隨著國家政策的調(diào)整,新能源汽車越來越普遍,其中純電動汽車就占據(jù)了很大的比例。純電動汽車的充電也逐漸成為大家關(guān)注的內(nèi)容,為了使用方便,純電動汽車一般配有2個充電口,即交流充電口(慢充)和直流充電口(快充),本文簡要介紹了2種充電系統(tǒng)的接頭端子含義,闡述了大致的充電過程,同時列出了充電系統(tǒng)常見故障及檢修方法,謹供參考。
一、充電系統(tǒng)簡介
純電動汽車充電系統(tǒng)可以分成2大部分,分別為充電設(shè)施主要包括充電樁、充電線束,和車載充電裝置,包括車載充電器、高壓控制盒、動力電池、DC/DC轉(zhuǎn)換器、低壓蓄電池以及各種高壓線束和低壓控制線束等。充電系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)組成如圖1所示。

純電動汽車動力電池出現(xiàn)電量不足時的處理方法主要有直流快速充電、交流慢速充電以及更換電池的方式等。
直流充電系統(tǒng)和交流充電系統(tǒng)的區(qū)別在于:
直流充電系統(tǒng)(快充)主要是通過充電站的充電樁將直流高壓電直接通過位于汽車車身前部的直流充電口給動力電池充電,但由于充電方式的限制,只能解決應(yīng)急,快速充電到動力電池恢復(fù)80%左右的電量,并且對動力電池損傷較大。
交流充電系統(tǒng)(慢充)主要是將交流充電樁的充電接頭接入位于車身后部側(cè)邊的交流充電口,通過車載充電器將220V交流電轉(zhuǎn)為直流電給動力電池進行充電,這種方式能將動力電池的電量充滿,并且對動力電池損傷小,時間允許時,推薦使用交流充電方式。
二、交流充電系統(tǒng)工作過程
交流充電系統(tǒng)的接口按國標(biāo)GB/T 20234.2-2011使用7針接口,端子分別是CP、CC、N、L、NC1、NC2和PE,其接口形狀及含義如圖2所示。

交流充電系統(tǒng)與車載充電機之間的接口及端子含義,如圖3所示。該端口使用6針接頭,其中端子CC、CP、 PE、 L、 N等端子與車輛充電接口的相應(yīng)端子分別相連,但4號端子是空腳。

交流充電系統(tǒng)工作電路,如圖4所示,充電樁中的供電控制裝置通過檢測CC連接確認信號后,把S1開關(guān)從12V端切換到PWM端;當(dāng)檢測點1電壓降到6V時,充電樁控制K1、 K2開關(guān)閉合輸出電流。

充電過程大致分為以下幾個步驟:
(1) CC充電連接確認。當(dāng)充電插頭與車身交流充電口完全連接后,充電樁中供電控制裝置通過檢測點4檢查到端子CC連接確認信號后,將S1開關(guān)從+12V擋切換至PWM信號擋(脈沖寬度調(diào)制信號)。
(2) CP控制確認。S1開關(guān)切換至PWM擋后,供電控制裝置同時進行PWM信號的發(fā)送和檢測點1電壓的測量,以此來確認充電線路連接情況;車輛控制裝置憑借對檢測點2上接收到的PWM信號的監(jiān)測,來判斷供電設(shè)備的供電能力,并完成充電裝置完全連接的確認。
(3)車輛控制裝置通過檢測點3測量端子CC和端子PE之間的電阻Re。線路中開關(guān)S3為車輛插頭的內(nèi)部常閉開關(guān),與插頭上的機械鎖止裝置相關(guān)聯(lián),按下機械鎖止開關(guān),S3開關(guān)即斷開。當(dāng)插頭與插座完全連接后,車輛控制裝置通過測量檢測點3與PE之間的阻值,確認完全連接,得到充電連接信號,完成了充電喚醒過程。
(4)系統(tǒng)確認充電裝置完全連接后,供電控制裝置通過測量檢測點1的電壓判斷車輛是否準(zhǔn)備就緒,當(dāng)電壓值達到規(guī)定值時,供電設(shè)備控制裝置接通開關(guān)K1、 K2分別為供電插頭的L、N端子供電。
(5)BMS(動力電池管理系統(tǒng))檢測充電需求,同時給車載充電機發(fā)送工作指令并控制車輛低壓電路中的相關(guān)繼電器吸合,車載充電機執(zhí)行充電程序,同時點亮充電指示燈。
(6)充電過程中,系統(tǒng)會周期性地檢測相關(guān)檢測點的電壓值,確認供電線路的連接情況。車輛控制裝置測量檢測點2和檢測點3、供電控制裝置測量檢測點1和檢測點4的電壓。監(jiān)測周期不大于50 ms。另外車輛控制裝置持續(xù)地監(jiān)測檢測點2收到的PWM信號,當(dāng)占空比信號發(fā)生變化時,調(diào)節(jié)車載充電機的輸出功率,監(jiān)測周期不大于5s。
(7)充電完成。當(dāng)BMS檢測充電完成后,或達到車輛設(shè)置的充電完成條件,或駕駛員執(zhí)行停止充電的指令時,車輛控制裝置斷開S2開關(guān),使車載充電機停止充電;供電控制裝置將S1開關(guān)切換至+12V擋。在檢測到S2開關(guān)斷開的信號后,供電控制裝置斷開K1、 K2供電回路。一般采用恒流—恒壓充電方法,在不同溫度范圍內(nèi)以恒定電流充電至動力電池組總電壓達到或最高單體電壓達到此溫度條件下的規(guī)定電壓值,以恒定電壓充電至電流小于0.8A后停止充電。充電溫度通常為0~55℃,此時以10A的電流充電;當(dāng)單體電池最高電壓高于3.6V時,降低充電電流到5A,當(dāng)電芯電壓達到3.7V時,充電電流為0A,請求停止充電。
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