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直流充電樁充電過程詳述:摘槍-插槍-充電-充電結(jié)束-掛槍

來源:深圳陽光悅達(dá)科技有限公司   2018年08月31日 10:49  

充電和加油一樣,看起來是由一系列簡單的動作組成:拔槍-插槍-刷卡-充電-充電結(jié)束-再拔槍-掛槍。這些動作的每一個細(xì)節(jié)其實在《GB/T 18487.1-2015:電動汽車傳導(dǎo)充電系統(tǒng)  第1部分:通用要求》附錄B和《GB/T 27930-2015:電動汽車非車載傳導(dǎo)式充電機(jī)與電池管理系統(tǒng)之間的通信協(xié)議》附錄A中都有標(biāo)準(zhǔn)化流程上的要求。

我相信,標(biāo)準(zhǔn)中定義的每一個細(xì)節(jié)都是有講究的,它凝聚了30余位主要起草人(184871.1的主要起草人有22位,27930有25位,多位起草人同時參加了兩個標(biāo)準(zhǔn)的起草)和參加起草單位的一批專家團(tuán)隊的心血。

18487.1和27930這兩個標(biāo)準(zhǔn),一個偏硬,一個偏軟,前者是做充電樁整體方案設(shè)計的電氣工程師更關(guān)注的,后者是做充電樁控制器的軟件工程師更關(guān)注的。讀標(biāo)準(zhǔn)需要靜下心來讀透,更需要在實踐的過程獲得更深刻的認(rèn)知。本文試著將筆者對這兩個標(biāo)準(zhǔn)的解讀寫出來。不當(dāng)之處,懇請專家學(xué)者、同行從業(yè)者多多斧正!

用直流充電樁給電動汽車充電(為方便表達(dá),本文下文用“充電樁”均表示“直流充電樁”),在GB/T 27930-2015的Pg.5給出了總體流程圖如下:

“整個充電過程包括六個階段:物理連接完成、低壓輔助上電、充電握手階段、充電參數(shù)配置階段、充電階段和充電結(jié)束階段。”

這種專業(yè)化的表述顯然是拒絕外行人閱讀的。假如我們親身經(jīng)歷一次充電的全過程,我們看到的詳細(xì)流程如下(下文描述的充電過程揉雜了淺顯的專業(yè)知識,不*是普通消費者角度的描述): 

1.上電

給充電樁供電,來自電網(wǎng)的380V三相交流電輸入到充電樁。從配電側(cè)需要連接五條電纜給充電樁,分別是三相交流輸入U、V、W,地線PE和中線N。電纜的規(guī)格根據(jù)充電樁的輸入電流大小決定。

充電樁的三相交流電上電后,面板上的電源指示燈被點亮,此時充電樁處在“待機(jī)”狀態(tài)。充電樁里面的“充電樁之芯”(俗稱“充電模塊“,“充電樁之芯”是高斯寶電氣注冊的商標(biāo))的輔助電源和DSP都處在工作狀態(tài)。充電樁之芯的CAN通訊口也已在工作狀態(tài),時刻等待著接受來自充電樁控制器的報文。

在充電站投入運營的充電樁大都一直處在“待機(jī)”狀態(tài)。

2.摘槍        

從充電樁樁體的充電槍“插座”或“固定座”上拔出充電槍。 

值得說明的是:多數(shù)充電樁上面安裝的是“固定座”,只是起到固定擺放充電槍的作用,沒有任何電氣連接; 也有部分充電樁使用“插座”,這種設(shè)計中,用戶需要先“刷卡或掃描二維碼”啟動計費,再“摘槍”,否則槍被鎖在充電樁上。這樣會增加了一點充電樁的成本,因為插座的價格高于固定座。這樣做的好處是顯而易見的:充電槍被固定在充電樁樁體上,不能隨便被挪動。

3.插槍    

將充電槍插入車身的充電槍插座。下面這組圖片更有畫面感。如果不特別說明,你可能以為是在加油。

 

上述三個步驟完成了前述充電總體流程的個階段:物理連接完成。將充電槍插入車輛充電插座后,機(jī)械鎖和電子鎖聯(lián)動,鎖止充電槍。 GB18487.1標(biāo)準(zhǔn)的主要起草人之一、南瑞集團(tuán)公司的吾喻明先生對此解讀如下

 

4.刷卡或掃描二維碼

刷卡或掃描二維碼相當(dāng)于給充電樁一個“Enable”信號,充電樁控制器接受到這個信號后,開始執(zhí)行自檢相關(guān)的一系列動作。

前述這兩個標(biāo)準(zhǔn)中都沒有明確提出刷卡或掃描二維碼的這個節(jié)點,但是這個動作對于充電樁運營顯然是很重要的。

值得說明的是,現(xiàn)在的充電樁設(shè)計,很多廠家為降低成本,在交流輸入端大都節(jié)省了交流接觸器,只有三相空氣開關(guān)(塑殼斷路器)。

有交流接觸器的好處是:在夜間,充電樁長期沒有車主來充電時可以斷開強(qiáng)電的交流輸入,“充電樁之芯”處在*斷電狀態(tài)。但是,二次供電一直維持,確保充電樁控制器始終處在待機(jī)狀態(tài),刷卡或掃描二維碼就會啟動或斷開交流接觸器。

5.自檢

自檢過程中用戶看到充電樁顯示屏上顯示出一系列的步驟說明和進(jìn)行條,這過程包括前述總體流程的三個階段:低壓輔助上電、充電握手階段、充電參數(shù)配置階段。 在此過程中,充電樁實現(xiàn)絕緣檢測,啟動泄放電阻將絕緣檢測時的高壓瀉放到60V以下。在這過程中,充電樁上的輔助電源供電給BMS,BMS開始工作,充電樁和車輛BMS之間進(jìn)行數(shù)據(jù)交互、握手、配置充電相關(guān)參數(shù)(BMS告知充電樁電池相關(guān)信息)。 

在自檢過程中,充電樁控制器執(zhí)行一系列程序,充電樁和車輛上的三組開關(guān)執(zhí)行了斷開或閉合的一系列動作。詳情請看本文的下集: 《直流充電樁充電過程詳述(下· 專業(yè)版)︱“充電樁之芯及其它”系列之七》。

6. 充電

一切就緒后,充電樁之核(充電樁控制器)下發(fā)指令給充電樁之芯,充電模塊按指令要求的輸出電壓和輸出電流開始工作,持續(xù)給電動汽車動力電池充電。

在充電過程中,BMS和充電樁控制器在實時地通訊,充電樁之芯的輸出電流之調(diào)整有一定的約束,184871標(biāo)準(zhǔn)中下面這段條文:

7. 充電結(jié)束

有三大類情況會產(chǎn)生“充電結(jié)束”的條件:

A.人為因素

充電進(jìn)行過程中,人為刷卡可結(jié)束充電,或通過APP執(zhí)行中止充電的指令也可結(jié)束充電。 當(dāng)然,人為地將三相交流輸入斷掉也結(jié)束充電了:-)  

B.充電樁

下面四種情況下都將中止充電:

  • 充電樁出現(xiàn)不能繼續(xù)充電的故障

  • 發(fā)生通訊故障。3次通訊超時即判斷為通訊故障。

  • 充電槍和車輛之間的物理連接被斷開 ,包括開關(guān)S由閉合變?yōu)閿嚅_,車輛接口由連接變?yōu)閿嚅_。

  • 充電樁輸出電壓高于電池的高允許電壓。 

C.BMS

車輛有異常,不能接受繼續(xù)充電,BMS向充電樁控制器下發(fā)中止充電的報文。

8.再拔槍,掛槍

結(jié)束充電后,充電樁的輸出電壓泄放到60V以下之后,電子鎖和機(jī)械鎖將解開,用戶才能將槍從車輛的充電插座上拔出來,放回充電樁的固定座或插座。

至此,充電全過程結(jié)束。 

 

來源:電動網(wǎng)

作者:充電樁之芯

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