Δοκιμή προστασίας γείωσης για πασσάλους φόρτισης AC/DC για οχήματα νέας ενέργειας

1. Προστασία γείωσης των πασσάλων φόρτισης

Οι σταθμοί φόρτισης ηλεκτρικών οχημάτων χωρίζονται σε δύο τύπους:Σωροί φόρτισης ACκαι πασσάλους φόρτισης συνεχούς ρεύματος. Οι πασσάλους φόρτισης εναλλασσόμενου ρεύματος παρέχουν ισχύ 220V εναλλασσόμενου ρεύματος, η οποία μετατρέπεται σε ισχύ συνεχούς ρεύματος υψηλής τάσης από τον ενσωματωμένο φορτιστή για τη φόρτιση της μπαταρίας.Σωροί φόρτισης DCΠαρέχουν τριφασική τροφοδοσία AC 380V, η οποία φορτίζει απευθείας την μπαταρία μέσω της θύρας γρήγορης φόρτισης χωρίς να χρειάζεται να περάσει από τον ενσωματωμένο φορτιστή. Το εθνικό πρότυπο GB/T20234.1 ορίζει σαφώς τις απαιτήσεις για τις διεπαφές οχημάτων και τις διεπαφές τροφοδοσίας.Φορτιστές ηλεκτρικών οχημάτων ACχρησιμοποιήστε την εθνική τυπική διεπαφή επτά ακίδων, ενώΦορτιστές DCχρησιμοποιήστε την εθνική πρότυπη διεπαφή εννέα ακίδων. Οι ακίδες PE των δύο διεπαφών φόρτισης που βρίσκονται στην πλευρά του οχήματος είναι και οι δύο ακροδέκτες γείωσης (βλ. Σχήμα 1). Η λειτουργία του καλωδίου γείωσης PE είναι η αξιόπιστη γείωση του ηλεκτρικού αμαξώματος του οχήματος μέσω του AC.σταθμός φόρτισης ηλεκτρικού αυτοκινήτουΣτο εθνικό πρότυπο GB/T 18487.1, το καλώδιο γείωσης PE του εξοπλισμού τροφοδοσίας πρέπει να είναι συνδεδεμένο στη γείωση του αμαξώματος του ηλεκτρικού οχήματος (ακίδα PE στο Σχήμα 1) για να λειτουργεί κανονικά η λειτουργία φόρτισης του ηλεκτρικού οχήματος.

Σχήμα 1. Ακροδέκτης PE της διεπαφής φόρτισης από την πλευρά του οχήματος

Λαμβάνοντας τη μέθοδο φόρτισης όπου ένα ACσταθμός φόρτισης ηλεκτρικών οχημάτωνχρησιμοποιεί μια αμφίδρομη υποδοχή οχήματος για σύνδεση στοθύρα φόρτισης ηλεκτρικού οχήματοςΓια παράδειγμα, αναλύεται το κύκλωμα ελέγχου αυτού του συστήματος φόρτισης και το διάγραμμα κυκλώματός του φαίνεται στο Σχήμα 2.

Όταν ο εξοπλισμός τροφοδοσίας έχει ρυθμιστεί για φόρτιση, εάν ο εξοπλισμός είναι άψογος, η τάση στο σημείο ανίχνευσης 1 θα πρέπει να είναι 12V.

Όταν ο χειριστής κρατάει το πιστόλι φόρτισης και πατάει την μηχανική κλειδαριά, το S3 κλείνει, αλλά η διεπαφή του οχήματος δεν είναι πλήρως συνδεδεμένη, η τάση στο σημείο ανίχνευσης 1 είναι 9V.

Όταν τοόπλο όπλισηςείναι πλήρως συνδεδεμένο στη θύρα φόρτισης του οχήματος, το S2 κλείνει. Αυτή τη στιγμή, η τάση στο σημείο ανίχνευσης 1 μειώνεται απότομα. Ο εξοπλισμός τροφοδοσίας επιβεβαιώνει το σήμα μέσω της σύνδεσης CC και ανιχνεύει το ρεύμα που μπορεί να αντέξει το καλώδιο φόρτισης, αλλάζοντας τον διακόπτη S1 από το άκρο των 12V στο άκρο PWM.

Όταν η τάση στο σημείο ανίχνευσης 1 πέσει στα 6V, οι αγωγοί K1 και K2 του εξοπλισμού τροφοδοσίας βρίσκονται κοντά στο ρεύμα εξόδου, ολοκληρώνοντας έτσι το κύκλωμα τροφοδοσίας. Αφού το ηλεκτρικό όχημα και ο εξοπλισμός τροφοδοσίας δημιουργήσουν ηλεκτρική σύνδεση, η συσκευή ελέγχου του οχήματος καθορίζει τη μέγιστη χωρητικότητα τροφοδοσίας του εξοπλισμού τροφοδοσίας αξιολογώντας τον κύκλο λειτουργίας του σήματος PWM στο σημείο ανίχνευσης 2. Για παράδειγμα, για μια στοίβα φόρτισης 16A, ο κύκλος λειτουργίας είναι 73,4%, επομένως η τάση στο άκρο CP κυμαίνεται μεταξύ 6V και -12V, ενώ η τάση στο άκρο CC... Η τάση του ακροδέκτη πέφτει από 4,9V (κατάσταση σύνδεσης) σε 1,4V (κατάσταση φόρτισης).

Μόλις η μονάδα ελέγχου του οχήματος διαπιστώσει ότι η σύνδεση φόρτισης είναι πλήρως συνδεδεμένη (δηλαδή, οι S3 και S2 είναι κλειστές) και ολοκληρώσει τη ρύθμιση του μέγιστου επιτρεπόμενου ρεύματος εισόδου του ενσωματωμένου φορτιστή (ο S1 μεταβαίνει στον ακροδέκτη PWM, οι K1 και K2 είναι κλειστοί), ο ενσωματωμένος φορτιστής ξεκινά τη φόρτιση του ηλεκτρικού οχήματος.

Κατά τη διάρκεια αυτής της διαδικασίας, εάν το καλώδιο γείωσης PE αποσυνδεθεί, δεν θα υπάρξει αλλαγή τάσης στο σημείο ανίχνευσης, δεν θα είναι δυνατή η διεξαγωγή ηλεκτρικού ρεύματος στο κύκλωμα τροφοδοσίας και δεν θα είναι δυνατή η δημιουργία ηλεκτρικής σύνδεσης μεταξύ του ηλεκτρικού οχήματος και του εξοπλισμού τροφοδοσίας. Σε αυτήν την περίπτωση, ο ενσωματωμένος φορτιστής θα βρίσκεται σε κατάσταση απενεργοποίησης.

2. Δοκιμή αποσύνδεσης γείωσης του συστήματος φόρτισης

Εάν η γείωση ενόςΣύστημα φόρτισης σωρού φόρτισης ACΣε περίπτωση δυσλειτουργίας, ο εξοπλισμός τροφοδοσίας θα παρουσιάσει διαρροή ρεύματος, η οποία ενδέχεται να οδηγήσει σε ηλεκτροπληξία και τραυματισμό. Επομένως, ο έλεγχος και η επιθεώρηση των στοίβων φόρτισης είναι απαραίτητοι. Σύμφωνα με πρότυπα όπως τα GB/T20324, GB/T 18487 και NB/T 33008, οι δοκιμές στοίβας φόρτισης AC περιλαμβάνουν κυρίως γενικές επιθεωρήσεις, δοκιμές μεταγωγής κυκλώματος υπό φορτίο και δοκιμές ανωμαλίας σύνδεσης. Χρησιμοποιώντας το BAIC EV200 ως παράδειγμα, η επίδραση της ανώμαλης γείωσης PE στην κατάσταση φόρτισης του συστήματος φόρτισης παρατηρείται ελέγχοντας τις αλλαγές ρεύματος εισόδου και εξόδου του ενσωματωμένου φορτιστή.

Στο σύστημα που φαίνεται στο Σχήμα 3, οι ακροδέκτες CC και CP στην αριστερή πλευρά του ενσωματωμένου φορτιστή είναι γραμμές σήματος ελέγχου φόρτισης. Το PE είναι το καλώδιο γείωσης και τα L και N είναι ακροδέκτες εισόδου 220V AC.

Οι ακροδέκτες στη δεξιά πλευρά του διαγράμματος του ενσωματωμένου φορτιστή είναι ακροδέκτες επικοινωνίας χαμηλής τάσης. Η κύρια λειτουργία τους είναι να ανατροφοδοτούν το σήμα του ενσωματωμένου φορτιστή στη γραμμή επιβεβαίωσης σύνδεσης της VCU, να ενεργοποιούν τη γραμμή σήματος αφύπνισης φόρτισης για να αφυπνίσουν τον πίνακα οργάνων που εμφανίζει την κατάσταση σύνδεσης και να αφυπνίσουν ο φορτιστής την VCU και το BMS. Στη συνέχεια, η VCU αφυπνίζει τον πίνακα οργάνων για να ξεκινήσει η εμφάνιση της κατάστασης φόρτισης. Τα θετικά και αρνητικά κύρια ρελέ μέσα στην μπαταρία ελέγχονται από το BMS για να κλείσουν μέσω εντολών από την VCU, ολοκληρώνοντας τη διαδικασία φόρτισης της μπαταρίας. Ο ακροδέκτης στο κάτω μέρος του ενσωματωμένου φορτιστή στο Σχήμα 3, που συνδέεται με το κιβώτιο ελέγχου υψηλής τάσης, είναι ο ακροδέκτης εξόδου υψηλής τάσης DC.

Στη δοκιμή σφάλματος γείωσης PE, χρησιμοποιήθηκαν δύο τσιμπίδες ρεύματος για την ταυτόχρονη μέτρηση των ρευμάτων εισόδου και εξόδου. Ένα σφάλμα ανοιχτού κυκλώματος PE ρυθμίστηκε χρησιμοποιώντας ένα αυτοσχέδιο τροφοδοτικό AC. Όταν η γραμμή PE ήταν κανονικά γειωμένη, ο διακόπτης γείωσης ήταν ON. Με την τσιμπίδα ρεύματος εφαρμοσμένη στη γραμμή L (ή N), το μετρούμενο ρεύμα εισόδου AC του ενσωματωμένου φορτιστή ήταν περίπου 16A. Με την άλλη τσιμπίδα ρεύματος εφαρμοσμένη στον ακροδέκτη εξόδου DC του ενσωματωμένου φορτιστή, το μετρούμενο ρεύμα ήταν περίπου 9A.

Όταν το καλώδιο γείωσης PE αποσυνδέθηκε και ο διακόπτης γείωσης ήταν στη θέση OFF, το μετρούμενο ρεύμα εισόδου AC του ενσωματωμένου φορτιστή ήταν 0A και το ρεύμα εξόδου DC ήταν επίσης 0A. Κατά την επανεκτέλεση της δοκιμής ανοιχτού κυκλώματος, και τα δύο ρεύματα επέστρεψαν αμέσως στα 0A. Αυτή η δοκιμή ανοιχτού κυκλώματος στον ακροδέκτη PE καταδεικνύει ότι όταν το καλώδιο γείωσης PE αποσυνδέεται, δεν υπάρχει ρεύμα στους ακροδέκτες εισόδου και εξόδου του ενσωματωμένου φορτιστή, πράγμα που σημαίνει ότι ο ενσωματωμένος φορτιστής δεν λειτουργεί και επομένως δεν εξάγει ηλεκτρικό ρεύμα υψηλής τάσης στο κιβώτιο ελέγχου υψηλής τάσης, εμποδίζοντας τη φόρτιση της μπαταρίας.

Η προστασία γείωσης για τους σταθμούς φόρτισης AC είναι απαραίτητη. Χωρίς προστασία γείωσης, οι σταθμοί φόρτισης μπορούν να προκαλέσουν κίνδυνο ηλεκτροπληξίας. Λόγω της προστασίας αυτόματης απενεργοποίησης του κυκλώματος φόρτισης, δεν μπορεί να δημιουργηθεί σύνδεση μεταξύ του ηλεκτρικού οχήματος και του εξοπλισμού τροφοδοσίας και ο ενσωματωμένος φορτιστής δεν θα λειτουργεί.

—ΤΟ ΤΕΛΟΣ—