电动汽车充电桩故障诊断与检测

田璐璐

【摘  要】近年来，基于我国绿色环保的发展理念，电动汽车逐渐走进了人们的视野，早在许多前年，相关研究人员就研发出了这种新能源汽车，但是由于电池的容量过小，无法长距离行驶，导致其没有大批量的投入生产。而近几年来，环境污染已经成为国际上的一大问题，因此电动汽车再次受到了社会各界的广泛关注。本文主要针对电动汽车充电桩问题进行了深入分析，列举了充电设备在管理、维护等方面的不足之处，充电桩是保障电动汽车能够正常使用的重要设施，因此其故障诊断与检测工作至关重要，笔者将针对电动汽车交流充电桩的两种故障形式进行研究，对其产生的原因以及解决方式进行详细论述。

【关键词】电动汽车;充电桩;故障

引言

随着我国社会经济的飞速发展，人们生活水平也在不断的提高，私家车的数量与日俱增，直接导致了资源紧缺问题更加严重。电动汽车作为这一形势下的必然产物，得到了社会各界的广泛认同，因此，电动汽车的核心技术与基础设备也逐渐趋近于完善，国际上已经有许多国家开始致力于新型电动汽车的研发。但是，由于其发展速度过快，导致电动汽车充电设备、使用安全等方面均存在不同程度的问题，直接影响到了人们的使用感。由于电动汽车充电桩的分布与普通的充电桩不同，因此其如果在运行期间产生故障，势必会耗费极大的人力物力进行维修，所以，对充电桩进行有效的管控是非常重要的[1]。

1.电动汽车充电桩的种类及原理

顾名思义，充电桩的作用就是给电动汽车补充电能，其输入端口与电网连接，输出端口则是与汽车的充电口相连。通常情况下，充电桩都设有电子交互屏，车主可以根据不同的需求选择不同的充电模式，能够自由设置充电时长、充电量等等，同时还能够为车主打印费用明细。充电桩的作用不仅仅是充电，它还能够显示电动汽车剩余的电量以及充电所需要的时间等等。通过对某国产电动汽车进行分析，主要将充电桩分为两种，直流与交流。一般情况下，交流充电桩主要是为汽车提供220伏的交流电源，但是这种充电桩需要汽车自身对电能进行转换，才能对车载电池进行充电。但是在实际使用期间，交流充电桩由于电流较小，从而影响了汽车的充电速度，所以又被叫做“慢充”[2]。而直流充电桩的电压是三相四线 380VAC±15%，频率在50Hz左右，输出的电流为直流，能够直接进行充电，不需要额外的转换。由于直流充电桩的输入电压较大，因此其具有足够的功率，使得充电时电压与电流的可控范围相对较大，能够在最短的时间内对汽车进行充电。

2.电动汽车充电桩故障分析

2.1第一类故障分析

1.电源端口连接不当。

2.交流充电桩连接不当。

3.线路损坏或者短路。

4.故障分析流程：根据产生第一类故障现象可能存在的原因进行具体的诊断。首先，根据故障现象检查配电柜总闸开关，正常工作时总闸开关闭合，若断开，则关闭总闸开关;第二，检测总闸开关输出电压，火线（L 线）与零线（N 线）电压，火线（L 线）与地线（PE 线）电压是否为 220V，若不正常，则说明线路断开、虚接或损坏，需要重新检查并连接线路或更换开关;第三，检测充电桩输入电压，火线（L 线）与零线（N 线）电压，火线（L 线）与地线（PE 线）电压是否为 220V，若不正常，则说明线路断开或损坏，需要重新连接线路或更换开关[3]。

2.2第二类故障分析

第二类故障主要是指在电源没有发生故障的情况下，充电端口与车载电池正常连接，在设备停止运行期间产生的故障。主要可以分为七个类型。其一，在正常充电时，系统不显示任何信息或者数值为零，这种情况可能是系统与充电设备之间的通信出现了问题，导致信息无法顺利的进行传输。其二，保持充电桩正常充电，但是电流在20A以内，这种情况是电子屏出现了故障或者是充电系统混乱引起的。其三，充电过程中出现故障，原因是充电设备与系统间的连接出现了问题。其四，重启充电桩显示屏充电程序后BMS无通讯，原因是充电桩与监控系统之间数据通讯可能出现故障。其五，BMS没有产生故障，在正常充电的情况下，电流显示为零，这种情况可能是误按紧急制动按钮导致的。其六，BMS没有产生故障，不存在充电电压，同样可能是误按紧急按钮导致的。其七，BMS没有产生故障，电压变化正常，但是电流为零，这有可能是因为充电模块发生了故障。

3.电动汽车充电桩故障诊断与检测

3.1故障检修

故障诊断主要包括了故障发生的时间、种类、位置以及桩位编号等，其作用主要是对故障进行较为详细的分析，以便维修人员能够在其中获取到有用的信息。在电动汽车充电桩发生故障时，设备会自动生成故障单，同时将其发送到维修人员的终端，维修人员能够通过故障单了解到故障发生的时间、种类、位置以及桩位编号等。为了保证维修人员能够及时开展维修工作，需要对其进行较为严格的管理，在到达现场时进行线上签到。维修人员首先需要观察故障是否在自己的能力范围以内，如果出现无法处理的情况，可以提交故障单转移申请，服务器将重新选择维修人员。如果维修人员能够处理这一故障，那么则需要在处理完成以后拍摄照片上传至服务器，同时填写维修报告。如果工作人员在维修过程中发现了充电设备还存在其他的故障，这时就需要将故障的详细信息上传至服务器，等待服务器生成故障单，然后对其进行维修[4]。

3.2故障检测

为了能够有效的进行充电桩故障检测，需要建立一个完整的故障检测系统，首先，结合充电桩使用过程中的实际需求制定系统框架，主要包括充电桩的运行情况、各个模块的状态、是否正在充电、各个端口的状态。此外还有各个区域的电压、电流以及功率。然后构建一个充电桩正常运行下的数据库，服务器将数据库中的信息与实际信息进行对比，从而判断其是否存在不合理的情况，以此来检测充电桩是否存在故障，

通过电动汽车充电桩故障检测系统能够实时检测其是否处于健康状态，如果出现不正常的情况将及时给维修人员下发故障单据，从而使得充电桩的检修工作更加规范化。根据充电桩故障检测系统中的充电桩风险评价进行维修，这样就可以更好更合理地进行充电桩的检修工作。

4.结语

本文主要针对电动汽车的充电桩故障进行了分析，通过简述电动汽车充电桩的类型以及作用原理，针对其中常见的几种故障展开讨论，同时详细论述了其障碍诊断方法，大致介绍了故障检测系统的构成与作用，为电动汽车充电桩的稳定运行提供具有参考性的理论依据，使得其日常运维工作更加规范化，从而有效推动我国电动汽车行业的发展。

参考文献：

[1]曾智飞.电动汽车充电桩普及障碍及对策[J].吉首大学学报：社会科学版，2019，（A01）：137-139.

[2]寇美玲.对抚顺市电动汽车充电桩布局的规划分析[J].建筑工程技术与设计，2019，（33）：3761.

[3]龍国标.电动汽车充电桩充放电多目标自动调度方法研究[J].自动化与仪器仪表，2019，（11）：64-67.

[4]周建英，陈浩珲，方颖颖，等.一种电动汽车充电桩集中监控平台的设计与实现[J].智能电网，2019，9（03）：149-156.

（作者单位：丽水正好电力实业集团有限公司）