學(xué)習(xí)任務(wù)4電動(dòng)汽車交流充電樁的運(yùn)用4任務(wù)4電動(dòng)汽車交流充電樁的運(yùn)用【動(dòng)力電池及能量管理技術(shù)】主講人：李冰王登強(qiáng)目錄CONTENTS01學(xué)習(xí)目標(biāo)02知識(shí)準(zhǔn)備03實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)04課堂練習(xí)05課程總結(jié)01PARTONELearningtarget學(xué)習(xí)目標(biāo)掌握電動(dòng)汽車充電模式1掌握電動(dòng)汽車充電連接方式2了解控制導(dǎo)引電路及基本功能3學(xué)會(huì)使用交流充電樁充電4Learningtarget學(xué)習(xí)目標(biāo)學(xué)習(xí)目標(biāo)學(xué)習(xí)重點(diǎn)學(xué)習(xí)重點(diǎn)

1.電動(dòng)汽車充電模式與連接方式學(xué)習(xí)重點(diǎn)2.控制導(dǎo)引電路及基本功能02PARTTWOKnowledgepreparation知識(shí)準(zhǔn)備交流充電樁安裝于機(jī)場(chǎng)、碼頭、車站、商廈等公共停車場(chǎng)或街道公共停車位等場(chǎng)所，為具有車載充電機(jī)的電動(dòng)車提供交流電源，是中小型電動(dòng)汽車重要的充電設(shè)施。知識(shí)準(zhǔn)備特點(diǎn)：充電功率較小，由于輸出充電電流小，電池充電時(shí)間較長(zhǎng)，可充分利用低谷時(shí)段充電。落地式交流充電樁壁掛式交流充電樁知識(shí)準(zhǔn)備電動(dòng)汽車充電模式與連接方式（1）電動(dòng)汽車充電模式充電模式1電動(dòng)汽車連接到交流電網(wǎng)時(shí)，在電源側(cè)使用符合標(biāo)準(zhǔn)的插頭插座，在電源側(cè)使用相線、中性線和接地保護(hù)的導(dǎo)體。充電模式2電動(dòng)汽車連接到交流電網(wǎng)時(shí)，在電源側(cè)使用符合標(biāo)準(zhǔn)的插頭插座，在電源側(cè)使用相線、中性線和接地保護(hù)的導(dǎo)體，并且在充電連接電纜上安裝纜上控制盒。充電模式3電動(dòng)汽車連接到交流電網(wǎng)時(shí)，使用專用供電設(shè)備，電動(dòng)汽車與交流電網(wǎng)直接連接，并且在專用供電設(shè)備上安裝了控制導(dǎo)引裝置。知識(shí)準(zhǔn)備1（1）電動(dòng)汽車充電模式當(dāng)電動(dòng)汽車使用充電模式3進(jìn)行充電時(shí)，該電路由供電控制裝置、接觸器K、電阻R1、R2、R3、R4、R5、R6、二極管D1、開(kāi)關(guān)S1、S2、S3、車載充電站和車輛控制裝置組成。開(kāi)關(guān)S1為供電設(shè)備內(nèi)部開(kāi)關(guān)。電阻R3、R4安裝在供電插頭和車輛插頭上。開(kāi)關(guān)S2為供電插頭或者車輛插頭的內(nèi)部常閉開(kāi)關(guān)，與插頭的下壓按鈕（用以觸發(fā)機(jī)械鎖止裝置）聯(lián)動(dòng)，按下按鈕解除機(jī)械鎖止功能的同時(shí)，S2處于斷開(kāi)狀態(tài)。開(kāi)關(guān)S3為車輛控制裝置內(nèi)部開(kāi)關(guān)，在車輛接口完成后，如果車載充電機(jī)自檢測(cè)完成后無(wú)故障情況，并且電池組處于可以充電狀態(tài)時(shí)，S3為閉合狀態(tài)。知識(shí)準(zhǔn)備連接方式A電動(dòng)汽車和交流電網(wǎng)連接時(shí)，使用電動(dòng)汽車永久連接在一起的充電電纜和供電插頭。連接方式B電動(dòng)汽車和交流電網(wǎng)連接時(shí)，使用帶有車輛插頭和供電插頭的獨(dú)立的活動(dòng)電纜。連接方式C電動(dòng)汽車和交流電網(wǎng)連接時(shí)，使用和供電設(shè)備永久連接在一起的充電電纜和電動(dòng)汽車車輛插頭。知識(shí)準(zhǔn)備（2）控制導(dǎo)引電路基本功能連接確認(rèn)供電功率及充電連接裝置載流能力的識(shí)別充電過(guò)程的監(jiān)測(cè)充電系統(tǒng)的停止知識(shí)準(zhǔn)備（3）交流充電接口適用于電動(dòng)汽車傳導(dǎo)充電用的交流充電接口功能定義執(zhí)行國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GBT20234-2011規(guī)定。額定電壓額定電流250V16A32A交流充電接口的額定值知識(shí)準(zhǔn)備電動(dòng)汽車車輛接口和供電接口的觸頭布置方式如圖所示。觸頭編號(hào)/標(biāo)識(shí)額定電壓和額定電流功能定義1-（L）250V交流電源2-（NC1）--備用觸頭3-（NC2）--備用觸頭4-（N）250V16A/32A中線5-（PE）--保護(hù)接地（PE）6-（CC）30V2A充電連接確認(rèn)，7-（CP）30V2A控制確認(rèn)，知識(shí)準(zhǔn)備（3）交流充電接口電動(dòng)汽車車輛接口和供電接口的觸頭布置方式如圖所示。觸頭編號(hào)/標(biāo)識(shí)額定電壓和額定電流功能定義1-（L）250V交流電源2-（NC1）--備用觸頭3-（NC2）--備用觸頭4-（N）250V16A/32A中線5-（PE）--保護(hù)接地（PE）6-（CC）30V2A充電連接確認(rèn)，7-（CP）30V2A控制確認(rèn)，知識(shí)準(zhǔn)備（3）交流充電接口交流充電接口的連接界面如圖所示。在充電過(guò)程中，首先連接保護(hù)接地觸頭，最后連接控制確認(rèn)觸頭與充電連接確認(rèn)觸頭。在脫開(kāi)的過(guò)程中，首先斷開(kāi)控制確認(rèn)觸頭與充電連接確認(rèn)觸頭，最后斷開(kāi)保護(hù)接地觸頭。知識(shí)準(zhǔn)備（3）交流充電接口（4）充電過(guò)程的工作控制程序1）車輛插頭與車輛插座插合，使車輛處于不可行駛狀態(tài)2）確認(rèn)供電接口已完全連接3）確認(rèn)車輛接口已完全連接4）確認(rèn)充電連接裝置是否已完全連接5）車輛準(zhǔn)備就緒6）供電設(shè)備準(zhǔn)備就緒7）充電系統(tǒng)的啟動(dòng)知識(shí)準(zhǔn)備8）檢查充電接口的連接狀態(tài)及供電設(shè)備的供電能力變化情況①在充電過(guò)程中，車輛控制裝置和供電控制裝置分別對(duì)檢測(cè)點(diǎn)4（對(duì)于連接方式B和C）和檢測(cè)點(diǎn)2（對(duì)于充電模式3，并且采用連接方式A和B）的電壓進(jìn)行不間斷檢測(cè)，確認(rèn)供電接口和車輛接口的連接狀態(tài)。檢測(cè)周期不大于50ms。②在充電過(guò)程中，供電控制裝置對(duì)檢測(cè)點(diǎn)1的電壓進(jìn)行不間斷檢測(cè)，確認(rèn)充電連接裝置的連接狀態(tài)和車輛是否處于可充電狀態(tài)。檢測(cè)周期不大于50ms。③車輛控制裝置對(duì)檢測(cè)點(diǎn)3的PWM信號(hào)進(jìn)行不間斷檢測(cè)，當(dāng)占空比有變化時(shí)，車輛控制裝置實(shí)時(shí)調(diào)整車載充電機(jī)的輸出功率。檢測(cè)周期不大于5s。知識(shí)準(zhǔn)備（9）正常條件下充電結(jié)束或停止①在充電過(guò)程中，當(dāng)達(dá)到車輛設(shè)置的結(jié)束條件或者駕駛員對(duì)車輛實(shí)施了停止充電的指令，車輛控制裝置斷開(kāi)S3，并使車載充電機(jī)處于停止充電狀態(tài)。②在充電過(guò)程中，當(dāng)達(dá)到操作人員設(shè)置的結(jié)束條件、操作人員對(duì)供電裝置實(shí)施了停止充電的指令或者檢測(cè)到S3斷開(kāi)，則供電控制裝置控制開(kāi)關(guān)S1切換到與+12V連接狀態(tài)，并通過(guò)斷開(kāi)K切換交流供電回路。知識(shí)準(zhǔn)備（10）非正常條件下充電結(jié)束或停止①在充電過(guò)程中，車輛控制裝置通過(guò)對(duì)檢測(cè)點(diǎn)4的電壓進(jìn)行檢測(cè)（對(duì)于連接方式B和C），如果判斷開(kāi)關(guān)S2由閉合變?yōu)閿嚅_(kāi)（狀態(tài)B，參見(jiàn)下表），并在一定時(shí)間內(nèi)（如300ms）持續(xù)保持，則控制車載充電機(jī)停止充電，并斷開(kāi)S3。狀態(tài)電壓值VR2ΩR3ΩR4ΩS2充電接口連接狀態(tài)及額定電流狀態(tài)A12——————供電接口或車輛接口未完全連接狀態(tài)B10R3+R4=5000斷開(kāi)機(jī)械鎖止裝置處于功能失效狀態(tài)狀態(tài)C820003000閉合充電連接裝置額定電流為16A狀態(tài)D610004000閉合充電連接裝置額定電流為32A知識(shí)準(zhǔn)備②在充電過(guò)程中，車輛控制裝置通過(guò)對(duì)檢測(cè)點(diǎn)4的電壓進(jìn)行檢測(cè)（對(duì)于連接方式B和C），如果判斷車輛接口由完全連接變?yōu)閿嚅_(kāi)（狀態(tài)A），則控制車載充電機(jī)停止充電，并斷開(kāi)S3。③在充電過(guò)程中，車輛控制裝置對(duì)檢測(cè)點(diǎn)3的PWM信號(hào)進(jìn)行檢測(cè)，當(dāng)信號(hào)中斷時(shí)，則控制車載充電機(jī)停止充電。④在充電過(guò)程中，如果檢測(cè)點(diǎn)1的電壓值為12V（狀態(tài)1）、9V（狀態(tài)2）或者0V（狀態(tài)4），則供電控制裝置控制開(kāi)關(guān)S1切換到與+12V連接狀態(tài)，并斷開(kāi)交流供電回路。知識(shí)準(zhǔn)備⑤在充電過(guò)程中，供電控制裝置通過(guò)對(duì)檢測(cè)點(diǎn)2的電壓進(jìn)行檢測(cè)（對(duì)于充電模式3，并且采用連接方式A和B），如果判斷開(kāi)關(guān)S2由閉合變?yōu)閿嚅_(kāi)（狀態(tài)B），并在一定時(shí)間內(nèi)（如300ms）持續(xù)保持，則控制開(kāi)關(guān)S1切換到與+12V連接狀態(tài)，并在一定時(shí)間后（如100ms），斷開(kāi)交流供電回路。知識(shí)準(zhǔn)備⑥在充電過(guò)程中，供電控制裝置通過(guò)對(duì)檢測(cè)點(diǎn)2的電壓進(jìn)行檢測(cè)（對(duì)于充電模式3，并且采用連接方式A和B），如果判斷供電接口斷開(kāi)（狀態(tài)A），則供電控制裝置控制開(kāi)關(guān)S1切換到與+12V連接狀態(tài)并斷開(kāi)交流供電回路。⑦在充電過(guò)程中，如果剩余電流動(dòng)作斷路器動(dòng)作，則車載充電機(jī)處于欠壓狀態(tài)，車輛控制裝置斷開(kāi)S3。知識(shí)準(zhǔn)備控制導(dǎo)引電路及基本功能交流充電樁與車載充電機(jī)間的報(bào)文規(guī)范交流充電樁為車載充電機(jī)充電的通信過(guò)程包括握手階段、配置階段、充電階段和充電結(jié)束階段知識(shí)準(zhǔn)備2（1）握手階段當(dāng)交流充電樁和車載充電機(jī)物理連接完成并上電后，交流充電樁和車載充電機(jī)進(jìn)入握手階段。握手階段工作狀態(tài)轉(zhuǎn)換流程圖如圖所示。知識(shí)準(zhǔn)備（2）配置階段握手階段完成后，交流充電樁向車載充電機(jī)發(fā)送最大輸出能力的報(bào)文。車載充電機(jī)向交流充電樁發(fā)送車載充電機(jī)和電池參數(shù)報(bào)文，以及是否接受有序充電調(diào)控。知識(shí)準(zhǔn)備（3）充電階段交流充電樁根據(jù)電網(wǎng)有序充電要求、充電過(guò)程是否正常、是否達(dá)到人為設(shè)定的時(shí)間、電量等充電結(jié)束條件以及是否收到車載充電機(jī)中止充電報(bào)文來(lái)判斷是否結(jié)束充電。

車載充電機(jī)根據(jù)充電過(guò)程是否正常、是否達(dá)到人為設(shè)定的充電參數(shù)值以及是否收到交流充電樁中止充電報(bào)文來(lái)判斷是否結(jié)束充電。知識(shí)準(zhǔn)備（4）充電結(jié)束階段當(dāng)交流充電樁和車載充電機(jī)停止充電后，雙方進(jìn)入充電結(jié)束階段。在該階段車載充電機(jī)發(fā)交流充電樁發(fā)送整個(gè)充電過(guò)程中的充電統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，包括初始SOC、終了SOC等；交流充電樁向車載充電機(jī)發(fā)送整個(gè)充電過(guò)程中的輸出電量、累計(jì)充電時(shí)間等信息。知識(shí)準(zhǔn)備03PARTFOURExperimentaltraining實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目：車載充電機(jī)的檢測(cè)與拆裝實(shí)訓(xùn)目的（1）培養(yǎng)踏實(shí)肯干的工作態(tài)度，養(yǎng)成良好的工作習(xí)慣，樹(shù)立安全意識(shí)；（2）會(huì)判斷車載充電機(jī)的常見(jiàn)故障（3）掌握車載充電機(jī)的拆裝步驟與檢測(cè)方法實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)1實(shí)訓(xùn)設(shè)備（1）北汽E150EV純電動(dòng)整車（2）常用拆裝工具（3）高壓絕緣設(shè)備（4）絕緣手套（5）萬(wàn)用表（6）防水膠實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)2知識(shí)準(zhǔn)備E150EV參數(shù)實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)3車載充電機(jī)內(nèi)部可分為3部分，主電路、控制電路、線束及標(biāo)準(zhǔn)件。1）主電路前端將交流電轉(zhuǎn)換為恒定電壓的直流電，主要是全橋電路+PFC電路。后端為DC/DC變換器，將前端轉(zhuǎn)出的直流高壓電變換為合適的電壓及電流供給動(dòng)力電池。2）控制電路作控制MOS管的開(kāi)關(guān)，與BMS之間通訊，監(jiān)測(cè)充電機(jī)狀態(tài)，與充電樁握手等功能。3）線束及標(biāo)準(zhǔn)件用于主電路及控制電路的連接，固定元器件及電路板。（1）車載充電機(jī)內(nèi)部構(gòu)造實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)1）根據(jù)電池特性設(shè)計(jì)充電的曲線，可以延長(zhǎng)電池的壽命；2）使用方便，維護(hù)簡(jiǎn)單，單獨(dú)對(duì)BMS進(jìn)行供電，由BMS控制智能充電，無(wú)需人工職守；3）保護(hù)功能齊全，適用范圍廣，具有過(guò)壓，欠壓，過(guò)流，過(guò)熱，輸出短路、反接等保護(hù)功能；4）溫度保護(hù)，當(dāng)散熱器溫度低于45℃時(shí)，充電機(jī)風(fēng)扇不轉(zhuǎn)動(dòng)。當(dāng)散熱器溫度高于45℃時(shí)風(fēng)機(jī)開(kāi)始轉(zhuǎn)動(dòng)。整機(jī)溫度保護(hù)為75℃，當(dāng)機(jī)內(nèi)溫度高于75℃時(shí)，充電機(jī)輸出電流變小，高于85℃時(shí)，充電機(jī)停止輸出。（2）車載充電機(jī)特點(diǎn)實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)（3）充電機(jī)指示燈1）交流指示燈電源指示燈，當(dāng)接通交流電后，電源指示燈亮起。2）工作指示燈當(dāng)充電機(jī)接通電池進(jìn)入充電狀態(tài)后，充電指示燈亮起。3）警告燈。報(bào)警指示燈，當(dāng)充電機(jī)內(nèi)部有故障或者錯(cuò)誤的操作亮起。實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)4）充電機(jī)接口如圖所示充電機(jī)接口充電狀態(tài)儀表顯示實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)（4）充電機(jī)外觀檢查檢測(cè)涉水情況涂抹防水膠水防水操作完成

實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)（5）診斷故障描述解決方法不充電電源交流燈不亮檢查高壓充電母線是否與充電機(jī)直流輸出連接完好。確認(rèn)電池的接觸器已經(jīng)閉合。不充電警告燈閃確認(rèn)輸入電壓在170VAC-263VAC之間。輸入電纜的截面積在2.5mm2以上。不充電，警告燈閃且風(fēng)扇不轉(zhuǎn)過(guò)熱告警，請(qǐng)清理風(fēng)扇的灰塵。步驟1：根據(jù)指示燈的故障診斷（根據(jù)指示燈的故障診斷）實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)步驟2：12V低壓供電異常當(dāng)充電機(jī)12V模塊異常時(shí)，BMS、儀表等由于沒(méi)有喚醒信號(hào)喚醒，無(wú)法與充電機(jī)進(jìn)行通訊。判斷方式：當(dāng)12V未上電，最簡(jiǎn)單的判斷方式就是交流上電的時(shí)候，電池沒(méi)有發(fā)出繼電器閉合的聲音，一般都是12V異常。需要檢查低壓保險(xiǎn)盒內(nèi)充電喚醒的保險(xiǎn)及繼電器，以及充電機(jī)端子是否出現(xiàn)退針的情況。實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)步驟3：充電機(jī)檢測(cè)的電池電壓不滿足要求此問(wèn)題是在充電過(guò)程中，BMS可以正常工作，但充電機(jī)工作開(kāi)始前需要檢測(cè)動(dòng)力電池電壓，當(dāng)動(dòng)力電池電壓在工作范圍內(nèi)，車載充電機(jī)可以正常工作，否則充電機(jī)認(rèn)為電池不滿足充電的要求。判斷方法:此情況常見(jiàn)的為高壓插件端子退針或高壓保險(xiǎn)熔斷，或者電池電壓超過(guò)工作范圍。實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)