前段時間出了一個國產MCU設計6.6kW充電樁,交錯PFC+LLC,踩坑續系列文章,有想了解的朋友可以查看第一篇文章系列文章。
今天開始和大家詳細介紹下充電樁(此處特指直流充電樁)是怎么和車子進行通信的,是如何一步一步的實現充電流程的。其實就是和大家一起來解讀國標,踩坑續(9)文章有分享國標《NBT 33001-2018 電動汽車非車載傳導式充電機技術條件》,附件有《GBT 18487.1-2015《電動汽車傳導充電系統_第1部分:通用要求》國標大家也可以自行下載查閱,另GBT 18487.1-2023是最新國標,今天9月份開始執行的,我找了半天沒找到下載權限,這個有資源的也可以分享下。我這個系列的文章也是根據這兩個國標再加上我自己的經驗進行詳細解讀的,朋友們也可以自行下載國標文件進行閱讀,也歡迎和我一起討論。
整個充電過程主要分為六個階段,物理連接完成、低壓輔助上電、充電握手階段、充電參數配置階段、充電階段、充電結束階段。
物理連接
1)連接方式,現在的新能源車直流充電口大都采用連接方式C的連接方案,即車端只有充電接口,充電樁端線和充電器連接在一起。有一些新的概念車也有采用連接方式D和連接方式E的。
GBT 18487.1《電動汽車傳導充電系統_第1部分:通用要求》最新版本2023版(是今年9月份才實施新標準)標準中完整定義了連接方式A\B\C\D\E,感興趣的朋友們可以自行查閱。
2)充電模式
我們直流充電樁一般采用壁掛式或者立柱安裝方式,如果是永久固定在電網中,充電模式采用模式4的方式,即充電樁將充電插頭插在車輛上,如上述的連接方式C。
3)槍頭和槍座的定義,國標GB/T 20234.3-2015,對充電槍頭的規范有標準的定義
4)鎖止裝置
直流充電接口應具有機械鎖止裝置,機械鎖止裝置在正常工作狀態時應能避免充電接口的意外斷開,車輛插頭應具有機械鎖桿、機械鎖頭、銷軸等機構,車輛插座應具有可與機械鎖頭相配合的機械鎖口。
在絕緣自檢前,當監測到車輛接口的鎖止裝置未可靠鎖止時,直流供電設備應停止絕緣監測或由電動汽車告知直流供電設備停止絕緣自檢,且不應允許充電。從絕緣監測開始到充電整個過程中,充電樁和電動汽車之間的電子鎖應該保持鎖止狀態。充電結束后車輛接口電壓降低到60Vdc以下,電子鎖才能解鎖。
如使用應急解鎖裝置,則應具備防無操作措施,在充電過程中不應使用應急解鎖裝置,也是需要車輛接口電壓降低到60Vdc以下,電子鎖才能解鎖。
GBT 18487.1《電動汽車傳導充電系統_第1部分:通用要求》最新版本2023版相較2015版本內容比較豐富:大于16A是必須要電子鎖了,小于16A還可以是選配
5)充電控制原理圖
如下圖,左側是充電樁的原理圖,右側是電動汽車的原理圖,其中中間部分,是充電樁的充電槍頭和新能源車的充電插座。
在充電樁的充電槍插在新能源車插座上后,開關S閉合。
6)CC1電壓檢測
開關S閉合全過程詳解----1)充電機充電槍在插上之前,CC1電壓=12V
2)充電槍插在充電插座上后,在開關S沒有閉合的時候CC1的電壓=6V
3)充電槍插在充電插座上后,在開關S閉合的時候CC1的電壓=4V
4)同時S3、S4電子鎖動作,充電樁判斷電子鎖吸合(此處處于故障率比較高的一個地方,特別是充電槍質量差點故障率更高)
6)CC2電壓檢測
CC2電壓檢測就比較簡單了,在充電槍插上之前,CC2的電壓為12V,插上充電槍之后CC2的電壓變為6V。這個地方有個坑,不小心就會踩一腳,充電槍上按照標準應該CC2和GND之間有個電阻R3。但是有的充電槍是沒有這個電阻的,有些廠家并沒有按照規范要求來設計,他們是把R3這個電阻設計到充電樁上,通過軟件控制接入R3電阻,利用這個電阻來做預約充電。在電動汽車判斷到CC2電壓正常后才會和充電樁進行握手,以達到預約充電的目的。
總結:以上CC1\CC2\以及電子鎖信號都判斷ok后,就代表物理連接完成,后面我再和大家詳細介紹低壓輔助上電、充電握手階段、充電參數配置階段、充電階段、充電結束階段。
申明:由于本人水平一般,分享的知識有誤,或者采用的方案不夠好的,歡迎各路大神指正批評,給大家帶來的不便,敬請諒解,本文觀點僅供參考。