三、直流充电系统工作过程
直流充电系统接口按国标GB/T20234.3-2011使用9针接口,分别为DC+、 DC-、PE、S+、S-、CC1、CC2、 A+、A-等9个端子,接口形状及端子含义如图5所示。
直流充电系统线束及其与车载充电系统的接口如图6所示。线束自车辆接口后方将高低压分开布置,高压线束部分端子1、端子2分别对应DC-和DC+,同时在其中增加互锁端子;低压线束部分的端子1-6分别对应交流充电口的A-、 A+、 CC2、 S+、 S-和CC1。
与交流充电系统接口相比,直流充电系统使用CC 1、 CC2端子替代了交流充电中的CC端子,使用S+、S-端子作为交换信息通讯线,替代了交流充电中的CP端子,使用DC+、 DC-直流端子替代了交流充电系统中的L、 N交流电源端子,另外增加了A+、A-这2个辅助
蓄电池低压连接线端子。
直流充电系统工作原理图如图7所示。
从图中可以看到,以车辆接口处划分,左侧为充电桩及插头,右侧为车辆及直流充电接口。充电桩中开关5为常闭开关,与直流充电插头上的机械锁相关联,按下机械锁,开关S就打开。电阻R 1~R5分别连接于CC 1、 CC2这2条连接确认检测线路中,其阻值约为1kΩ; U1、1:2分别为充电桩和车辆控制装置中提供的参考电压,电压值为12V。
直流充电系统的工作过程可分为以下几个阶段:
(1)准备阶段:将直流充电接头与汽车充电口连接后,U1通过电阻R1、 R4、端子CC1与车身接地形成回路,U2通过电子R5、 R3、端子CC2与充电桩设备接地形成回路,分别完成工作电路的连接。直流充电系统中的非车载充电机控制装置监测检测点1的电压值达到4V时,则确认充电线路完全连接。
(2)自检阶段:充电系统完成连接后,充电桩闭合K3、 K4,低压辅助供电回路导通,12V低压电则通过A+、 A-端子与车辆形成通路。车辆控制装置通过监测检测点2的电压值,当电压达到6V时,车辆控制装置与充电桩之间通过S+、S-这2个通讯连接线发送通信信号,确认充电准备完成,同时控制开关K1、 K2闭合,进行绝缘测试,保证充电过程的安全进行。绝缘测试完成后,开关K1、K2断开。自检阶段完成。
(3)充电阶段:车辆控制装置闭合K5 、 K6,充电桩验证充电条件是否满足,即与原数据通讯时相比电压差小于5%,并且车辆电池电压处于充电机最高输出电压与最低输出电压之间,充电桩控制开关K1、 K2闭合,形成直流充电回路。在充电过程中,车辆与充电桩会通过S+、S一端子持续地进行数据通讯,并发送实时充电需求,按照动力电池充电状态及时调整充电电压和充电电流。
(4)结束阶段:车辆控制装置实时监测动力电池的充电状态或通过是否收到“充电机中止充电报文”的指令来判断是否完成充电。当满足充电完成的条件、或者接收到驾驶员的停止充电指令时,系统确认充电电流小于5A后,车辆控制装置断开开关K5、 K6,充电机控制装置断开K1、K2,最后断开K3、 K4,完成充电过程。
四、注意事项
充电时需保证以下条件满足要求:
(1)充电机:充电线连接确认信号正常;充电机供电电源正常(含220V和12V)及充电机工作正常;充电唤醒信号输出正常(12V);充电机、VCU、SMS之间通信正常(主继电器闭合、发送电流强度需求)。
(2)动力电池:动力电池电芯温度0~45℃; SOC电压差小于0.3V;单体电池最高温度与最低温度差小于15℃;实际单体最高电压不大于额定单体电压0.4V。
(3)绝缘性能:绝缘良好,阻值大于20MΩ。
(4)高、低压电路连接正常(远程控制开关关闭状态)。
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