電動汽車充電設(shè)施檢測技術(shù)及故障分析

宋忠財

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電動汽車充電設(shè)施檢測技術(shù)及故障分析

宋忠財

（山東省產(chǎn)品質(zhì)量檢驗研究院，山東 濟南 250102）

電動汽車的出現(xiàn)為人們出行提供了便利，但一些車輛問題也隨之暴露出來。充電設(shè)施檢測技術(shù)有助于車輛故障檢測與故障分析，使電動車充電設(shè)施獲得高效的運營管理，實現(xiàn)低碳綠色出行，未來發(fā)展?jié)摿薮?。對此，筆者結(jié)合實踐研究，對電動汽車充電設(shè)施檢測技術(shù)與故障分析展開分析。

電動汽車；充電設(shè)施；檢測技術(shù)；故障分析

前言

伴隨著可持續(xù)戰(zhàn)略目標(biāo)的提出，新能源電動汽車快速占領(lǐng)汽車市場，得到了人們支持與信賴。但是，仍然有一些人對電動汽車較為排斥，在充電設(shè)施安全方面存在異議。如果能夠完善充電設(shè)施檢測技術(shù)，規(guī)范產(chǎn)品，將有望實現(xiàn)電動汽車普及，推動汽車行業(yè)進步發(fā)展，實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展目標(biāo)。

1 電動汽車充電設(shè)施檢測技術(shù)

電動汽車充電站電氣檢測分為直流充電樁與非車載充電機形成的充電站的電氣性能。在安全性檢測技術(shù)應(yīng)用上包括，第一，充電設(shè)施集成化、移動式載體設(shè)計，原有測試設(shè)備科學(xué)設(shè)計并作為車載式檢測平臺。第二，充電設(shè)施充電操作性、協(xié)議一致性檢測、診斷技術(shù)，提高汽車和充電設(shè)施充電兼容檢測水平、充電設(shè)施充電安全水平，創(chuàng)新研發(fā)充電樁自動檢測，減小試驗場準(zhǔn)備時間、檢測時間等影響要素。第三，光伏發(fā)電裝置的運用。裝置搭載、電源供應(yīng)具有安全性、穩(wěn)定性作用，檢驗汽車外端時安裝單晶光伏發(fā)電太陽能電池板，逆變后作為實驗設(shè)備電源，優(yōu)化操作過程?，F(xiàn)場實驗電源無法接取時仍然保證實驗順利進行，確保實驗電源及時補充。

1.1 系統(tǒng)研究

將CAN通訊協(xié)議體系作為核心，進行原有可編程直流負(fù)載、直流車輛接口電路模擬器、多通道錄波設(shè)備融合。引進太陽能電池板、鋰電池等技術(shù)，科學(xué)分配，使汽車BMS模擬、信息搜集、光儲系統(tǒng)的穩(wěn)定運行。充電設(shè)施充電兼容性智能化檢驗包含：第一，直流汽車接口電路模擬器，具有充電槍標(biāo)準(zhǔn)接口和R4電阻仿真模擬作用，達到各接口觸點仿真性。第二，可編程直流荷載，容量在60kW，荷載電壓接入在200V--1000V的，電流加載在0--120A，荷載和獨立應(yīng)用。第三，光伏系統(tǒng)引入，車頂單晶光伏發(fā)電太陽能電池板，功率100W大小1㎡。迅速鋪設(shè)單晶電池板，功率為400W，借助DC/DC光伏變流器為儲能鋰電池充電，達到荷載檢測、照明、傳感器等系統(tǒng)的供電。第四，儲能鋰電池組選擇3個24節(jié)40Ah鋰電池，電池容量9kWh，與DC/DC雙向變流器配合對逆變器、電池模擬進行供電。第五，多通道錄波設(shè)備。選擇多個高速10MS/S12--Bit絕緣單元，CAN總線監(jiān)視單元，4個1400Vpk100MHz高低壓差分探頭。系統(tǒng)有著較高的繼承性，符合固定測試設(shè)備安裝要求，其中包含檢測接口、擴展接口。設(shè)備供電系統(tǒng)分別為外接220V交流電與儲能電池，功率3kW以上，布線穩(wěn)固在后備箱，防止重復(fù)檢測，達到自動化檢測。

1.2 軟件設(shè)計

通訊一致性自動化檢測系統(tǒng)，檢測過程中自主進行數(shù)據(jù)搜集與分析。互操作性檢測系統(tǒng)經(jīng)過錄波儀和計算機軟件關(guān)聯(lián)進行采樣記錄，達到整體性控制，根據(jù)要求截取相應(yīng)參數(shù)。檢測過程中都可以利用數(shù)據(jù)搜集與自動分析獲得檢測結(jié)果，如：結(jié)果分析、測試狀態(tài)，檢測效率較高。

1.3 檢測分析

結(jié)合檢測內(nèi)容，測試系統(tǒng)控制終端向調(diào)壓裝置、負(fù)載裝置提交控制指令，調(diào)壓裝置控制電壓、負(fù)載裝置控制電阻，接收到反饋命令后記錄電流、電壓。通過控制裝置與計算后把諧波含量、電流、電壓輸送到錄波處理裝置。處理裝置受到數(shù)據(jù)后編制變化曲線，得出充電機效率、穩(wěn)壓狀態(tài)，再傳輸至測試系統(tǒng)控制端展開比較，生成測試結(jié)果顯示出來。結(jié)合事前設(shè)定的標(biāo)準(zhǔn)報告出示檢測報告，儲存到內(nèi)部系統(tǒng)?，F(xiàn)場檢測過程中要求車載充電設(shè)施檢測平臺進入現(xiàn)場，做好安全控制即可開始檢測。關(guān)于設(shè)備處于汽車內(nèi)部，檢測過程中主要簡單的插拔式接線即可。

2 電動汽車檢測故障分析

電動汽車在國內(nèi)的銷量持續(xù)增長，有力帶動了電動汽車充電站的發(fā)展，充電樁做為新能源汽車的配套設(shè)施，其充電性能和和安全問題更是不容忽視，充電樁是否合格需要用到專業(yè)的檢測設(shè)備，做好設(shè)備技術(shù)分析成為主要研究內(nèi)容。

2.1 檢測內(nèi)容

由于電動汽車充電設(shè)施復(fù)雜，關(guān)系著人們生命安全。因此，做好充電樁檢測尤為重要。首先，充電交流樁通電檢測包含帶載分合電路、連接異常等多環(huán)節(jié)，帶載分合電路與過流保護要求與大功率交流荷載連接應(yīng)用。交流充電樁互操作包含確認(rèn)測試、充電準(zhǔn)備，輸出過流也要求與大功率交流復(fù)雜配合應(yīng)用。其次，非車載充電機檢測包含電流偏差、充電機電流、輸出電壓偏差等。非車載充電機傳導(dǎo)充電互操作檢測包含自檢、連接檢測、導(dǎo)引電壓限制檢測。輸出電流控制偏差檢測、電流調(diào)整時間檢測要求與交流電源和直流負(fù)載配合應(yīng)用。最后，非車載充電通訊協(xié)議一致性檢測包含參數(shù)配置、充電過程及完成充電。檢測過程中會受到環(huán)境和時間影響，因而需要對以上檢測內(nèi)容進行適當(dāng)優(yōu)化。

2.2 故障分析

第一，互操作充電時，充電樁檢測電池電壓超過5%后準(zhǔn)備中點擊，傳輸AA報文。故障分析：充電機沒有檢驗到>5%的電壓參數(shù)。第二，互操作其它充電故障，充電樁發(fā)送CST停止原因錯內(nèi)容為（充電機急停故障）。故障分析，沒有按時間的停止原因去判斷?；ゲ僮鞒潆婋A段，充電機不能根據(jù)需求實時調(diào)整輸出電壓和電流。故障分析，程序未下發(fā)到充電模塊。第三，互操作車輛接口斷開測試，

CCI檢測到非4V時停止充電，100ms內(nèi)斷開K1/K2實際斷開時間為200ms左右。故障分析，充電樁對非4V采集不準(zhǔn)或者程序?qū)ε卸〞r間未做要求?；ゲ僮鬟^壓測試，輸出過壓后不?；蛲Ｖ箷r間長＞1s。故障分析，未采集到過壓點或是對過壓未做判斷?；ゲ僮髯詸z階段，絕緣檢測后需要對電壓進行泄放1s降到60V以下，實際測下降時間＞1s（為1.8s）。故障分析，控制泄放電阻投放時間長。第四，電子鎖檢測，正常充電過程中電子鎖可以打開。故障分析，充電樁程序未設(shè)置或電子鎖損壞。絕緣故障測試，≤100歐/V時充電樁可以正常充電。故障分析，程序未設(shè)定或采集電阻值不準(zhǔn)。第五，一致性報文發(fā)送測試，否定測試中5s超時實際為4.8s標(biāo)準(zhǔn)為（5+0.5s）。故障分析，程序下發(fā)數(shù)據(jù)錯誤。報文發(fā)送開始條件與中止條件測試，CST報文收到BSD報文后還繼續(xù)發(fā)送CST報文。故障分析，程序下發(fā)數(shù)據(jù)錯。第六，電性能測試，穩(wěn)流精度中電流顯示不準(zhǔn)，電流越小顯示偏差越大。故障分析，單元性能決定電流顯示。

3 結(jié)語

綜合分析，電動汽車充電設(shè)施檢測有助于解決充電設(shè)施管理問題，提升管理水平與管理效果，便于及時發(fā)現(xiàn)車輛存在的問題并處理，確保行駛安全。同時，加大電動車充電設(shè)施檢測技術(shù)分析也是推動汽車行業(yè)長久發(fā)展的根本之道，推動電動汽車推廣應(yīng)用，得到更多人的認(rèn)可與購買，社會實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展。

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Title Detection Technology and fault analysis of Electric vehicle Charging Facilities

Song Zhongcai

( Shandong institute for Product Quality Inspection, Shandong Jinan 250102 )

The emergence of electric vehicles has provided convenience for people to travel, but some vehicle problems have also been exposed. Charging facilities detection technology is helpful to vehicle fault detection and fault analysis, so that the charging facilities of electric vehicles can be managed efficiently, and low-carbon green travel can be realized, which has great potential for future development. In this regard, the author combines practical research to analyze the detection technolo -gy and fault analysis of electric vehicle charging facilities.

Electric vehicle; Charging facilities; Detection technology; Fault analysis

A

1671-7988(2019)05-35-02

U469.72

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1671-7988(2019)05-35-02

U469.72

宋忠財(1967.11-)男，漢族，就職于山東省產(chǎn)品質(zhì)量檢驗研究院，工程師，研究方向：車輛工程。

10.16638/j.cnki.1671-7988.2019.05.010