电动汽车充电设施检测技术及故障分析

宋忠财



电动汽车充电设施检测技术及故障分析

宋忠财

（山东省产品质量检验研究院，山东 济南 250102）

电动汽车的出现为人们出行提供了便利，但一些车辆问题也随之暴露出来。充电设施检测技术有助于车辆故障检测与故障分析，使电动车充电设施获得高效的运营管理，实现低碳绿色出行，未来发展潜力巨大。对此，笔者结合实践研究，对电动汽车充电设施检测技术与故障分析展开分析。

电动汽车；充电设施；检测技术；故障分析

前言

伴随着可持续战略目标的提出，新能源电动汽车快速占领汽车市场，得到了人们支持与信赖。但是，仍然有一些人对电动汽车较为排斥，在充电设施安全方面存在异议。如果能够完善充电设施检测技术，规范产品，将有望实现电动汽车普及，推动汽车行业进步发展，实现可持续发展目标。

1 电动汽车充电设施检测技术

电动汽车充电站电气检测分为直流充电桩与非车载充电机形成的充电站的电气性能。在安全性检测技术应用上包括，第一，充电设施集成化、移动式载体设计，原有测试设备科学设计并作为车载式检测平台。第二，充电设施充电操作性、协议一致性检测、诊断技术，提高汽车和充电设施充电兼容检测水平、充电设施充电安全水平，创新研发充电桩自动检测，减小试验场准备时间、检测时间等影响要素。第三，光伏发电装置的运用。装置搭载、电源供应具有安全性、稳定性作用，检验汽车外端时安装单晶光伏发电太阳能电池板，逆变后作为实验设备电源，优化操作过程。现场实验电源无法接取时仍然保证实验顺利进行，确保实验电源及时补充。

1.1 系统研究

将CAN通讯协议体系作为核心，进行原有可编程直流负载、直流车辆接口电路模拟器、多通道录波设备融合。引进太阳能电池板、锂电池等技术，科学分配，使汽车BMS模拟、信息搜集、光储系统的稳定运行。充电设施充电兼容性智能化检验包含：第一，直流汽车接口电路模拟器，具有充电枪标准接口和R4电阻仿真模拟作用，达到各接口触点仿真性。第二，可编程直流荷载，容量在60kW，荷载电压接入在200V--1000V的，电流加载在0--120A，荷载和独立应用。第三，光伏系统引入，车顶单晶光伏发电太阳能电池板，功率100W大小1㎡。迅速铺设单晶电池板，功率为400W，借助DC/DC光伏变流器为储能锂电池充电，达到荷载检测、照明、传感器等系统的供电。第四，储能锂电池组选择3个24节40Ah锂电池，电池容量9kWh，与DC/DC双向变流器配合对逆变器、电池模拟进行供电。第五，多通道录波设备。选择多个高速10MS/S12--Bit绝缘单元，CAN总线监视单元，4个1400Vpk100MHz高低压差分探头。系统有着较高的继承性，符合固定测试设备安装要求，其中包含检测接口、扩展接口。设备供电系统分别为外接220V交流电与储能电池，功率3kW以上，布线稳固在后备箱，防止重复检测，达到自动化检测。

1.2 软件设计

通讯一致性自动化检测系统，检测过程中自主进行数据搜集与分析。互操作性检测系统经过录波仪和计算机软件关联进行采样记录，达到整体性控制，根据要求截取相应参数。检测过程中都可以利用数据搜集与自动分析获得检测结果，如：结果分析、测试状态，检测效率较高。

1.3 检测分析

结合检测内容，测试系统控制终端向调压装置、负载装置提交控制指令，调压装置控制电压、负载装置控制电阻，接收到反馈命令后记录电流、电压。通过控制装置与计算后把谐波含量、电流、电压输送到录波处理装置。处理装置受到数据后编制变化曲线，得出充电机效率、稳压状态，再传输至测试系统控制端展开比较，生成测试结果显示出来。结合事前设定的标准报告出示检测报告，储存到内部系统。现场检测过程中要求车载充电设施检测平台进入现场，做好安全控制即可开始检测。关于设备处于汽车内部，检测过程中主要简单的插拔式接线即可。

2 电动汽车检测故障分析

电动汽车在国内的销量持续增长，有力带动了电动汽车充电站的发展，充电桩做为新能源汽车的配套设施，其充电性能和和安全问题更是不容忽视，充电桩是否合格需要用到专业的检测设备，做好设备技术分析成为主要研究内容。

2.1 检测内容

由于电动汽车充电设施复杂，关系着人们生命安全。因此，做好充电桩检测尤为重要。首先，充电交流桩通电检测包含带载分合电路、连接异常等多环节，带载分合电路与过流保护要求与大功率交流荷载连接应用。交流充电桩互操作包含确认测试、充电准备，输出过流也要求与大功率交流复杂配合应用。其次，非车载充电机检测包含电流偏差、充电机电流、输出电压偏差等。非车载充电机传导充电互操作检测包含自检、连接检测、导引电压限制检测。输出电流控制偏差检测、电流调整时间检测要求与交流电源和直流负载配合应用。最后，非车载充电通讯协议一致性检测包含参数配置、充电过程及完成充电。检测过程中会受到环境和时间影响，因而需要对以上检测内容进行适当优化。

2.2 故障分析

第一，互操作充电时，充电桩检测电池电压超过5%后准备中点击，传输AA报文。故障分析：充电机没有检验到>5%的电压参数。第二，互操作其它充电故障，充电桩发送CST停止原因错内容为（充电机急停故障）。故障分析，没有按时间的停止原因去判断。互操作充电阶段，充电机不能根据需求实时调整输出电压和电流。故障分析，程序未下发到充电模块。第三，互操作车辆接口断开测试，

CCI检测到非4V时停止充电，100ms内断开K1/K2实际断开时间为200ms左右。故障分析，充电桩对非4V采集不准或者程序对判定时间未做要求。互操作过压测试，输出过压后不停或停止时间长＞1s。故障分析，未采集到过压点或是对过压未做判断。互操作自检阶段，绝缘检测后需要对电压进行泄放1s降到60V以下，实际测下降时间＞1s（为1.8s）。故障分析，控制泄放电阻投放时间长。第四，电子锁检测，正常充电过程中电子锁可以打开。故障分析，充电桩程序未设置或电子锁损坏。绝缘故障测试，≤100欧/V时充电桩可以正常充电。故障分析，程序未设定或采集电阻值不准。第五，一致性报文发送测试，否定测试中5s超时实际为4.8s标准为（5+0.5s）。故障分析，程序下发数据错误。报文发送开始条件与中止条件测试，CST报文收到BSD报文后还继续发送CST报文。故障分析，程序下发数据错。第六，电性能测试，稳流精度中电流显示不准，电流越小显示偏差越大。故障分析，单元性能决定电流显示。

3 结语

综合分析，电动汽车充电设施检测有助于解决充电设施管理问题，提升管理水平与管理效果，便于及时发现车辆存在的问题并处理，确保行驶安全。同时，加大电动车充电设施检测技术分析也是推动汽车行业长久发展的根本之道，推动电动汽车推广应用，得到更多人的认可与购买，社会实现可持续发展。

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Title Detection Technology and fault analysis of Electric vehicle Charging Facilities

Song Zhongcai

( Shandong institute for Product Quality Inspection, Shandong Jinan 250102 )

The emergence of electric vehicles has provided convenience for people to travel, but some vehicle problems have also been exposed. Charging facilities detection technology is helpful to vehicle fault detection and fault analysis, so that the charging facilities of electric vehicles can be managed efficiently, and low-carbon green travel can be realized, which has great potential for future development. In this regard, the author combines practical research to analyze the detection technolo -gy and fault analysis of electric vehicle charging facilities.

Electric vehicle; Charging facilities; Detection technology; Fault analysis

A

1671-7988(2019)05-35-02

U469.72

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1671-7988(2019)05-35-02

U469.72

宋忠财(1967.11-)男，汉族，就职于山东省产品质量检验研究院，工程师，研究方向：车辆工程。

10.16638/j.cnki.1671-7988.2019.05.010