新能源汽车的充电接口类型及充电系统常见故障诊断

汽车   2024-12-20 21:16   北京  


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1.充电接口

充电接口上,由于全球存在美、欧、中三大充电接口标准,因此,各车企在配置适合各自技术路线上对充电接口也进行了区别设计比如欧洲Combo接口、日本CHAdeMO接口、特斯拉的充电接口、部分美系和德系采用的CCS接口、中国的GB/T20234接口,这就意味着目前国外的车从硬件接口上就无法与国内充电桩进行连接,比如说tesla就只能通过自己建充电站来,来保证models在中国的市场推广。

目前国际上4种充电接口标准如图所示。

对于中国的国标GB/T20234,规定了交流与直流接口的标准,交流接口采用的是七针的设计,直流接口采用的九针的设计,国内车企都是遵循这个标准进行设计,但是早期一些车企考虑到电池寿命延长,某些车型没有设计直流充电的接口,一些车主在公共充电桩遇到了直流桩充不了电也是正常的。需要说明的是,并非所有新能源车型都同时采用直流和交流两种接口,有些车型如比亚迪E6等,只提供交流慢充接口。    

我国采用的七针交流慢充充电口的定义如图所示。

九针直流快充充电口的定义如图所示。

2. 通信协议    

通信协议上,目前充电协议的差异是目前充不了电的最主要原因,解释这个问题需要对交流充电与直流充电的基本原理及过程有所了解。

交流充电的过程是交流电通过充电桩—车载充电器—动力电池进行传输,从国标设计上,不存在充电桩与整车之间的通讯关系,通俗来讲,交流充电桩就是一个功率稍大的插座,不存在充电桩与整车通信协议的对接,因此如果是交流充电,理论上所有车型都是可以充电的。

对于用户来讲,只有自己的车纳入到运营商的充电服务网络内才可以正常充电,否则就只能自己想办法解决充电问题,这就是运营商让用户办理充电卡的原因,也是运营商经常提到的一车一卡绑定的原因。

新能源汽车充电系统常见的故障有哪些?如何进行检修?

1. 充电系统指示灯

以北汽新能源EV系列汽车为例,仪表充电系统相关的指示灯如表所示。    

2. 车载充电器常见的故障与检修

车载充电器故障信息将通过CAN总线报至总线上,通过CAN总线可以找出发生的故障信息。

车载充电器常见的故障如下:

(1)12V低压供电异常

当充电器12V模块异常时,BMS、仪表等由于没有唤醒信号唤醒,无法与充电器进行通讯。

当12V未上电,最简单的判断方式就是交流上电的时候,电池没有发出继电器闭合的声音,一般都是12V异常。需要检查低压保险盒内充电唤醒的保险及继电器,以及充电器端子是否出现退针的情况。

(2)充电器检测的电池电压不满足要求

此问题是在充电过程中,BMS可以正常工作,但充电器工作开始前需要检测动力电池电压,当动力电池电压在工作范围内,车载充电器可以正常工作,否则充电器认为电池不满足充电的要求。此情况常见的为高压插件端子退针或高压保险熔断,或者电池电压超过工作范围。    

(3)充电器检测与充电桩握手不正常

充电器工作过程中会检测与充电桩之间的握手信号,当判断到CC的开关断开,充电器认为此时将要拔掉充电枪,此时会停止工作,防止带电插拔,提升充电枪端子寿命。当充电枪未插到位,可能出现此情况。如图是充电器显示的状态

(4)充电桩输入电压正常,由于施工时电源线不符合标准所引起的无法充电故障

车辆在低温环境下,充电桩开始时与充电器连接正常,由于车辆动力电池低温下需将电芯加热至0℃-5℃时,才能进行正常充电,加热过程时,负载较小,电压下降并不多,进入充电过程时,负载加大,输入电压下降,充电桩为充电器提供的电源电压低于187V时,充电器无法正常工作,充电器停止工作后,负载减小,测量时电压又恢复正常,这种情况一定要在充电器进入充电过程时测量当时准确电压,来找到故障所在。    

另外,外接的充电电源接地线线路不良,是造成新能源汽车无法充电的常见原因。

3.快充常见的故障与检修

(1)充电桩显示车辆未连接

检修方法如下:

检查快充口CC1端与PE端是否有1000Ω电阻。

检查快充口导电层是否脱落。

检查充电枪CC2与PE是否导通。

(2)动力电池继电器未闭合

检修方法如下:

检查充电桩输出正极唤醒信号是否正常。

检查充电桩输出负极唤醒信号与PE是否导通。

检查充电桩CAN通讯是否正常。

(3)动力电池继电器正常闭合,但无输出电流

检修方法如下:

检查充电桩与动力电池BMS软件版本是否匹配。

检查高压连接器及线缆是否正确连接。

用诊断仪查看充电监控状态。以北汽新能源EV系列车辆为例,如图所示。    

(4)DC-DC转换器不工作 

检修方法如下:

检查连接器是否正常连接。

检查高压保险是否熔断。

检查使能信号输入是否正常(12V)。

4. 慢充常见的故障与检修

以下以北汽E150EV车辆实例介绍慢充常见的故障诊断与排除方法。

(1)车辆无法充电

故障现象:

车辆在使用充电桩充电时,充电桩指示灯亮,充电器电源工作灯亮,车辆无法充电现象。

可能原因:

动力电池控制器故障、动力电池故障、通讯故障。

故障诊断与排除:    

根据上述故障现象充电桩和充电器工作指示灯正常,第一个检查对象应该放在通讯和动力电池内部。用故障检测仪检测故障码及数据流,读出故障码:P1048(SOC过低保护故障)、P1040(电池单体电压欠压故障)、P1046(电池电压不均衡保护故障)、P0275(电池电压不均衡保护故障);读出数据流:动力电池单体电芯最低电压为2.56 V、动力电池单体电芯最高电压为3.2V,单体电芯电压差大于500mV时动力电池管理系统(BMS)启动充、放电保护而无法充电,经过更换动力电池单体电芯,动力电池故障解除,车辆恢复充电。

故障分析:

通过以上故障诊断与排除过程,总结一下动力电池具备充电的条件:

充电桩与充电器或快充桩与动力电池的通讯要匹配。

车载充电器要能正常工作,无故障。

整车控制器与充电器、动力电池控制器通讯要正常。

唤醒信号要正常。

整车控制器和动力电池控制器的信号要正常。

单体电芯之间电压差小于500mV。

高压电路无绝缘故障。

动力电池内部温度在充电的温度范围内。

(2)充电时充电桩跳闸

故障现象:

车辆在使用充电桩充电时、出现充电桩跳闸,充电器无法充电。

可能原因:    

充电器内部短路。

故障诊断与排除:

检查了充电桩交流220V电压、充电桩CP线与充电器连接正常,再检查充电线束、高压线束、充电器、动力电池的绝缘均正常,更换充电器,故障排除。

故障分析:

因为此车的故障现象是充电桩跳闸,说明唤醒信号和互锁电路正常;基本可以断定是充电器内部短路故障。

(3)充电器指示灯不亮

故障现象:

车辆在使用充电桩充电时,充电器指示灯不亮,车辆无法充电。

可能原因:

充电器内部故障、充电唤醒信号中断或互锁电路故障。

故障诊断与排除:

检查FU低压保险盒内的电池充电保险和充电器低压电源,将万用表旋到直流电压档测量充电器低压电源正常,再检查充电系统连接插件无退针、锈蚀现象,更换充电器故障排除。

故障分析:

此故障经检查充电器低压供电正常,而充电工作指示灯都不亮,基本确定为充电器内部故障。





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