北汽新能源EV160慢充充电设备故障与维修

艾卫东

（河南省工业科技学校，河南 新乡 453000）

1 北汽EV160慢充充电设备

北汽新能源EV160慢充系统由车外部的慢充充电设备和车内部组成。如图1所示，车外部慢充充电设备主要由慢充充电桩、充电线和充电枪组成；车内部主要由车载充电机、高压控制盒、动力电池、VCU等组成。

1.1 慢充充电桩

笔者通过充电桩内部电气结构之间的关系手工绘制了北汽EV160慢充充电桩内部结构框图 （图2）。其主要由充电桩控制模块、显示模块、输入模块、刷卡、急停、充电指示、电能表、继电器、交流接触器、避雷器及漏电保护器组成。接通空气开关，充电桩控制模块工作，刷卡后，刷卡信号传送给充电桩控制模块，通过显示模块实现人机对话，通过设置输入密码，设定充电模式后，充电桩控制模块使继电器工作，继电器常开触点闭合，受继电器控制的交流接触器电磁线圈通电，交流接触器常开触点闭合，220V交流电通过电能表计量，由交流接触器控制充电桩220V交流电的输出。电能表通过RS485与充电桩控制模块通信，显示模块显示充电电流、充电电压等参数，充电指示灯显示充电的状态。

图1 EV160慢充系统

图2 慢充充电桩电气框图

1.2 北汽EV160慢充充电线和充电枪

北汽EV160配备双弯头慢充充电线、家用交流慢速充电线 （又称充电宝）2种充电枪，其中充电宝既可以与充电桩连接，也可以与家用插座连接，使用较方便。家用交流慢充充电线 （充电宝）的组成见图3，它由单相插头、家用充电线控制模块及与车辆连接的弯头组成。

图3 家用交流慢充充电线

参照维修手册，通过对慢充充电设备实际测量，控制模块内部的控制逻辑见表1。其工作过程为：把充电宝的220V单相插头插入充电桩的3孔单相插座中，通过刷卡选择3孔插座为车辆充电，充电桩交流接触器闭合后，把交流电通过3孔插座输送给充电宝控制模块，控制模块通过充电线与充电枪弯头连接，当充电枪弯头与车辆慢充插孔插合过程中，充电枪弯头上锁止按钮将CC信号端子与PE的电阻阻值由680Ω变化到∞Ω，锁止后又由∞Ω变为680Ω，车辆检测到CC端子电压由5V变为3V、CP端子电压12V，VCU唤醒车辆慢充相关设备，车载充电机工作，动力电池继电器闭合充电。

表1 控制模块控制逻辑

2 北汽EV160慢充充电设备故障现象及维修

2.1 充电桩启动失败

2.1.1 故障现象

充电桩参数设定后，通过刷卡选择用3孔插座充电 （图4），点击确定后，充电桩3孔插座通电，充电宝充电指示灯显示正常；大约1min后，充电桩界面出现启动超时，同时3孔插座断电，充电宝充电指示灯全部熄灭，无法充电。

图4 充电桩启动失败

2.1.2 故障原因

通过查找维修手册和充电桩使用手册，描述的故障原因为充电枪没有插好，重新插好充电宝充电枪，故障依旧；为了验证故障原因是充电宝还是充电桩，把充电宝插入日常用3孔插座上，能够正常充电，故判断故障原因是充电桩控制系统故障。

2.1.3 故障解决过程

根据充电桩人机对话界面进行操作及界面提示，反复操作几次，测量单相3孔插座的输出电压，观察交流接触器的动作状况，其逻辑关系见表2，判断故障原因在于交流接触器的控制电路。

表2 交流接触器与插座逻辑关系

使用说明书上没有充电桩的电气原理图，为了分析充电桩的故障，根据充电桩内部的实际接线，笔者绘制了充电桩交流接触器关联的电气连接图，见图5；刷卡后选择3孔插座为车充电，此时测量继电器控制线编号KOO1的端子电压为11.6V，K002的端子电压为0V，交流接触器吸合，3孔插座输出电压220V；当界面显示启动超时，此时测量继电器控制线编号KOO1的端子电压为0V，K002的端子电压为0V，交流接触器断开，3孔插座输出电压0V。笔者怀疑继电器有故障，于是拔下继电器后，再次刷卡测试，虽然交流接触器没有吸合，3孔插座输出电压为0V,但是人机对话界面能够正常显示，见图6，此时测量继电器控制线编号KOO1的端子电压为11.6V，K002的端子电压为0V；测量继电器的线圈电阻为85Ω，在继电器线圈两端接上12V电压，继电器线圈吸合，测量其常开触点电阻为0.2Ω，继电器正常，重新安装上继电器。难道是充电桩控制器故障？

图5 交流接触器关联的电气连接图

图6 充电桩正常显示界面

根据修理车辆先易后难的原则，分析其控制电路图，在交流接触器上有2个控制线端子F003、F004，没有刷卡时测量F003、F004的端子电压为0V，刷卡测试，选择3孔插座充电，交流接触器吸合，此时测量F003、F004端子电压为11.6V；当人机界面显示超时，交流接触器断开，此时测量F003、F004端子电压为11.6V；于是拆下交流接触器端子F003、F004，按图7所示短接再次刷卡测试，选择3孔插座充电，故障消失，充电界面显示正常，充电指示灯显示正常。难道交流接触器故障？于是通过空气开关断电，拆下交流接触器观察发现有2对垂直排列端子的辅助触点，控制线F003、F004的连接端子是下排辅助触点；通过按压交流接触器的衔铁，用万用表测量两排端子辅助触点的通断，按下衔铁，下排端子辅助触点断开，上排端子辅助触点导通；释放衔铁，下排端子辅助触点导通，上排端子辅助触点断开；于是把控制线F003、F004连接到上排端子辅助触点，刷卡选择测试，故障排除。

3.2 测验。测验包括阶段性测验、单元测验或随堂考试等，主要偏重考察学生对历史事实类知识性内容的了解和掌握。考核方式的选择是按照本课程设定的了解、领会、掌握及分析应用等不同教学要求，归置为不同的客观题型，次数不限，考试时间可长可短，授课中或授课告一阶段后，教师都可以进行。测验较之课堂提问覆盖面全且标准客观统一，测验后及时反馈，便利于同学们及时发现自己的问题，强化同学们对基本历史事实的掌握。测验占到平时成绩30%。

图7 交流接触器辅助触点控制线与充电桩显示

2.1.4 维修原理

交流接触器有3对主触点、2对辅助触点，其中一对为常开触点，一对为常闭触点，控制线应该连接的是常开触点。交流接触器没有吸合时，控制线F003、F004的连接端子间的控制电压为11.6V，此时充电桩为启动准备阶段，通过充电桩人机界面系统提示，充电桩系统提示充电枪正常连接为红色，见图8；刷卡选择3孔插头充电后，交流接触器吸合，常开辅助触点闭合，短接控制线F003、F004的连接端子，控制线F003、F004的连接端子间的控制电压为0V，充电桩人机界面系统提示充电桩系统连接为绿色，此时设备供电为绿色，充电桩为车辆充电。由于搬迁充电桩过程中，拆卸了交流接触器，把控制线端子F003、F004接在辅助触点的常闭触点，所以交流接触器吸合后，常闭触点断开，控制线端子F003、F004的 电 压 为11.6V，充电桩控制器认定为启动阶段，由于F003、F004的电压一直为11.6V，所以控制器认为启动阶段失败，控制器发出信号使交流接触器断开，充电桩停止供电。

图8 充电桩系统提示

2.2 充电宝或充电桩故障灯闪烁

2.2.1 故障现象

刷卡选定利用充电桩3孔插座为车辆充电，充电桩人机对话阶段显示系统正常，充电桩交流接触器吸合，但充电宝充电故障灯闪烁、电源指示灯正常；充电桩人机对话界面无电流输出见图9，由于车载充电机控制系统没有被唤醒，解码器查询故障过程中，充电机控制系统无法通信。

图9 充电宝或充电桩故障灯及充电桩界面

2.2.2 故障原因

通过查找维修手册和充电桩使用手册，检查充电桩-充电线、慢充口、慢充线束、车载充电机、高压控制盒、动力电池之间的线路连接是否良好；根据车辆维修的原则，首先判断是充电桩、充电线还是车辆故障，于是把充电宝插入日常用3孔插座上，能够正常充电，故判断故障原因是充电桩。

2.2.3 故障解决过程

图10 充电桩搭铁线

2.2.4 维修原理

慢充系统启动，充电桩提供交流供电，充电宝与车辆慢充充电插口的充电枪弯头连接过程中，充电桩的PE和车辆CC端、CP端构成回路作为连接确认和连接控制的监测点，并把此信号发送给整车控制系统，见图11，蓄电池低压唤醒整车控制系统，动力电池BMS检测充电需求并给车载充电机发送工作指令，动力电池继电器闭合，车载充电机开始工作，进行充电；由于充电桩的电源PE端脱落，整车控制器无法检测到慢充充电枪弯头与车辆的连接和控制情况，致使充电宝故障指示灯闪烁无法充电。

图11 充电系统搭铁线电气连接图

2.3 充电桩人机对话界面显示本机暂停服务

2.3.1 故障现象

充电桩人机对话界面显示本机暂停服务，刷卡充电桩界面无变化，充电桩电源指示灯正常，其它3个指示灯熄灭，见图12，测量3孔插座之间的电压为0V，充电宝的充电指示灯不亮，充电桩无电源输出。

2.3.2 故障原因

通过查找充电桩使用手册，使用手册上没有描述此故障现象，由于充电桩控制单元能进行显示，说明低压辅助电源正常，故障范围确定为控制单元、控制单元各控制输入信号、输出信号、各连接端子的连接情况、控制线路短路、控制线路断路。

2.3.3 故障解决过程

根据充电桩正常工作时测量的各控制端信号 （表3），逐个测量控制单元各控制端子，并与表3中的数据对照，测量到控制单元控制端子485a时，测得其电压为0V，测量其与电度表相连的端子，电阻为∞，控制线路断路，见图13。从电度表拆卸485A,发现485A连接端子断裂，重新修复端子后接入电度表，通电后充电桩人机对话正常，刷卡选择3孔插座，充电桩恢复正常。

图12 本机暂停服务界面

表3 充电桩控制单元控制端子电压

2.3.4 维修原理

DDS1366型单相电子式电能表采用计量、微处理器一体化集成电路进行设计，具有物理层独立的RS485通信接口和红外通信接口；通过RS485通信接口，实现了用户用电的本地采集和控制以及本地购电充值。充电桩的中央控制单元通过485A、485B通信线采集电度表的功率、电流、充电电量进行控制，由于充电桩控制单元失去了与电度表的通信，无法收到电度表的信号，所以充电桩控制单元显示暂停服务。

图13 电表端子连接图

2.4 充电枪故障

2.4.1 故障现象

充电桩、充电枪及车辆慢充充电插口连接后，充电桩人机对话界面显示正常，但显示的数据中的充电功率、充电量、充电电流为0，充电宝只有电源指示灯亮，车辆仪表无显示，利用解码器快速测试，充电器控制系统无法通信，车辆能正常上电。

2.4.2 故障原因

根据车辆充电系统的组成，用解码器连接车辆，进行快速测试，车载充电系统无法通信，见图14，表明车载充电系统没有被激活，充电宝电源灯点亮表明充电宝220V电源正常，充电宝充电指示灯常亮不闪烁表明充电宝控制器没有给充电枪接通220V交流电，因此故障原因可能是车辆充电宝故障、车辆充电系统故障。

图14 解码器快速测试

2.4.3 故障解决过程

为了进一步验证是充电宝故障还是车辆故障，用另一个充电宝接通车辆慢充充电插孔，车辆能正常充电，用解码器快速测试，充电机控制系统通信正常，汽车仪表盘显示充电正常，故障范围确定在充电宝。由于没有充电宝的说明书和原理图，笔者拆开充电宝的控制装置和充电枪，绘制电气线路图，为故障的解决提供分析和测量，见图15。通过万用表和导线的颜色测量它们之间的连接关系，根据它们之间的连接关系绘制出电气连接框图，见图16。

图15 充电宝控制板和充电枪线路实际连接图

用万用表测量各线路的连接情况，只有CC端和PE端测量时与维修手册中描述的不符，按照车辆维修手册上CC和PE端电阻为680Ω，实际测量为∞，于是测量一套没有故障充电宝。没有按下充电枪锁头按钮时测量CC和PE端电阻为680Ω，按下充电枪锁头按钮时测量CC和PE端电阻实为∞，松开充电枪锁头按钮再次测量CC和PE端电阻为680Ω。观察充电枪锁头按钮下面有一个按钮开关，用手按压没有反应，用润滑油润滑，轻轻左右晃动按压数次，按钮弹出，再用手按压，按钮弹出灵活，用万用表测量没有按下充电枪锁头按钮时测量CC和PE端电阻为680Ω，按下充电枪锁头按钮时测量CC和PE端电阻实为∞，松开充电枪锁头按钮再次测量CC和PE端电阻为680Ω；把充电宝装复后与车辆连接进行测试，恢复正常。

图16 充电宝控制板和充电枪线路连接框图

2.4.4 维修原理

慢充充电枪弯头锁止按钮具有与车辆充电锁止功能和检测与车辆连接状况。由于弯头内的检查电阻按钮复位弹簧的卡滞，车辆控制器无法检测到慢充充电枪弯头与车辆的连接，所以车辆控制认为充电枪没有和车辆的慢充充电插座连接，致使车辆的充电系统不进行工作，而使车辆的其他电气系统正常工作，所以车辆能够正常上电；通过维修充电枪弯头内按钮的复位弹簧修复了故障。

3 维修小结

电动汽车慢充充电设备维修看起来无从下手，在维修过程中需要从基本的信息入手，同时也需积累更多的经验，维修也不复杂。对于新技术、新设备我们从绘制电器连接关系着手，根据电器间的连接关系测量各端子的数据信息，根据数据信息掌握其控制原理、工作过程，维修设备故障就不再费时费力。