Test ochrony uziemienia dla stosów ładowania AC/DC dla pojazdów zasilanych nowymi źródłami energii

1. Zabezpieczenie uziemienia słupów ładowania

Stacje ładowania pojazdów elektrycznych dzielą się na dwa typy:Stosy ładowania prądem przemiennymi stosy ładowania prądem stałym. Stosy ładowania prądem przemiennym dostarczają prąd przemienny o napięciu 220 V, który jest następnie przekształcany przez wbudowaną ładowarkę w prąd stały wysokiego napięcia w celu naładowania akumulatora.Stosy ładowania prądem stałymDostarczają trójfazowe zasilanie prądem przemiennym o napięciu 380 V, które ładuje akumulator bezpośrednio przez port szybkiego ładowania, bez korzystania z ładowarki pokładowej. Norma krajowa GB/T20234.1 jasno określa wymagania dotyczące interfejsów pojazdu i interfejsów zasilania.Ładowarki AC EVkorzystać z siedmiopinowego interfejsu standardowego dla kraju,Ładowarki prądu stałegoUżyj standardowego, dziewięciopinowego interfejsu krajowego. Styki PE dwóch interfejsów ładowania, znajdujących się po stronie pojazdu, pełnią funkcję zacisków uziemiających (patrz rysunek 1). Funkcją przewodu uziemiającego PE jest niezawodne uziemienie nadwozia pojazdu elektrycznego poprzez prąd przemienny.stacja ładowania samochodów elektrycznychZgodnie z normą krajową GB/T 18487.1 przewód uziemiający PE urządzenia zasilającego musi być podłączony do uziemienia nadwozia pojazdu elektrycznego (styk PE na rysunku 1), aby tryb ładowania pojazdu elektrycznego działał prawidłowo.

Rysunek 1. Pin PE interfejsu ładowania w pojeździe

Wybór metody ładowania, w której prądem zmiennymstacja ładowania pojazdów elektrycznychwykorzystuje dwukierunkowe złącze samochodowe do podłączenia doport ładowania pojazdu elektrycznegoJako przykład przeanalizowano obwód sterujący tego układu ładowania, a jego schemat pokazano na rysunku 2.

Jeżeli urządzenie zasilające jest ustawione w trybie ładowania i nie wykazuje żadnych usterek, napięcie w punkcie detekcji 1 powinno wynosić 12 V.

Gdy operator trzyma pistolet ładujący i naciśnie blokadę mechaniczną, S3 zamyka się, ale interfejs pojazdu nie jest w pełni połączony, napięcie w punkcie detekcji 1 wynosi 9 V.

Kiedypistolet ładującyGdy przewód jest w pełni podłączony do portu ładowania pojazdu, styk S2 zamyka się. W tym momencie napięcie w punkcie detekcji 1 gwałtownie spada. Zasilacz potwierdza sygnał poprzez złącze CC i mierzy prąd, jaki może wytrzymać kabel ładujący, przełączając przełącznik S1 z końca 12 V na koniec PWM.

Gdy napięcie w punkcie detekcji 1 spadnie do 6 V, przełączniki K1 i K2 zasilacza zbliżają się do prądu wyjściowego, zamykając tym samym obwód zasilania. Po nawiązaniu połączenia elektrycznego między pojazdem elektrycznym a zasilaczem, układ sterujący pojazdu określa maksymalną moc zasilacza, oceniając współczynnik wypełnienia sygnału PWM w punkcie detekcji 2. Na przykład, dla akumulatora ładowania 16 A, współczynnik wypełnienia wynosi 73,4%, zatem napięcie na zacisku CP waha się między 6 V a -12 V, podczas gdy napięcie na zacisku CC… Napięcie na zaciskach spada z 4,9 V (stan połączenia) do 1,4 V (stan ładowania).

Gdy jednostka sterująca pojazdu ustali, że złącze ładowania jest w pełni podłączone (tj. S3 i S2 są zwarte) i zakończy ustawianie maksymalnego dopuszczalnego prądu wejściowego ładowarki pokładowej (S1 przełącza się na zacisk PWM, K1 i K2 są zwarte), ładowarka pokładowa rozpoczyna ładowanie pojazdu elektrycznego.

W trakcie tego procesu, jeśli przewód uziemiający PE zostanie odłączony, napięcie w punkcie detekcji nie ulegnie zmianie, obwód zasilania nie będzie mógł być zasilany, a połączenie elektryczne między pojazdem elektrycznym a urządzeniem zasilającym nie zostanie nawiązane. W takim przypadku ładowarka pokładowa będzie wyłączona.

2. Test odłączenia uziemienia układu ładowania

Jeżeli uziemienieSystem ładowania stosu prądu przemiennegoW przypadku awarii urządzenia zasilającego może dojść do upływu prądu, co może prowadzić do porażenia prądem i obrażeń ciała. Dlatego testowanie i kontrola stosów ładowania jest niezbędna. Zgodnie z normami takimi jak GB/T20324, GB/T 18487 i NB/T 33008, testowanie stosów ładowania prądem przemiennym obejmuje głównie kontrole ogólne, testy przełączania obwodów pod obciążeniem oraz testy nieprawidłowości połączeń. Na przykładzie BAIC EV200, wpływ nieprawidłowego uziemienia przewodu ochronnego PE na stan ładowania układu ładowania jest obserwowany poprzez testowanie zmian prądu wejściowego i wyjściowego ładowarki pokładowej.

W systemie pokazanym na rysunku 3 zaciski CC i CP po lewej stronie ładowarki pokładowej to linie sygnału sterującego ładowaniem; PE to przewód uziemiający; a L i N to zaciski wejściowe prądu przemiennego 220 V.

Zaciski po prawej stronie schematu ładowarki pokładowej to zaciski komunikacyjne niskiego napięcia. Ich główną funkcją jest przesyłanie sygnału ładowarki pokładowej do linii potwierdzenia połączenia VCU, aktywacja linii sygnału wybudzania ładowania w celu wybudzenia panelu wskaźników wyświetlającego stan połączenia oraz wybudzanie VCU i BMS przez ładowarkę. Następnie VCU wybudza panel wskaźników, aby rozpocząć wyświetlanie stanu ładowania. Dodatni i ujemny przekaźnik główny wewnątrz akumulatora jest sterowany przez BMS, który zamyka się za pomocą poleceń z VCU, kończąc proces ładowania akumulatora. Zacisk u dołu ładowarki pokładowej na rysunku 3, podłączony do skrzynki sterowniczej wysokiego napięcia, to zacisk wyjściowy wysokiego napięcia prądu stałego.

W teście zwarcia doziemnego przewodu ochronnego PE, dwa cęgi prądowe zostały użyte do jednoczesnego pomiaru prądów wejściowych i wyjściowych. Zwarcie w obwodzie ochronnym przewodu ochronnego PE zostało ustawione za pomocą samodzielnie wykonanego zasilacza prądu przemiennego. Gdy przewód ochronny PE był normalnie uziemiony, przełącznik uziemienia był w pozycji ON. Po podłączeniu cęgów prądowych do przewodu L (lub N), zmierzony prąd wejściowy prądu przemiennego ładowarki pokładowej wyniósł około 16 A. Po podłączeniu drugiego cęgu prądowego do zacisku wyjściowego prądu stałego ładowarki pokładowej, zmierzony prąd wyniósł około 9 A.

Po odłączeniu przewodu uziemienia PE i wyłączeniu przełącznika uziemienia, zmierzony prąd wejściowy prądu przemiennego ładowarki pokładowej wyniósł 0 A, a prąd wyjściowy prądu stałego również 0 A. Po ponownym wykonaniu testu obwodu otwartego, oba natężenia prądu natychmiast powróciły do ​​0 A. Ten test obwodu otwartego na zacisku PE pokazuje, że po odłączeniu przewodu uziemienia PE na zaciskach wejściowych i wyjściowych ładowarki pokładowej nie płynie prąd. Oznacza to, że ładowarka pokładowa nie działa i nie dostarcza wysokiego napięcia do skrzynki sterowniczej wysokiego napięcia, uniemożliwiając ładowanie akumulatora.

Uziemienie w przypadku stacji ładowania prądem przemiennym jest niezbędne. Bez uziemienia stacje ładowania mogą stwarzać zagrożenie porażenia prądem. Ze względu na zabezpieczenie obwodu ładowania przed samoczynnym wyłączeniem, nie można nawiązać połączenia między pojazdem elektrycznym a urządzeniem zasilającym, a ładowarka pokładowa nie będzie działać.

—KONIEC—