新能源汽车交流充电的控制逻辑和故障检修方法

【摘 要】文章主要介绍交流充电的控制逻辑，对交流充电系统故障检修的方法进行系统总结，对行业相关的从业者具有一定的参考意义。

【关键词】交流充电系统；控制逻辑；故障检修

中图分类号：U469.72 文献标识码：B 文章编号：1003-8639（ 2024 ）10-0084-02

Control Logic and Troubleshooting Method of AC Charging of New Energy Vehicles*

WEI Xiankun，TANG Rong，TANG Jinlei

（Chongqing Technology & Business Institute，Chongqing 401520，China）

【Abstract】This paper mainly introduces the control logic of AC charging，and systematically summarizes the methods of AC charging system troubleshooting，which has certain reference significance for practitioners related to the industry.

【Key words】AC charging system；control logic；troubleshooting

作者简介

魏显坤（1985—），男，副教授，硕士，汽车检测与维修技术专业主任，“中德汽车高端技术技能人才培养项目”国家留学基金委公派访问学者，研究方向为汽车技术、职业教育。

交流充电系统故障检修是新能源汽车机电维修工岗位的典型工作任务，也是技能竞赛常考的考点。本文结合自己的学习心得体会、竞赛经历、省赛出题经历，详细介绍交流充电系统故障检修的方法。

1 交流充电的控制逻辑

交流充电原理如图1所示。车辆控制装置通过测量检测点3的电压，一是判断车辆插头与车辆插座是否完全连接；二是确认当前充电连接装置的额定容量。未插枪时，车辆CC端子电压为5V。开关S3为车辆充电枪插头的内部常闭开关，与插头上的下压按钮（用以触发机械锁止装置）联动。未按下充电枪按钮时，S3处于常闭状态，充电枪CC和PE的电阻为RC。按下按钮解除机械锁止功能的同时，S3处于断开状态，充电枪CC和PE的电阻为RC+R4。充电枪完全连接时，S3处于闭合状态，充电枪CC和PE的电阻为RC。仪表显示屏上充电枪插头指示灯点亮。

电缆的额定容量为10A的充电枪，RC=1.5kΩ，R4=1.8kΩ；额定容量为16A的充电枪，RC=680Ω，R4=2.7kΩ；额定容量为32A的充电枪，RC=220Ω，R4=3.3kΩ；额定容量为63A的充电枪，RC=100Ω，R4=3.3kΩ。额定容量在充电枪上有标注。充电枪额定容量不同，RC和R4的电阻不同，检测点3的电压值也不同。车辆控制装置通过检测点3的电压值，确定充电电缆的额定容量。

未插枪时，充电枪端CP端子的电压为12V。插枪后充电枪连接正常，R1=1kΩ，R3=2.74kΩ，检测点1和检测点2的电压为9V。开关S1从+12V连接状态切换至PWM连接状态，供电控制装置发出PWM信号，检测点1检测到幅值为-9～9V的占空比信号，供电控制装置通过测量检测点1的电压值判断充电连接装置是否完全连接。二极管D1的单向导通滤波后，检测点2的波形为幅值为9V的占空比信号。车辆控制装置逋过测量检测点2的PWM信号，一是可以判断充电连接装置是否已完全连接。二是通过PWM信号占空比D确认当前供电设备的最大供电电流。PWM占空比信号D与充电电流限值映射关系：8%≤D<10%，Imax=6A；10%≤D≤85%，Imax=（D×100）×0.6A；85%<D≤90%，Imax=（D×100-64）×2.5A且Imax≤63A。

检测点1和检测点2的波形如图2所示。

开关S2为车辆内部开关，当车辆接口与供电接口完全连接，充电枪电子锁锁止，车载充电机自检无故障，高压绝缘检测正常，电池组处于可充电状态，充电参数设置正常等闭合条件满足时，S2闭合。R2=1.3kΩ，R3=2.74kΩ，R2和R3并联，并联电阻为1kΩ，R1=1kΩ，检测点1的电压是幅值为-6～6V的占空比信号。检测点2的电压是幅值为6V的占空比信号。供电控制装置通过测量检测点1的电压值判断车辆是否准备就绪。当检测点1的峰值电压为6V，确认车辆准备就绪，供电控制装置通过闭合接触器K1和K2使交流供电回路导通。仪表显示充电电流大小，有些品牌充电电流值显示为正值，有些品牌充电电流值显示为负值，方向定义不同而已。

车辆控制装置对供电设备当前提供的最大供电电流值、电缆的额定容量、车载充电机的额定输入电流值三者进行比较，将最小值设定为车载充电机当前最大允许输入电流。

在充电过程中，当电池充满、系统错误、达到车辆设置的结束条件或者驾驶员对车辆实施了停止充电的指令时，车辆控制装置断开开关S2，车载充电机处于停止充电状态。供电控制装置断开接触器K1和K2，即切断交流供电回路。

2 交流充电系统故障的检修方法

交流充电系统故障检修方法的步骤如下。

第1步，不插枪，查看车辆能否正常上电，如果整车控制器、电池管理器、动力电池主正主负继电器或者车辆绝缘故障等导致车辆不能上电，也会同样导致车辆不能充电，应先排查车辆是否存在本身不能上电的故障。

第2步，车辆上电正常，观察仪表显示屏上充电枪插头指示灯是否点亮，仪表充电枪插头指示灯点亮，说明CC正常。如果充电枪插头指示灯不亮，需要进行以下检查：①检查车辆交流充电口CC对地电压（参考值为5V），0V说明CC线断路或对地短路；②检查PE对地电阻（参考值小于1Ω），无穷大说明接地线断路；③检查充电枪端CC和PE之间的阻值，不按充电枪开关，S3常闭，CC和PE之间的电阻为RC，按下充电枪开关，S3断开，CC和PE之间的电阻为RC+R4。RC、R4参考值为：若是电缆的额定容量为10A的充电枪，RC=1.5kΩ，R4=1.8kΩ；额定容量为16A的充电枪，RC=680Ω，R4=2.7kΩ；额定容量为32A的充电枪，RC=220Ω，R4=3.3kΩ；额定容量为63A的充电枪，RC=100Ω，R4=3.3kΩ。

第3步，仪表充电枪插头指示灯点亮，观察充电电流和SOC显示。SOC显示为100%，车辆电池满电，无法充电，充电电流为0A。检查CP对地电压，参考值为12V。插上充电枪，背插测量CP波形。将图2检测点1和检测点2的波形进行对比分析。连接解码仪，读取车载充电机模块的故障和数据流，关注充电口温度数值（参考值小于85℃）。若异常，对充电口温度线路进行检查。检查枪端、车端L/N的导通性和绝缘性。

3 2018年职业院校技能大赛国赛交流充电系统典型故障赏析

一辆吉利新能源EV300，连接充电枪充电，充电线连接指示灯不亮，慢充不能充电。

故障原因为充电枪端CC线故障、车辆端CC线故障、车载充电机故障。诊断过程如下。

断开充电枪电源，CC与PE之间电阻测量值为220Ω，参考值为220Ω，正常。按下充电枪开关，CC与PE之间电阻测量值为3520Ω，参考值为3520Ω，正常。充电枪端CC信号线正常。

测量CC端子对地电压。接通点火开关，CC端子EP21/6到PE之间电压测量值为0V，正常值为5V左右，异常。CC信号线路存在断路或对地短路故障。

断开点火开关，断开SO87插头，测量EP21/6与SO87/13之间线路电阻为∞，正常为＜1Ω，断路。进一步缩小故障范围，SO87/13与 SO85/15之间线路电阻为∞，正常为＜1Ω，断路。故障位置详见图3。

4 结束语

目前新能源汽车行业呈现出诸多令人振奋的发展趋势。一方面，新能源汽车的市场渗透率将持续攀升，逐渐成为汽车市场的主流，有望在未来几年内实现更高比例的市场占有率。另一方面，技术创新不断加速，如电池技术的改进将进一步提升续航里程和充电速度，固态电池等新型电池技术也在研发与突破的进程中，有望为新能源汽车带来更卓越的性能表现。而交流充电系统故障检修作为新能源汽车机电维修工岗位的典型工作任务，亦是学生技能竞赛中的常见考点。文章主要介绍交流充电的控制逻辑，并借用案例对交流充电系统故障检修的方法进行系统总结，对汽车维修行业的从业者具有一定的借鉴意义。

（编辑 凌 波）