淺析寶駿純電動(dòng)汽車交流充電控制導(dǎo)引電路與控制原理

楊玲玲 文艷玲 譚克誠(chéng)

摘要： 本文系統(tǒng)分析寶駿純電動(dòng)汽車交流充電控制導(dǎo)引電路與控制原理，為汽車售后工程師、中高職和應(yīng)用型本科教師從事新能源汽車維護(hù)、保養(yǎng)和故障診斷提供有益的參考。

Abstract： This paper systematically analyzes the guidance circuit and control principle of AC charging control for Baojun Electric Vehicle， it provides useful reference for automobile after-sales engineers， Middle and Higher Vocational College and application-oriented undergraduate teachers to engage in maintenance， maintenance and fault diagnosis of new energy vehicles.

關(guān)鍵詞： 寶駿純電動(dòng)汽車;交流充電;控制導(dǎo)引電路;控制原理

Key words： Baojun pure electric vehicle;AC charging;control guide circuit;control principle

中圖分類號(hào)：U472.43 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文章編號(hào)：1674-957X（2022）03-0091-03

1 ?交流充電控制導(dǎo)引電路

為了進(jìn)一步掌握和了解純電動(dòng)汽車交流充電控制導(dǎo)引電路，分別以圖1所示寶駿純電動(dòng)汽車連接方式C與充電模式3控制導(dǎo)引電路、圖2寶駿純電動(dòng)汽車連接方式B與充電模式3控制導(dǎo)引電路和圖3寶駿純電動(dòng)汽車連接方式C與充電模式2控制導(dǎo)引電路來分析交流充電控制導(dǎo)引電路。

電動(dòng)汽車是如何進(jìn)行充電的？進(jìn)行充電過程中有什么技術(shù)要求和注意事項(xiàng)？對(duì)工程技術(shù)研發(fā)人員和汽車售后技術(shù)服務(wù)人員提出相應(yīng)的技術(shù)技能要求？需要掌握控制導(dǎo)引電路進(jìn)行充電連接裝置的連接確認(rèn)，也要掌握進(jìn)行充電連接額定電流，一定要保證額定電流參數(shù)符合充電的技術(shù)要求，根據(jù)技術(shù)參數(shù)進(jìn)行判斷。

控制導(dǎo)引電路的組成由以下零部件組成：①車輛控制裝置;②車載充電機(jī);③供電控制裝置;④接觸器K1和K2;⑤電阻R1、R2、R3、R4和RC;⑥二極管D1;⑦開關(guān)S1、S2和S3。車載控制單元或車載充電機(jī)可以包含車輛控制裝置。其中：R1：1000歐姆;R2：1300歐姆;R3：2740歐姆。

①寶駿純電動(dòng)汽車連接方式C與充電模式3控制導(dǎo)引電路，如圖1所示。②寶駿純電動(dòng)汽車連接方式B與充電模式3控制導(dǎo)引電路，如圖2所示。③寶駿純電動(dòng)汽車連接方式C與充電模式2控制導(dǎo)引電路，如圖3所示。

充電槍接通220V交流電之后，充電槍模塊通過內(nèi)部變壓器、整流器得到12V的直流電壓，通過內(nèi)部三極管的控制使其與CP信號(hào)電路連接。12V直流電壓經(jīng)過開關(guān)S1-R1到充電槍CP線束到BMS模塊的二極管D1，經(jīng)過R3接地。因R1與R3的串聯(lián)，所以在充電槍盒的電壓就為10V的直流電壓。

BMS判斷不滿足充電條件時(shí)，不會(huì)控制內(nèi)部S2開關(guān)閉合。示波器觀察到的波形是0.8ms的-12V，0.2ms的+10V保持不變。

BMS判斷滿足充電條件時(shí)，控制內(nèi)部S2開關(guān)閉合?！?2V的脈沖電壓經(jīng)過開關(guān)S1-R1到充電槍CP線束到BMS模塊的二極管D1，經(jīng)過R3接地。因R1與R3的串聯(lián)，二極管D1的單向?qū)ㄐ?，所以在充電槍盒的電壓就?.8ms的-12V到0.2ms+8V的脈沖信號(hào)，平均電壓8.7V。

配置有電子鎖的車輛，要了解供電接口和車輛接口是否完全連接？只有供電接口和車輛接口完全連接，并且電子鎖的接口被完全鎖止，車載充電機(jī)自檢測(cè)完成后通過數(shù)據(jù)對(duì)比無故障后，并且電池組處于可充電狀態(tài)時(shí)，S2閉合。不配置S2開關(guān)的車輛應(yīng)采用單相充電，對(duì)最大的充電電流小于或等于8A。未配置S2開關(guān)的控制導(dǎo)引電路，相當(dāng)于開關(guān)S2為常閉狀態(tài)。

④純電動(dòng)汽車充電連接方式C和充電模式3。

1）純電動(dòng)汽車連接方式C?？刹鹦峨娎|組件不是車輛或充電設(shè)備的一部分。2）純電動(dòng)汽車充電模式3。這種充電模式的專用控制與保護(hù)裝置體現(xiàn)電動(dòng)汽車供電設(shè)備最新裝備，可同時(shí)使用的充電模式3連接點(diǎn)（供電插座）。

⑤純電動(dòng)汽車連接方式B和充電模式3。

充電設(shè)備包含電纜組件。

⑥連接方式C和充電模式2。

符合國(guó)標(biāo)準(zhǔn)要求的16A插頭插座時(shí)輸出不超過13A;10A插頭插座時(shí)輸出不超過8A。采用纜上控制與保護(hù)裝置（IP-CPD）。

2 ?寶駿純電動(dòng)汽車控制導(dǎo)引電路的基本功能

2.1 完全連接確認(rèn)與電子鎖

插頭與車輛插座是否完全連接需要按照技術(shù)要求數(shù)據(jù)的監(jiān)測(cè)，監(jiān)測(cè)點(diǎn)3與PE之間的電阻值，電阻值符合技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)則連接完好，電阻值異常則表明連接未完好。配置有電子鎖的車輛插座，電子鎖先鎖定車輛插頭后才開始供電（K1與K2閉合），并在整個(gè)充電流程中保持不變。假設(shè)電子鎖不能鎖定，電動(dòng)車輛控制裝置判斷下一步操作流程是否符合充電所滿足的必要條件?？刂蒲b置判斷供電插頭和供電插座是否完全連接（對(duì)于連接方式A和連接方式C，如圖1所示），需要通過電控裝置測(cè)量檢測(cè)點(diǎn)4和檢測(cè)點(diǎn)1的電壓來判斷，符合技術(shù)要求則完全連接，否則為連接不完好。

2.2 純電動(dòng)汽車如何識(shí)別供電功率的和充電載流通過能力的判斷

在充電電壓不變的情況下，充電連接裝置能夠通過額定容量由檢測(cè)點(diǎn)3與PE之間的電阻值來確認(rèn)，最大供電電流通過車輛控制裝置測(cè)量檢測(cè)點(diǎn)2的PWM信號(hào)占空比確定。如表1充電設(shè)備產(chǎn)生的占空比與充電電流限制映射關(guān)系和表2電動(dòng)車輛檢測(cè)的占空比與充電電流限值映射關(guān)系所示。

2.3 監(jiān)測(cè)充電過程的技術(shù)要求

純電動(dòng)汽車充電過程中，對(duì)于電動(dòng)汽車連接方式B和連接方式C通過對(duì)檢測(cè)點(diǎn)3與PE之間的電阻值的測(cè)量數(shù)據(jù)傳送到車輛控制裝置進(jìn)行監(jiān)測(cè)，同時(shí)車輛控制裝置也對(duì)檢測(cè)點(diǎn)2的PWM信號(hào)占空比進(jìn)行數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)并比對(duì)，對(duì)于充電模式3的連接方式A和連接方式C的電壓值的測(cè)量數(shù)值由供電控制裝置進(jìn)行監(jiān)測(cè)并進(jìn)行數(shù)據(jù)比對(duì)。

2.4 停止充電系統(tǒng)的技術(shù)條件

純電動(dòng)汽車在充電過程中，如果是符合正常的充電程序則正常完成充滿電;如果由于其他原因或?qū)冸妱?dòng)汽車造成危險(xiǎn)或危害，異常的充電數(shù)據(jù)會(huì)傳送給車輛控制裝置和供電控制裝置，車輛控制裝置則啟動(dòng)停止充電程序。

3 ?車輛控制裝置控制充電程序

3.1 充電完全連接對(duì)充電連接裝置的技術(shù)要求

沒有故障的供電設(shè)備，并且監(jiān)測(cè)到供電接口已完全連接，通過監(jiān)測(cè)供電控制裝置發(fā)出PWM信號(hào)，表明開關(guān)S1接狀態(tài)切換至PWM連接狀態(tài)，充電連接裝置是否完全連接要通過測(cè)量檢測(cè)點(diǎn)4和檢測(cè)點(diǎn)1的電壓值反饋給供電控制裝置，由供電控制裝置根據(jù)技術(shù)要求來判斷;充電連接裝置是否完全連接通過測(cè)量檢測(cè)點(diǎn)2的PWM信號(hào)反饋給車輛控制裝置來進(jìn)行判斷。

3.2 電動(dòng)汽車靜態(tài)下的充電準(zhǔn)備工作

對(duì)于需要充電的新能源汽車（含純電動(dòng)汽車），需要明確指出的是，電動(dòng)汽車要求沒有故障，并且電池組處于可充電狀態(tài)，車載充電機(jī)完成自檢后，閉合開關(guān)S2在車輛控制裝置的指令閉合。

3.3 電動(dòng)汽車啟動(dòng)充電系統(tǒng)的技術(shù)要求

檢測(cè)點(diǎn)2的PWM信號(hào)占空比傳送給車輛控制裝置后，車輛控制裝置通過數(shù)據(jù)比對(duì)后確認(rèn)供電設(shè)備的最大可供電能力，檢測(cè)點(diǎn)3與PE之間的電阻值傳送給車輛控制裝置來確認(rèn)電纜的額定容量。車輛的連接狀態(tài)及RC的電阻值。供當(dāng)充電連接裝置信號(hào)傳送給車輛控制裝置，車輛控制裝置判斷已完全連接，最大輸入電流設(shè)置符合技術(shù)要求，車載充電機(jī)開始對(duì)電動(dòng)汽車進(jìn)行充電。

3.4 正常情況下充電結(jié)束或停止的技術(shù)要求

當(dāng)車輛充電滿以后或車輛沒有充滿但想終止充電流程，車輛控制裝置收到結(jié)束程序或車輛收到駕駛員實(shí)施了停止充電的指令時(shí)，開關(guān)S2在車輛控制裝置斷開的指令下進(jìn)行斷開，車載充電機(jī)處于停止充電狀態(tài)。

3.5 非正常情況下充電結(jié)束或停止的技術(shù)要求

①對(duì)于連接方式B和連接方式C通過測(cè)量PE與檢測(cè)點(diǎn)3之間的電阻值輸送給車輛控制裝置來判斷車輛插頭和車輛插座的連接狀態(tài)，車輛控制裝置控制車載充電機(jī)在100ms內(nèi)停止充電，則開關(guān)S3由閉合變?yōu)閿嚅_，然后斷開S2（若車輛配置S2）。②檢測(cè)點(diǎn)2的PWM信號(hào)通過車輛控制裝置進(jìn)行檢測(cè)，車輛控制裝置控制車載充電機(jī)應(yīng)能在3s內(nèi)停止充電，則可判斷信號(hào)中斷。③對(duì)于充電模式3的連接方式A和連接方式C，通過對(duì)檢測(cè)點(diǎn)4和檢測(cè)點(diǎn)1進(jìn)行監(jiān)測(cè)后數(shù)據(jù)傳送給供電控制裝置，假設(shè)檢測(cè)到供電接口由完全連接變?yōu)閿嚅_，則供電控制裝置控制開關(guān)在100ms內(nèi)斷開交流供電回路。④供電設(shè)備內(nèi)部的剩余電流保護(hù)器（漏電斷路器）動(dòng)作，車輛控制裝置斷開開關(guān)S2，則車載充電機(jī)處于失電狀態(tài)。⑤車載充電機(jī)實(shí)際工作電流經(jīng)供電設(shè)備檢測(cè)，當(dāng)有以下情況出現(xiàn)時(shí)，供電設(shè)備應(yīng)在5s內(nèi)斷開輸出電源并控制開關(guān)S1切換到+12V連接狀態(tài)。⑥在供電接口已完全連接但未閉合交流供電回路時(shí)，如果發(fā)生連接異常，供電控制裝置應(yīng)在100ms內(nèi)控制開關(guān)S1切換到+12V連接狀態(tài)且不閉合交流供電回路。

4 ?充電連接控制時(shí)序

有開關(guān)S2的交流充電連接過程和控制時(shí)序，如圖4所示。

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