Test de protecție la împământare pentru pile de încărcare AC/DC pentru vehicule cu energie nouă

1. Protecția la împământare a piloților de încărcare

Stațiile de încărcare pentru vehicule electrice sunt împărțite în două tipuri:Pile de încărcare ACși pile de încărcare în curent continuu. Pilele de încărcare în curent alternativ furnizează o tensiune alternativă de 220 V, care este convertită în curent continuu de înaltă tensiune de către încărcătorul de bord pentru a încărca bateria.Pile de încărcare DCfurnizează o alimentare trifazată de 380V CA, care încarcă direct bateria prin portul de încărcare rapidă, fără a trece prin încărcătorul de bord. Standardul național GB/T20234.1 stipulează clar cerințele pentru interfețele vehiculelor și interfețele de alimentare.Încărcătoare AC pentru vehicule electriceutilizați interfața națională standard cu șapte pini, în timp ceÎncărcătoare de curent continuuutilizați interfața națională standard cu nouă pini. Pinii PE ai celor două interfețe de încărcare situate pe partea vehiculului sunt ambele terminale de împământare (vezi Figura 1). Funcția firului de împământare PE este de a lega la pământ în mod fiabil caroseria vehiculului electric prin curent alternativ.stație de încărcare pentru mașini electriceConform standardului național GB/T 18487.1, firul de împământare PE al echipamentului de alimentare trebuie conectat la împământarea caroseriei vehiculului electric (pinul PE din Figura 1) pentru ca modul de încărcare al vehiculului electric să funcționeze normal.

Figura 1. Pinul PE al interfeței de încărcare din partea vehiculului

Adoptând metoda de încărcare în care un curent alternativstație de încărcare pentru vehicule electricefolosește un conector auto cu două căi pentru conectarea laportul de încărcare al vehiculului electricCa exemplu, este analizat circuitul de control al acestui sistem de încărcare, iar schema circuitului său este prezentată în Figura 2.

Când echipamentul de alimentare este setat pentru încărcare, dacă echipamentul nu prezintă defecțiuni, tensiunea la punctul de detecție 1 ar trebui să fie de 12V.

Când operatorul ține pistolul de încărcare și apasă blocarea mecanică, S3 se închide, dar interfața vehiculului nu este complet conectată, tensiunea la punctul de detecție 1 fiind de 9V.

Cândarmă de încărcareeste complet conectat la portul de încărcare al vehiculului, S2 se închide. În acest moment, tensiunea la punctul de detectare 1 scade rapid. Echipamentul de alimentare confirmă semnalul prin conexiunea CC și detectează curentul pe care îl poate suporta cablul de încărcare, comutând comutatorul S1 de la capătul de 12V la capătul PWM.

Când tensiunea la punctul de detecție 1 scade la 6V, comutatoarele K1 și K2 ale echipamentului de alimentare se apropie de curentul de ieșire, completând astfel circuitul de alimentare. După ce vehiculul electric și echipamentul de alimentare stabilesc o conexiune electrică, dispozitivul de control al vehiculului determină capacitatea maximă de alimentare a echipamentului de alimentare prin evaluarea ciclului de funcționare al semnalului PWM la punctul de detecție 2. De exemplu, pentru o stație de încărcare de 16A, ciclul de funcționare este de 73,4%, prin urmare tensiunea la capătul CP fluctuează între 6V și -12V, în timp ce tensiunea la capătul CC... Tensiunea la terminal scade de la 4,9V (stare conectată) la 1,4V (stare de încărcare).

Odată ce unitatea de control a vehiculului stabilește că conexiunea de încărcare este complet conectată (adică S3 și S2 sunt închise) și finalizează setarea curentului de intrare maxim admis al încărcătorului de bord (S1 comută la terminalul PWM, K1 și K2 sunt închise), încărcătorul de bord începe încărcarea vehiculului electric.

În timpul acestui proces, dacă firul de împământare PE este deconectat, nu va exista nicio modificare a tensiunii la punctul de detectare, circuitul de alimentare nu poate fi condus și nu se poate stabili o conexiune electrică între vehiculul electric și echipamentul de alimentare. În acest caz, încărcătorul de bord va fi în starea deconectată.

2. Test de deconectare de la împământare a sistemului de încărcare

Dacă punerea la pământ a unuiSistemul de încărcare al pilei de încărcare ACÎn caz de defecțiuni, echipamentul de alimentare va avea scurgeri de curent, ceea ce poate duce la electrocutare și vătămări corporale. Prin urmare, testarea și inspectarea pilelor de încărcare sunt esențiale. Conform standardelor precum GB/T20324, GB/T 18487 și NB/T 33008, testarea pilelor de încărcare în curent alternativ include în principal inspecții generale, teste de comutare a circuitelor sub sarcină și teste de detectare a anomaliilor de conectare. Folosind BAIC EV200 ca exemplu, impactul unei împământări anormale PE asupra stării de încărcare a sistemului de încărcare este observat prin testarea modificărilor curentului de intrare și ieșire ale încărcătorului de bord.

În sistemul prezentat în Figura 3, terminalele CC și CP din partea stângă a încărcătorului integrat sunt linii de semnal de control al încărcării; PE este firul de împământare; iar L și N sunt terminale de intrare de 220V CA.

Terminalele din partea dreaptă a diagramei încărcătorului de bord sunt terminale de comunicație de joasă tensiune. Funcția lor principală este de a transmite semnalul încărcătorului de bord către linia de confirmare a conexiunii VCU, de a activa linia de semnal de activare a încărcării pentru a activa panoul de bord care afișează starea conexiunii și de a activa VCU și BMS de către încărcător. VCU activează apoi panoul de bord pentru a începe afișarea stării de încărcare. Releele principale pozitive și negative din interiorul bateriei sunt controlate de BMS pentru a se închide prin comenzi de la VCU, finalizând procesul de încărcare a bateriei. Terminalul din partea inferioară a încărcătorului de bord din Figura 3, conectat la cutia de control de înaltă tensiune, este terminalul de ieșire CC de înaltă tensiune.

În testul de defect de împământare PE, s-au folosit două clește ampermetrice pentru a măsura simultan curenții de intrare și ieșire. Un defect de circuit deschis PE a fost setat folosind o sursă de alimentare CA fabricată manual. Când linia PE era normal legată la masă, comutatorul de împământare era pornit. Cu cleștele ampermetric aplicat la linia L (sau N), curentul de intrare CA măsurat al încărcătorului de bord a fost de aproximativ 16 A. Cu celălalt clește ampermetric aplicat la terminalul de alimentare CC de ieșire al încărcătorului de bord, curentul măsurat a fost de aproximativ 9 A.

Când firul de împământare PE a fost deconectat și comutatorul de împământare era în poziția OPRIT, curentul de intrare CA măsurat al încărcătorului integrat a fost de 0 A, iar curentul de ieșire CC a fost, de asemenea, de 0 A. La reefectuarea testului de circuit deschis, ambii curenți au revenit instantaneu la 0 A. Acest test de circuit deschis la terminalul PE demonstrează că, atunci când firul de împământare PE este deconectat, nu există curent la terminalele de intrare și ieșire ale încărcătorului integrat, ceea ce înseamnă că încărcătorul integrat nu funcționează și, prin urmare, nu furnizează electricitate de înaltă tensiune către cutia de control de înaltă tensiune, împiedicând încărcarea bateriei.

Protecția la împământare pentru stațiile de încărcare de curent alternativ este esențială. Fără protecție la împământare, stațiile de încărcare pot cauza pericole de electrocutare. Din cauza protecției la auto-oprire a circuitului de încărcare, nu se poate stabili o conexiune între vehiculul electric și echipamentul de alimentare, iar încărcătorul de bord nu va funcționa.

-SFÂRȘITUL-