Проверка защиты от замыкания на землю зарядных станций переменного/постоянного тока для электромобилей

1. Защита зарядных свай от заземления.

Станции зарядки электромобилей делятся на два типа:зарядные станции переменного токаи зарядные станции постоянного тока. Зарядные станции переменного тока обеспечивают переменный ток напряжением 220 В, который бортовое зарядное устройство преобразует в высоковольтный постоянный ток для зарядки аккумуляторной батареи.Зарядные станции постоянного токаОбеспечивает подачу трехфазного переменного тока напряжением 380 В, что позволяет напрямую заряжать аккумулятор через порт быстрой зарядки, минуя бортовое зарядное устройство. Национальный стандарт GB/T20234.1 четко определяет требования к интерфейсам транспортного средства и интерфейсам питания.Зарядные устройства переменного тока для электромобилейиспользовать национальный стандартный семиконтактный интерфейс, при этомзарядные устройства постоянного токаИспользуйте стандартный девятиконтактный интерфейс, соответствующий национальному стандарту. Контакты PE двух зарядных интерфейсов, расположенных со стороны автомобиля, являются клеммами заземления (см. рис. 1). Функция заземляющего провода PE заключается в надежном заземлении кузова электромобиля через переменный ток.станция зарядки электромобилейВ национальном стандарте GB/T 18487.1 заземляющий провод PE силового оборудования должен быть подключен к заземлению кузова электромобиля (контакт PE на рисунке 1) для нормального функционирования режима зарядки электромобиля.

Рисунок 1. Контакт PE интерфейса зарядки со стороны автомобиля.

Рассмотрим способ зарядки, при котором используется переменный ток.станция зарядки электромобилейиспользует двухсторонний автомобильный разъем для подключения кзарядный порт электромобиляВ качестве примера проанализирована схема управления данной зарядной системы, принципиальная схема которой показана на рисунке 2.

Когда источник питания настроен на зарядку, и оборудование исправно, напряжение в точке обнаружения 1 должно составлять 12 В.

Когда оператор держит зарядное устройство и нажимает на механический замок, S3 замыкается, но интерфейс транспортного средства не полностью соединен, напряжение в точке обнаружения 1 составляет 9 В.

Когдазаряжание пистолетаПри полном подключении к зарядному порту автомобиля, переключатель S2 замыкается. В это время напряжение в точке обнаружения 1 резко падает. Источник питания подтверждает сигнал через соединение CC и определяет ток, который может выдержать зарядный кабель, переключая переключатель S1 с 12-вольтового конца на конец с ШИМ-управлением.

Когда напряжение в точке обнаружения 1 падает до 6 В, переключатели K1 и K2 источника питания приближаются к выходному току, тем самым замыкая цепь питания. После установления электрического соединения между электромобилем и источником питания, устройство управления транспортным средством определяет максимальную мощность источника питания, оценивая коэффициент заполнения ШИМ-сигнала в точке обнаружения 2. Например, для зарядной станции на 16 А коэффициент заполнения составляет 73,4%, поэтому напряжение на конце CP колеблется между 6 В и -12 В, в то время как напряжение на конце CC… падает с 4,9 В (состояние подключения) до 1,4 В (состояние зарядки).

Как только блок управления транспортным средством определит, что зарядное соединение полностью подключено (т.е. контакты S3 и S2 замкнуты), и завершит настройку максимально допустимого входного тока бортового зарядного устройства (контакт S1 переключается на ШИМ-разъем, контакты K1 и K2 замкнуты), бортовое зарядное устройство начнет зарядку электромобиля.

В ходе этого процесса, если заземляющий провод PE будет отсоединен, в точке измерения не произойдет изменения напряжения, цепь питания не будет заведена, и электрическое соединение между электромобилем и оборудованием питания не будет установлено. В этом случае бортовое зарядное устройство будет находиться в выключенном состоянии.

2. Проверка отключения заземления зарядной системы.

Если заземлениеСистема зарядки зарядной станции переменного токаПри неисправностях электрооборудование будет пропускать ток, что потенциально может привести к поражению электрическим током и травмам. Поэтому тестирование и проверка зарядных станций имеют важное значение. В соответствии со стандартами GB/T20324, GB/T 18487 и NB/T 33008, тестирование зарядных станций переменного тока в основном включает в себя общие проверки, испытания на переключение цепей под нагрузкой и испытания на наличие неисправностей в соединениях. На примере BAIC EV200 влияние неисправного заземления PE на состояние зарядки системы наблюдается путем проверки изменений входного и выходного тока бортового зарядного устройства.

В системе, показанной на рисунке 3, клеммы CC и CP на левой стороне бортового зарядного устройства представляют собой линии управляющего сигнала зарядки; PE — это провод заземления; а L и N — это клеммы для подключения переменного тока напряжением 220 В.

Клеммы в правой части схемы бортового зарядного устройства представляют собой низковольтные коммуникационные клеммы. Их основная функция заключается в передаче сигнала бортового зарядного устройства обратно на линию подтверждения подключения VCU, активации линии сигнала пробуждения зарядки для включения приборной панели, отображающей состояние подключения, а также для пробуждения VCU и BMS зарядным устройством. Затем VCU включает приборную панель для начала отображения состояния зарядки. Положительное и отрицательное главные реле внутри аккумуляторной батареи управляются BMS и замыкаются по командам от VCU, завершая процесс зарядки аккумуляторной батареи. Клемма в нижней части бортового зарядного устройства на рисунке 3, подключенная к высоковольтному блоку управления, является высоковольтной выходной клеммой постоянного тока.

При проверке замыкания на землю в цепи PE использовались две токовые клещи для одновременного измерения входного и выходного токов. Разомкнутая цепь в цепи PE имитировалась с помощью самодельного источника переменного тока. Когда линия PE была нормально заземлена, выключатель заземления был включен. При подключении токовых клещей к линии L (или N) измеренный входной переменный ток бортового зарядного устройства составлял приблизительно 16 А. При подключении других токовых клещей к клемме постоянного тока бортового зарядного устройства измеренный ток составлял приблизительно 9 А.

Когда заземляющий провод PE был отсоединен, а заземляющий выключатель был выключен, измеренный входной переменный ток бортового зарядного устройства составлял 0 А, а выходной постоянный ток также был равен 0 А. При повторном проведении теста на обрыв цепи оба тока мгновенно вернулись к 0 А. Этот тест на обрыв цепи на клемме PE демонстрирует, что при отсоединении заземляющего провода PE на входной и выходной клеммах бортового зарядного устройства отсутствует ток, что означает, что бортовое зарядное устройство не работает и, следовательно, не подает высоковольтное электричество на высоковольтный блок управления, предотвращая зарядку аккумуляторной батареи.

Защита от замыкания на землю для зарядных станций переменного тока имеет важное значение. Без защиты от замыкания на землю зарядные станции могут представлять опасность поражения электрическим током. Из-за самозащиты зарядной цепи от отключения питания невозможно установить соединение между электромобилем и электрооборудованием, и бортовое зарядное устройство не будет работать.

-КОНЕЦ-