為了適用不同的用車場(chǎng)景,一般在新能源汽車都會(huì)配備兩套獨(dú)立的充電系統(tǒng)。稱為交流慢充系統(tǒng)和直流快充系統(tǒng)。充電系統(tǒng)主要功能是給動(dòng)力電池充電。家庭用電為220V AC 或工業(yè)用電的 380V AC 交流電,通過(guò) AC/DC 充電機(jī)轉(zhuǎn)換為直流電,給動(dòng)力電池充電,新能源汽車充電系統(tǒng),在整車使用過(guò)程中頻率交高,因此故障率不低。 ![]() 交流充電:隨車配備的便攜式充電設(shè)備和外置的充電控制引導(dǎo)盒進(jìn)行充電,可設(shè)立在家里、公共停車場(chǎng)與公共充電站等可長(zhǎng)時(shí)間停放的場(chǎng)所。充電電流較小,一般在16~32A,可為兩相220V交流充電和三相380V交流充電,充電時(shí)間一般為5~8h。適用性非常廣泛,因充電時(shí)間較長(zhǎng),該模式適用于白天運(yùn)作、晚上停駛的車輛。 ![]() 實(shí)際車輛連接圖:
充電槍和充電座: ![]() 充電槍內(nèi)部從控制引導(dǎo)裝置進(jìn)來(lái)的有4根線,分別是交流電的零線和火線(提供220V電壓)、具有保護(hù)作用的地線(PE線)、具有充電控制確認(rèn)作用的CP線;另外還有控制CC連接確認(rèn)用的S3微動(dòng)開(kāi)關(guān)和Rc、R4電阻。 接口定義: ![]() 充電主要部件: 交流充電設(shè)備:如交流充電樁或家用交流插座,為充電提供交流電源。 充電槍與充電座:連接充電設(shè)備和車輛的接口,實(shí)現(xiàn)電力傳輸和信號(hào)交互。 車載充電機(jī)(OBC):將輸入的交流電轉(zhuǎn)換為直流電,為動(dòng)力電池充電,主要作用將家用200V交流電轉(zhuǎn)換為直流電為動(dòng)力電池包充電。 高壓配電箱:對(duì)高壓電進(jìn)行分配和控制,連接車載充電機(jī)和動(dòng)力電池等高壓部件。 動(dòng)力電池包:主要用于儲(chǔ)存電能,為車輛提供動(dòng)力。 電池管理器(BMS):監(jiān)測(cè)和管理動(dòng)力電池的狀態(tài),如電壓、電流、溫度等,確保充電安全和電池性能。 交流充電原理圖: ![]() 主要控制信號(hào)CC、CP L1 L2 L3 PE N CC(Connection Confirmation)連接確認(rèn)線路:當(dāng)充電槍插入汽車充電口后,車輛通過(guò)檢測(cè) CC 端子與 PE(接地)之間的電阻變化來(lái)判斷充電槍是否接入以及充電線的額定容量。。 CP(Control Pilot Function)控制引導(dǎo)線路:CP 信號(hào)是一種 PWM 調(diào)制信號(hào),用于電動(dòng)汽車和充電樁之間的交互。充電槍插入汽車后,CP 信號(hào)會(huì)從初始的 12V 高電平跳變?yōu)?9V,充電樁檢測(cè)到后切換為 PWM 輸出,其占空比表示充電樁最大輸出電流。車輛確認(rèn)充電信號(hào)后,通過(guò)切換車載充電機(jī)中的分壓電阻,使 CP 信號(hào)跳變?yōu)?6V,充電樁檢測(cè)到 6V 信號(hào)后主繼電器合閘,開(kāi)始為汽車充電。 L1 N 引腳應(yīng)用連接220V電,最大充電電流可以達(dá)到16A。 L1 L2 L3 N 引腳應(yīng)用,連接380V三相電,最大充電電流可以達(dá)到32A。 充電流程: ![]() 充電連接確認(rèn)階段: 1、插槍檢測(cè)與信號(hào)確認(rèn)CC信號(hào)檢測(cè):充電槍插入車端充電口后,充電樁通過(guò) 檢測(cè)點(diǎn)CC 確認(rèn)端子連接狀態(tài)(CC與PE間電阻值)。 電阻判定:若電阻值為 680Ω±10%,判定為槍線額定容量 16A;若電阻值為 220Ω±10%,判定為槍線額定容量 32A(依據(jù)國(guó)標(biāo)GB/T 18487.1)。車輛控制器通過(guò)測(cè)量檢測(cè)點(diǎn)與 PE 之間的電阻值,確認(rèn)當(dāng)前充電連接裝置的額定容量。 2、車輛端控制:車輛控制器(VCU/BMS)通過(guò)檢測(cè) CP信號(hào)(PWM占空比)確認(rèn)充電樁供電能力。 PWM信號(hào)切換與檢測(cè) S1開(kāi)關(guān)動(dòng)作:供電控制裝置將S1開(kāi)關(guān)從 +12V檔 切換至 PWM信號(hào)檔,充電樁測(cè)量檢測(cè)點(diǎn)1電壓(正常范圍:9V~12V),確認(rèn)車輛端已正確接收PWM信號(hào)。車輛控制裝置通過(guò)監(jiān)測(cè)檢測(cè)點(diǎn)上接收到的 PWM 信號(hào),判斷供電設(shè)備的供電能力,完成充電裝置完全連接的確認(rèn)。 車輛準(zhǔn)備就緒判斷條件: 電壓閾值觸發(fā):當(dāng)檢測(cè)點(diǎn)1電壓穩(wěn)定在 6V(車輛就緒信號(hào)),供電控制裝置閉合主繼電器(K1/K2),為L(zhǎng)、N端子供電。安全啟動(dòng)條件:車輛端BMS完成自檢(絕緣阻值>20MΩ、電池溫度0℃~45℃、無(wú)嚴(yán)重電芯不均衡等)。整個(gè)充電過(guò)程中,車輛和充電樁會(huì)通過(guò) CC 和 CP 信號(hào)不斷交互,確保充電的安全性、兼容性和智能化,同時(shí) BMS 會(huì)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)動(dòng)力電池的狀態(tài),控制充電過(guò)程的啟停和充電參數(shù)的調(diào)整。 直流快充: 直流快充:通過(guò)非車載充電機(jī)采用大電流、高電壓為動(dòng)力蓄電池充電,在短時(shí)間內(nèi)可充至80%左右的電量。此種方式因?yàn)槌潆姍C(jī)的質(zhì)量、體積、散熱條件不受整車安裝空間限制,充電功率往往會(huì)大于50kW。充電電流達(dá)到150~400A,電壓達(dá)到200~750V。提供到車輛的直接是直流電。直流快充模式多存在于大型充電站、公路旁、高速公路加油站等,作為應(yīng)急充電來(lái)使用。 ![]() 直流充電系統(tǒng)主要由直流充電樁、充電槍、車輛內(nèi)部的直流充電接口、高壓配電箱以及動(dòng)力電池包等部分組成。直流充電樁內(nèi)集成了功率變換、充電控制、計(jì)費(fèi)計(jì)量等多種功能模塊。 端口定義: ![]() 車輛插頭和車輛插座: ![]() 1. 快充接口端子定義 DC+:高壓正極,連接動(dòng)力電池正極;,高壓負(fù)極,連接動(dòng)力電池負(fù)極; S+:通訊,S- :通訊,傳輸充電參數(shù)(電流/電壓需求、SOC、溫度等) A+:低壓正,A- :低壓負(fù),低壓輔助電源(12V),用于喚醒BMS或VCU。 CC1:引導(dǎo)控制,CC2:引導(dǎo)控制 PE:用于接地;插槍時(shí)最先連接,拔槍時(shí)最后斷開(kāi)。 快充充電條件: 充電線連接確認(rèn),CC1/CC2信號(hào)檢測(cè)正常(電壓/電阻符合國(guó)標(biāo)要求)。 低壓供電正常,BMS供電電源電壓:12V ± 10%(范圍:10.8~13.2V)。 充電喚醒信號(hào)輸出:12V ± 0.5V(需持續(xù)穩(wěn)定)。 通信正常,充電樁、VCU、BMS間CAN通信無(wú)故障(S+/S-信號(hào)穩(wěn)定)。 BMS發(fā)送主繼電器閉合指令及充電電流需求參數(shù)(如SOC、溫度、電壓等)。 電池包內(nèi)部狀態(tài): 溫度條件,電芯溫度范圍:5℃ < T < 45℃(禁止低溫/高溫充電),電芯最大溫差:<15℃(防止局部過(guò)熱)。 電壓均衡性,單體電壓極差:三元材料一般<0.3V(300mV)(避免電芯不均衡)。 單體最高電壓:≤ 額定電壓 +0.4V(防止過(guò)充)。 絕緣性能,高壓系統(tǒng)絕緣阻值:>20MΩ(GB/T 27930強(qiáng)制要求)。 高低壓線路要求: 電路連接完整性,高壓回路:K1/K2繼電器觸點(diǎn)無(wú)異常,線束無(wú)虛接。低壓回路:VCU/BMS控制信號(hào)線連接可靠。遠(yuǎn)程開(kāi)關(guān)狀態(tài):關(guān)閉(確保充電過(guò)程無(wú)外部干擾)。 若條件不滿足: 優(yōu)先排查CC1/CC2信號(hào)、12V供電及CAN通信(占故障率較高)。 檢查電池溫度/電壓均衡性,必要時(shí)啟動(dòng)均衡模塊。使用絕緣檢測(cè)儀檢測(cè)絕緣阻值,排除環(huán)境濕度影響。 2. 快充充電原理圖: ![]() 插槍檢測(cè): 步驟1:充電槍插入到位后,CC1檢測(cè)點(diǎn)接入R2與R4并聯(lián)電阻。由于并聯(lián)總電阻小于R1(上拉電阻),CC1電壓由12V降至0~12V區(qū)間,充電機(jī)據(jù)此判定插槍完成,這一端,充電樁連接確認(rèn)。 步驟2:同時(shí),車輛端因R3接入電路,VCU檢測(cè)的CC2電壓由斷開(kāi)時(shí)的12V(±0.6V)變?yōu)?~12V區(qū)間值,二次確認(rèn)插槍完成,這一端是車輛控制裝置連接確認(rèn) 步驟3:非車載充電機(jī)控制器喚醒繼電器K3/K4,向車輛控制裝置(VCU/BMS)提供12V低壓電源,激活控制系統(tǒng)。 步驟4:VCU與充電樁通過(guò)S+、S-進(jìn)行CAN通信,充電樁讀取VCU存儲(chǔ)的VIN驗(yàn)證身份,并交換電池參數(shù)(SOC、溫度等)。 絕緣測(cè)試與泄放: 步驟5:K1、K2斷開(kāi)時(shí),充電機(jī)輸出直流高壓,IMD模塊檢測(cè)絕緣狀態(tài)。 步驟6:絕緣通過(guò)后,放電電路將輸出電壓泄放至60V以下(時(shí)間需符合國(guó)標(biāo)要求)。 高壓充電啟動(dòng): 步驟7:VCU閉合K5、K6,非車載充電樁重新上電并閉合K1、K2,高壓充電開(kāi)始,車輛啟動(dòng)快速充電。 充電孔檢查: 首先確認(rèn)充電樁已正確寫入車輛VIN。 拆卸充電槍,關(guān)閉車輛電源(OFF檔)。 1. CC2與PE間電壓檢測(cè) 操作:點(diǎn)火開(kāi)關(guān)置ON檔,萬(wàn)用表調(diào)至直流電壓檔,測(cè)量CC2與PE間電壓,正常值:12V ± 0.6V。 異??赡埽壕€路斷路、VCU未喚醒、R3電阻故障。 2. CC1與PE間電阻檢測(cè) 操作:關(guān)閉點(diǎn)火開(kāi)關(guān),萬(wàn)用表調(diào)至電阻檔(2kΩ量程),測(cè)量CC1與PE間電阻,正常值:約1kΩ(R1阻值,如680Ω+并聯(lián)電阻)。 異??赡埽篟1/R2/R4損壞、插槍接觸不良。 3. CAN通信電壓檢測(cè) 操作:點(diǎn)火開(kāi)關(guān)置ON檔,測(cè)量S+與PE、S-與PE間電壓。正常值:S+對(duì)PE:約2.5~3.5V;S-對(duì)PE:約1.5~2.5V,CAN高和CAN低加起來(lái)為5V。 異??赡埽篊AN線短路/斷路、終端電阻失效、VCU通信模塊故障。常見(jiàn)故障案例參考: ![]() 新能源汽車直流快充結(jié)構(gòu)以及連接回路相對(duì)簡(jiǎn)單,故障解決思路比較明確,但是需要技師詳細(xì)熟知高壓接口定義及含義,了解整車直流快充充電原理圖,學(xué)會(huì)根據(jù)原路圖,分析故障點(diǎn),除以上問(wèn)題可能影響充電,新能源汽車充電插頭,傳感器及鎖止裝置也會(huì)影響充電。 |
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