新能源汽車交流充電的控制邏輯和故障檢修方法

【摘 要】文章主要介紹交流充電的控制邏輯，對交流充電系統(tǒng)故障檢修的方法進行系統(tǒng)總結，對行業(yè)相關的從業(yè)者具有一定的參考意義。

【關鍵詞】交流充電系統(tǒng)；控制邏輯；故障檢修

中圖分類號：U469.72 文獻標識碼：B 文章編號：1003-8639（ 2024 ）10-0084-02

Control Logic and Troubleshooting Method of AC Charging of New Energy Vehicles*

WEI Xiankun，TANG Rong，TANG Jinlei

（Chongqing Technology & Business Institute，Chongqing 401520，China）

【Abstract】This paper mainly introduces the control logic of AC charging，and systematically summarizes the methods of AC charging system troubleshooting，which has certain reference significance for practitioners related to the industry.

【Key words】AC charging system；control logic；troubleshooting

作者簡介

魏顯坤（1985—），男，副教授，碩士，汽車檢測與維修技術專業(yè)主任，“中德汽車高端技術技能人才培養(yǎng)項目”國家留學基金委公派訪問學者，研究方向為汽車技術、職業(yè)教育。

交流充電系統(tǒng)故障檢修是新能源汽車機電維修工崗位的典型工作任務，也是技能競賽常考的考點。本文結合自己的學習心得體會、競賽經(jīng)歷、省賽出題經(jīng)歷，詳細介紹交流充電系統(tǒng)故障檢修的方法。

1 交流充電的控制邏輯

交流充電原理如圖1所示。車輛控制裝置通過測量檢測點3的電壓，一是判斷車輛插頭與車輛插座是否完全連接；二是確認當前充電連接裝置的額定容量。未插槍時，車輛CC端子電壓為5V。開關S3為車輛充電槍插頭的內部常閉開關，與插頭上的下壓按鈕（用以觸發(fā)機械鎖止裝置）聯(lián)動。未按下充電槍按鈕時，S3處于常閉狀態(tài)，充電槍CC和PE的電阻為RC。按下按鈕解除機械鎖止功能的同時，S3處于斷開狀態(tài)，充電槍CC和PE的電阻為RC+R4。充電槍完全連接時，S3處于閉合狀態(tài)，充電槍CC和PE的電阻為RC。儀表顯示屏上充電槍插頭指示燈點亮。

電纜的額定容量為10A的充電槍，RC=1.5kΩ，R4=1.8kΩ；額定容量為16A的充電槍，RC=680Ω，R4=2.7kΩ；額定容量為32A的充電槍，RC=220Ω，R4=3.3kΩ；額定容量為63A的充電槍，RC=100Ω，R4=3.3kΩ。額定容量在充電槍上有標注。充電槍額定容量不同，RC和R4的電阻不同，檢測點3的電壓值也不同。車輛控制裝置通過檢測點3的電壓值，確定充電電纜的額定容量。

未插槍時，充電槍端CP端子的電壓為12V。插槍后充電槍連接正常，R1=1kΩ，R3=2.74kΩ，檢測點1和檢測點2的電壓為9V。開關S1從+12V連接狀態(tài)切換至PWM連接狀態(tài)，供電控制裝置發(fā)出PWM信號，檢測點1檢測到幅值為-9～9V的占空比信號，供電控制裝置通過測量檢測點1的電壓值判斷充電連接裝置是否完全連接。二極管D1的單向導通濾波后，檢測點2的波形為幅值為9V的占空比信號。車輛控制裝置逋過測量檢測點2的PWM信號，一是可以判斷充電連接裝置是否已完全連接。二是通過PWM信號占空比D確認當前供電設備的最大供電電流。PWM占空比信號D與充電電流限值映射關系：8%≤D<10%，Imax=6A；10%≤D≤85%，Imax=（D×100）×0.6A；85%<D≤90%，Imax=（D×100-64）×2.5A且Imax≤63A。

檢測點1和檢測點2的波形如圖2所示。

開關S2為車輛內部開關，當車輛接口與供電接口完全連接，充電槍電子鎖鎖止，車載充電機自檢無故障，高壓絕緣檢測正常，電池組處于可充電狀態(tài)，充電參數(shù)設置正常等閉合條件滿足時，S2閉合。R2=1.3kΩ，R3=2.74kΩ，R2和R3并聯(lián)，并聯(lián)電阻為1kΩ，R1=1kΩ，檢測點1的電壓是幅值為-6～6V的占空比信號。檢測點2的電壓是幅值為6V的占空比信號。供電控制裝置通過測量檢測點1的電壓值判斷車輛是否準備就緒。當檢測點1的峰值電壓為6V，確認車輛準備就緒，供電控制裝置通過閉合接觸器K1和K2使交流供電回路導通。儀表顯示充電電流大小，有些品牌充電電流值顯示為正值，有些品牌充電電流值顯示為負值，方向定義不同而已。

車輛控制裝置對供電設備當前提供的最大供電電流值、電纜的額定容量、車載充電機的額定輸入電流值三者進行比較，將最小值設定為車載充電機當前最大允許輸入電流。

在充電過程中，當電池充滿、系統(tǒng)錯誤、達到車輛設置的結束條件或者駕駛員對車輛實施了停止充電的指令時，車輛控制裝置斷開開關S2，車載充電機處于停止充電狀態(tài)。供電控制裝置斷開接觸器K1和K2，即切斷交流供電回路。

2 交流充電系統(tǒng)故障的檢修方法

交流充電系統(tǒng)故障檢修方法的步驟如下。

第1步，不插槍，查看車輛能否正常上電，如果整車控制器、電池管理器、動力電池主正主負繼電器或者車輛絕緣故障等導致車輛不能上電，也會同樣導致車輛不能充電，應先排查車輛是否存在本身不能上電的故障。

第2步，車輛上電正常，觀察儀表顯示屏上充電槍插頭指示燈是否點亮，儀表充電槍插頭指示燈點亮，說明CC正常。如果充電槍插頭指示燈不亮，需要進行以下檢查：①檢查車輛交流充電口CC對地電壓（參考值為5V），0V說明CC線斷路或對地短路；②檢查PE對地電阻（參考值小于1Ω），無窮大說明接地線斷路；③檢查充電槍端CC和PE之間的阻值，不按充電槍開關，S3常閉，CC和PE之間的電阻為RC，按下充電槍開關，S3斷開，CC和PE之間的電阻為RC+R4。RC、R4參考值為：若是電纜的額定容量為10A的充電槍，RC=1.5kΩ，R4=1.8kΩ；額定容量為16A的充電槍，RC=680Ω，R4=2.7kΩ；額定容量為32A的充電槍，RC=220Ω，R4=3.3kΩ；額定容量為63A的充電槍，RC=100Ω，R4=3.3kΩ。

第3步，儀表充電槍插頭指示燈點亮，觀察充電電流和SOC顯示。SOC顯示為100%，車輛電池滿電，無法充電，充電電流為0A。檢查CP對地電壓，參考值為12V。插上充電槍，背插測量CP波形。將圖2檢測點1和檢測點2的波形進行對比分析。連接解碼儀，讀取車載充電機模塊的故障和數(shù)據(jù)流，關注充電口溫度數(shù)值（參考值小于85℃）。若異常，對充電口溫度線路進行檢查。檢查槍端、車端L/N的導通性和絕緣性。

3 2018年職業(yè)院校技能大賽國賽交流充電系統(tǒng)典型故障賞析

一輛吉利新能源EV300，連接充電槍充電，充電線連接指示燈不亮，慢充不能充電。

故障原因為充電槍端CC線故障、車輛端CC線故障、車載充電機故障。診斷過程如下。

斷開充電槍電源，CC與PE之間電阻測量值為220Ω，參考值為220Ω，正常。按下充電槍開關，CC與PE之間電阻測量值為3520Ω，參考值為3520Ω，正常。充電槍端CC信號線正常。

測量CC端子對地電壓。接通點火開關，CC端子EP21/6到PE之間電壓測量值為0V，正常值為5V左右，異常。CC信號線路存在斷路或對地短路故障。

斷開點火開關，斷開SO87插頭，測量EP21/6與SO87/13之間線路電阻為∞，正常為＜1Ω，斷路。進一步縮小故障范圍，SO87/13與 SO85/15之間線路電阻為∞，正常為＜1Ω，斷路。故障位置詳見圖3。

4 結束語

目前新能源汽車行業(yè)呈現(xiàn)出諸多令人振奮的發(fā)展趨勢。一方面，新能源汽車的市場滲透率將持續(xù)攀升，逐漸成為汽車市場的主流，有望在未來幾年內實現(xiàn)更高比例的市場占有率。另一方面，技術創(chuàng)新不斷加速，如電池技術的改進將進一步提升續(xù)航里程和充電速度，固態(tài)電池等新型電池技術也在研發(fā)與突破的進程中，有望為新能源汽車帶來更卓越的性能表現(xiàn)。而交流充電系統(tǒng)故障檢修作為新能源汽車機電維修工崗位的典型工作任務，亦是學生技能競賽中的常見考點。文章主要介紹交流充電的控制邏輯，并借用案例對交流充電系統(tǒng)故障檢修的方法進行系統(tǒng)總結，對汽車維修行業(yè)的從業(yè)者具有一定的借鑒意義。

（編輯 凌 波）