电桩是一种专为电动汽车（EV）设计的充电设备，其只有一个充电枪口，可以直接输出直流电给汽车电池充电。因不需要车载充电器进行交直流转换，故充电功率可以做的很大，能够大大缩短充电时间。
产品模型企业应用验证能源电气工程
介绍 模型 文件 依赖 版本

直流单枪充电桩

一、简介

直流单枪充电桩是一种为电动汽车提供高效充电服务的设备，其通过直接提供直流电流来充电，绕过电动汽车内部的车载充电器，从而能够显著提高充电速度。相比交流充电桩，直流单枪充电桩能够在较短时间内为电动汽车充电，是高速公路、加油站、城市充电站等地方常见的充电设备。

二、工作机理

直流单枪充电桩将电网的交流电经过ACDC变换器整流为直流电，再将整流后的直流电经过DCDC变换器转换为电动汽车充电所需要的电能。

三、系统拓扑

3.1 直流单枪充电桩电气拓扑

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3.2 直流单枪的数学模型

数学模型(山大版)_01.png

3.3 直流单枪封装后模型

微信图片_20250728000500.png

四、模型说明

4.1 开发平台：MWORKS.Sysplorer 2024b

4.2 开发依赖：使用timeTable工具，搭配TYElectrical、Modelica、Sysblock模型库开发模型。

4.3 模型参数：

参数类别 参数名称 默认值 单位 参数描述
基本参数 f 50000 Hz 开关频率
基本参数 L 0.00001 H 漏感
基本参数 n 1.875 / 变压器原副边变比
基本参数 Ui 750 V 原边额定电压
基本参数 Uo 400 V 副边额定电压
基本参数 MOSFETType idealMOSFET / DAB开关器件选择

4.4 模型接口：

接口 变量 范围/单位 数据维度 数据类型 描述
Vdc Vdc V [1] real DAB输入端口电压
UO_ref Uo_ref V [1] real DAB输出端口参考电压
I_ref Io_ref A [1] real DAB输出端口参考电流
E_bat E_single V [1] real 电动汽车充电电压
I_bat I_single A [1] real 电动汽车充电电流

4.5 输入输出数据说明

直流单枪充电桩模型输入数据为采集的电动汽车一段时间内的充电电流和时间的序列，电流数据为正表示为电动汽车充电；输出数据为模型的直流侧输出电流的滤波数据。

4.6 训练数据说明（sim_data/DC_single_pile_data.csv）

DC_single_pile_data_DC_single_pile_data.png
训练数据为时间-电流序列。第一列为时间，单位为秒/s；第二列为电流，单位为安培/A。数据格式需与训练数据截图格式相同，即为纯数字文件，不得包含表头说明，且初始时间必须为0，这是由timetable组件功能决定的；但是训练数据时间间隔可以改变，系统会根据仿真步长来线性插值输入的训练数据。

4.7 字典参数说明

直流单枪充电桩模型内的子模块three_phase_rectification需要绑定字典，字典参数含义如下：
屏幕截图 2025-07-28 012306.png

五、文件目录说明

下载仓库《sysplorer_model_all》后解压，用MWORKS.Sysplorer 2024b依次打开文件夹sysplorer_model_all下的Basic_Algorithm、Charging_Pile_System、sub_model、intergtated_model中的任意文件，完成导入，工作区如下图所示：
目录结构(1).png

5.1 Basic_Algorithm目录

该目录下为各种桩用到的控制器模块

5.2 Charging_Pile_System目录

该目录下为各种桩的零散模型。

5.3 sub_model目录

该目录下为各种桩按功能抽象出的功能模块，包括ACDC模块、电动汽车模拟负载模块、DCDC单枪模块、DCDC双枪模块、DCDC超充模块。

5.4 intergtated_model目录

该目录下为利用sub_model目录下封装好的功能模块搭建的不同充电桩的模型、充电站模型。

5.5 sim_data目录

该目录下为采集的不同充电桩的真实充电数据，用于驱动充电桩仿真运行。

5.6 config_file目录

该目录下为Basic_Algorithm所依赖的算法、参数等文件。

六、使用说明

6.1 加载模型库

加载TYElectrical、Modelica模型库。依次点击“模型库设置”、按图示勾选对应模型库、确认即可。
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6.2 导入基础模块模型（Basic_Algorithm目录下）

分别导入DAB_control_externalC、Three_phase_rectification控制器模型；
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6.3 导入桩模型（Charging_Pile_System/DC_single_gun_charging_pile.mo）

导入DC_single_gun_charging_System_source直流单枪充电桩模型。
image.png

6.4 分配参数

在DC_single_gun_charging_System_source直流单枪充电桩模型中为其分配负载参数。分别选中下图框中的电阻修改内阻参数、修改con的参数k来修改电池电源电压，验证功能使用默认参数即可。
微信图片_20250727202133 - 副本.png

6.5 分配字典（config_file/Three_phase_rectification.modd）

在DC_single_gun_charging_pile直流单枪充电桩模型中双击Three_phase_rectification子模型，点击右上角窗口，关联数据字典，点击绑定按钮选择config_file文件夹中的“Three_phase_rectification.modd”。
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屏幕截图 2025-07-28 012133.png
屏幕截图 2025-07-28 012306(1).png

6.6 导入运行曲线参数（sim_data/DC_single_pile_data.csv）

选中timeTable1，修改其table参数，选择sim_data文件夹中对应的充电桩数据，完成导入。
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屏幕截图 2024-12-30 171448.png
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7、运行结果

模型启动会有短暂冲击电流，达到稳定后具有良好的稳态、动态性能。
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七、结果评价

稳态误差计算采用0.1~0.6s的稳态数据进行计算其稳态误差的平均误差
屏幕截图 2025-07-28 000756.png
其平均误差计算结果为：F = 0.01535%
动态误差数据采用全部数据进行计算其动态误差的累计误差
屏幕截图 2024-12-04 170927.png
其动态误差计算结果为：F = 0.73621%

八、版本说明

V0.0.1，2025-08-21

  • 初始版本

九、使用许可

本模型库版权由GHCK版权所有，未经许可，不得用于商业用途。