電動(dòng)汽車充電樁常見故障及其診斷研究

鐘尚染，葉強(qiáng)，楊遷

（浙江圖盛輸變電工程有限公司溫州科技分公司，浙江 溫州 325000）

隨著電動(dòng)汽車產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，與之相配套的相關(guān)基礎(chǔ)建設(shè)與設(shè)備也逐漸發(fā)展起來，充電樁是電動(dòng)汽車常見的重要充電設(shè)施，也是電動(dòng)汽車產(chǎn)業(yè)鏈的重要組成部分，充電樁正常無故障工作是保證電動(dòng)汽車正常行駛的重要條件，一旦出現(xiàn)故障將直接導(dǎo)致電動(dòng)汽車無法進(jìn)行有效的能量補(bǔ)給，為此，本文研究和探討了電動(dòng)汽車充電樁常見的故障及其診斷檢測技術(shù)，希望有助于電動(dòng)汽車充電樁常見故障的快速發(fā)現(xiàn)、識(shí)別、診斷檢測及排除，從而更好的促進(jìn)電動(dòng)汽車相關(guān)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。

1 電動(dòng)汽車充電樁、分類及其工作機(jī)制

1.1 電動(dòng)汽車充電樁

作為給電動(dòng)汽車充電的重要裝置，充電樁的輸入端與電網(wǎng)直接相連，通過輸出端的充電插頭連接到需要充電的電動(dòng)汽車，為了便于人為操作，充電樁目前一般都提供了可以人機(jī)交互的友好操作界面，使用者持有特定的充電卡獲取充電權(quán)限，然后在輸入端設(shè)置相應(yīng)的充電參數(shù)，諸如方式、時(shí)間、費(fèi)用等數(shù)據(jù)，相應(yīng)地這些參數(shù)數(shù)據(jù)可以在充電樁的顯示模塊端輸出供使用者參考。

1.2 電動(dòng)汽車充電樁分類及其工作機(jī)制

根據(jù)電動(dòng)汽車充電方式的不同，目前電動(dòng)汽車充電樁可以分為交流和直流等兩類充電樁，交流充電樁又稱為“慢充”，因?yàn)槠涔β室话阍?千瓦以內(nèi)，輸出的電流較小，充電的速度比較慢，交流充電樁一般作為單相220伏的交流電源存在，電動(dòng)汽車使用交流充電樁充電時(shí)，電動(dòng)汽車的車載充電機(jī)將來自交流充電樁的電流電轉(zhuǎn)換為直流電后為電動(dòng)汽車的電池組充電；直流充電樁又稱為“快充”，是因?yàn)槠湓陔妱?dòng)汽車充電時(shí)提供的功率足夠大，其接受的輸入電壓一般為三相四線380伏特的交流電，變動(dòng)幅度為上下15%，頻率在50赫茲左右，而在向電動(dòng)汽車充電時(shí)則以可調(diào)的直流電壓，充電方式為直接充電，因而可以實(shí)現(xiàn)電動(dòng)汽車的快速充電。

2 電動(dòng)汽車充電樁常見的故障

電動(dòng)汽車在充電過程中，電池組過度充電或欠缺充電都會(huì)對(duì)電池組內(nèi)部的物理結(jié)構(gòu)和電池性能造成不同程度的傷害，加速電池組的老化進(jìn)程，因而不適當(dāng)?shù)某潆姺绞绞窃斐呻妱?dòng)汽車電池組壽命縮減的重要原因，而造成過充或欠充通常是由于充電樁故障引起的。

電動(dòng)汽車充電樁在使用過程中，其主回路會(huì)受到電壓、電流等應(yīng)力的直接影響，這也是電動(dòng)汽車充電樁常見故障發(fā)生的主要原因所在。常見的電動(dòng)汽車充電樁故障根據(jù)不能充電的狀態(tài)可以將其分為兩個(gè)大類，一是充電樁的電源燈不亮情況下的不能充電，二是充電樁和電動(dòng)汽車之間的物理連接已經(jīng)完成且已開啟充電情況下的不能充電。

除了上述兩大類充電樁故障外，還有下面一些情況：電動(dòng)汽車充電樁顯示需要充電車輛沒有正常連接，電池繼電器正常閉合情況下但沒有電流輸出，充電樁電流輸出與電動(dòng)汽車實(shí)際需求不一致，充電過程中電子鎖意外開啟等。

3 電動(dòng)汽車充電樁常見故障的診斷、檢測及應(yīng)對(duì)

3.1 充電樁電源燈不亮的診斷、檢測及應(yīng)對(duì)

（1）原因。充電樁電源燈不亮的原因主要有以下三種情況：一是充電電源連接異常，二是交流充電連接不正確，三是充電樁自身的線路問題。

（2）故障診斷、檢測及應(yīng)對(duì)。根據(jù)充電樁電源燈不亮的可能原因進(jìn)行具體的診斷、檢測，并找出相應(yīng)的應(yīng)對(duì)方法。第一步，根據(jù)充電樁電源燈不亮這種情況，先檢查配電柜的總開關(guān)，正常工作情況下配電柜的總開關(guān)應(yīng)該是處于閉合狀態(tài)，若出現(xiàn)斷開的情況，則代表出現(xiàn)了故障，這時(shí)應(yīng)該關(guān)閉總開關(guān)以備后續(xù)的檢查；第二步，檢查配電柜總開關(guān)的輸出電壓，L線、N線、PE線的電壓，如果L線與PE線的電壓不是220伏特，那么則表明有非正常情況發(fā)生，可能電線線路出現(xiàn)了損壞、虛接或斷開的情況，這時(shí)就需要對(duì)電線連接線路進(jìn)行檢查或者更換電源總開關(guān)；第三步，對(duì)電動(dòng)汽車充電樁的輸入電壓進(jìn)行檢查，依然是檢查L線、N線與PE線的電壓，確定L線與PE線的電壓是否為220伏特，如果不是，則說明充電樁的電線線路出現(xiàn)了損壞或斷開的情況，這時(shí)就需要重新更換充電樁的電源開關(guān)或連接電線線路。

3.2 充電樁與電動(dòng)汽車連接正常但不能充電的診斷、檢測及應(yīng)對(duì)

第二類故障，即充電樁和電動(dòng)汽車之間的物理連接已經(jīng)完成且已開啟充電情況下的不能充電，這種情況下，充電樁的電源供電狀態(tài)正常，且充電樁插頭與電動(dòng)汽車電池接口連接正常，這種狀況可以從以下幾個(gè)具體特征來進(jìn)行診斷、檢測和應(yīng)對(duì)。

（1）系統(tǒng)顯示數(shù)據(jù)為0，但實(shí)際上充電狀態(tài)正常。這種情況發(fā)生的可能原因是充電樁與充電監(jiān)測系統(tǒng)之間的數(shù)據(jù)通信與傳輸出現(xiàn)了故障，這時(shí)可以采取以下三種方法予以應(yīng)對(duì)：一是關(guān)閉主監(jiān)控系統(tǒng)和相關(guān)服務(wù)器軟件，然后從新啟動(dòng)；二是重新啟動(dòng)充電樁的顯示系統(tǒng)；三是關(guān)閉并重新開啟充電樁的充電系統(tǒng)程序。

（2）充電狀態(tài)下的充電電流小于20安培，出現(xiàn)這種情況的原因是充電樁的充電程序或顯示系統(tǒng)出現(xiàn)了故障，這時(shí)可以采取的應(yīng)對(duì)策略有：一是重新啟動(dòng)充電樁的顯示屏程序；二是斷開電源并重新開啟電源來重新啟動(dòng)充電樁的充電系統(tǒng)和相關(guān)程序；三是重裝充電樁顯示系統(tǒng)程序。

（3）不能進(jìn)行正常充電或者系統(tǒng)界面不能進(jìn)行充電行為操作，出現(xiàn)這種故障的原因是充電樁與相關(guān)監(jiān)測系統(tǒng)之間出現(xiàn)了通信和數(shù)據(jù)傳輸問題，這時(shí)可以采取的應(yīng)對(duì)措施有：一是對(duì)充電樁的各參數(shù)設(shè)置進(jìn)行檢查，確定參數(shù)值是否在允許的范圍內(nèi)；二是斷開電源并重新啟動(dòng)充電樁的顯示系統(tǒng)程序；三是重新更換或安裝充電樁的顯示屏及其相關(guān)的充電程序系統(tǒng)。

（4）充電樁顯示系統(tǒng)重啟后無法與電池管理系統(tǒng)（BMS）之間進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸與通信，出現(xiàn)這種故障的原因是充電樁與相關(guān)監(jiān)測系統(tǒng)之間的數(shù)據(jù)通信或傳輸出現(xiàn)了問題，這時(shí)可以采取的應(yīng)對(duì)措施包括：一是斷開電源并重新啟動(dòng)充電樁顯示系統(tǒng)程序；二是重新更換或安裝充電樁顯示屏及相關(guān)的充電系統(tǒng)程序；三是考慮更換CAN總線模塊。

（5）電池管理系統(tǒng)（BMS）的工作狀態(tài)和充電電壓都正常，但充電電流顯示為0，這種情況可能是暫停充電按鈕被意外按下所引發(fā)的誤操作，這時(shí)可以采取的應(yīng)對(duì)措施包括：一是解除暫停狀態(tài)，使充電樁重新工作；二是檢查電動(dòng)汽車的電池管理系統(tǒng)（BMS）和電池組有無異常。

（6）電池管理系統(tǒng)（BMS）正常工作，充電電壓顯示為0，這可能是由于充電暫停按鈕被錯(cuò)誤地操作，這種情況下可以采取的應(yīng)對(duì)措施有：一是解除充電樁暫停狀態(tài)，使之重新工作；二是檢查電動(dòng)汽車的電池管理系統(tǒng)（BMS）和電池組有無異常。

（7）電池管理系統(tǒng)（BMS）正常工作，但充電電壓和充電電流異常，電壓持續(xù)變化、電流為0，導(dǎo)致這一問題的可能原因是充電樁的充電模塊發(fā)生了故障，這時(shí)可以采取的應(yīng)對(duì)措施主要是更換重新安裝充電樁充電模塊。

4 結(jié)語

本文研究和探討了電動(dòng)汽車充電樁常見故障及其診斷檢測技術(shù)，對(duì)電動(dòng)汽車充電樁類別及其工作機(jī)制進(jìn)行了介紹，給出了電動(dòng)汽車充電樁常見的故障類型及其表現(xiàn)，然后針對(duì)這些故障類型給出了具體產(chǎn)生的原因及其診斷檢測和應(yīng)對(duì)方法，這在目前電動(dòng)汽車快速發(fā)展的時(shí)代背景下具有重要的意義和價(jià)值。