在之前的课程当中,我们简单介绍过新能源汽车的充电系统,大家还记得吗,什么是快充?什么是慢充?
这节课,我们就来深入学习一下快充方面的知识,也挺有意思的。
具备快充功能的车辆,都有一个快充口,我们先来看一下这个快充口,它到底长什么样?
首先大家要知道,不同的国家和地区,新能源汽车的充电口会有不同的标准。咱们国家的新能源汽车目前遵循的是2015年发布的 GB/T 20234新国标,它对充电口的型号、大小以及通信协议都做出了相应的规定。所以我们在国内修车,只需要了解这个新国标的充电口就可以了。当然,早期的一些新能源汽车,可能并不符合这个新国标,需要通过转接口才能适配现在的充电枪。
打开新能源汽车的充电盖,有快充功能的车辆都会有两个充电口,一个快充口和一个慢充口,其中尺寸较大的那个就是快充口。你数一下就知道,快充口总共有9个插孔,中间一排那两个非常粗的插孔,对应的就是正负两根高压直流充电线,它们能够将快充桩输出的高压直流电直接输送到动力电池,这就是快充口最明显的特征。
其它那些插孔又是干什么用的呢?我们来看一下快充的整个启动过程,顺便捋一下这些插孔和相关线路的具体功能。
当我们把快充枪完全插入快充口,并松手释放机械锁扣之后,都会听到咔哒一声,这表明快充枪已成功锁止。从插好枪到开始充电,可能也就短短几秒钟时间,但是这期间其实发生了很多事,我们作为维修人员,还是要多了解一下这些事情,弄懂背后的原理,才好做相应的检查和诊断。
充电口
先保证接地牢靠
插入快充枪之后,首先必须要保证连好的,就是最下排中间那个稍微粗一点的插孔(PE),它是接地线(或者搭铁线),可以让充电桩和车辆的电路系统连接到共同的基准接地点。如果接地线连接不好,车和桩无法形成统一的搭铁回路,那肯定是不行的。
全国新能源汽车充电配套设施已非常完善
检查快充枪连接状态
搭铁没问题了,接下来就要检查快充枪的连接状态。怎么检查?这要通过连接CC1和CC2这两个插孔的线路,其中CC1连接的是充电桩(负责桩端的连接确认),CC2连接的是车辆(负责车端的连接确认),没错,需要车和桩双向校验,也就是通常所说的车和桩“握手”的过程!
当快充枪插到位并成功锁止之后,从充电桩过来的CC1会通过插孔再经过位于快充口内部的分压校验电阻(1千欧)连接到PE搭铁线,原来的高电压(12伏)就会降低到某个设定的低电压(约4伏);与此同时,从车辆过来的CC2也会通过插孔再经过位于快充枪内部的分压校验电阻(1千欧)连接到PE搭铁线,原来的高电压(12伏)也会降低到某个设定的低电压(约6伏)。
快充枪
车和桩的“握手”
CC1和CC2只是充电枪连接状态的校验信号,车和桩实际的“握手”过程,还要通过快充口上排左右两侧插孔所对应的S+和S-这2根通讯线,也就是我们在修燃油车时也会碰到的CAN线。当充电桩通过CC1识别到快充枪已插好之后,就会通过CAN线(S+、S-)向车辆发送一个所谓的“充电桩握手报文(英文缩写CHM)”,相当于和车辆打个招呼:“你好,我是某某充电桩”。车辆在检测到CC2信号正常的前提下,接收到充电桩发过来的CHM报文,也要通过CAN线(S+、S-)向充电桩发送一个所谓的“车辆握手报文(英文缩写BHM)”,相当于给充电桩回复一下:“你好,我是某某车辆”。
所以,在插上快充枪之后,只有CC1和CC2这两个电压值都降低到合适的电压值,而且CAN线(S+和S-)通讯正常,充电桩和车辆才会完成“握手”这个动作。如果CC1、CC2的端子、插孔或者线路有任何问题,或者这个分压校验电阻有问题,再或者CAN线(S+和S-)通讯有问题,那都无法实现成功“握手”,快充肯定就启动不了。那么,怎么去查这个CC1和CC2信号及相关线路?你只要有一定电工基础,就是很简单的事了。
车辆充电时车内车机会显示充电“唤醒”车辆
当快充枪连接正常,车和桩完成“握手”动作,就会进入下一步,充电桩会通过快充口下排的A+和A-端口,给车辆(VCU整车控制器)发出一个12伏的“唤醒信号”。目的就是要告诉车辆:“起床了,我要准备给你充电了!”车辆被唤醒之后,就会从休眠状态转为待机状态,BMS(电池管理系统)和VCU(整车控制器)这些和充电相关的核心部件就开始工作了,车辆仪表会有相应显示。
所以,如果这个唤醒信号有问题,比如A+或A-的线路有故障,快充也是无法启动的。这部分线路的检查也非常简单,就是一个12伏的回路。
车辆被成功“唤醒”之后,接下来就是充电桩和车辆的深度交流时间。还是要通过前面所说的CAN线(S+和S-),充电桩会向车辆发送所谓的“充电桩辨识报文(英文缩写CRM)”,车辆也会向充电桩发送所谓的“车辆辨识报文(应为缩写BRM)”,双方充分交换信息,并且还要进行所谓的“参数协商(英文缩写BCM/CML/BCL)”,总之这是一个比较复杂的通信过程,大家知道大概怎么回事就可以了。
其实说白了,这就相当于车和桩的相亲。桩要做个自我介绍,讲一下它的身份背景(协议版本),告诉车它有多厉害(最大输出能力);车也要和桩透露一下它的家底和个人喜好,尤其是动力电池的类型、额定总压、容量、最高允许充电电压/电流、电池温度,等等。双方通过交换信息,确认对上眼了(车和桩能够兼容),才会正式订亲。
BMS电池管理芯片
“鉴权”通过,启动快充
要真正步入婚姻殿堂,彩礼还是必不可少的。因为快充桩基本都是需要付费的,通常只有用APP或者小程序来确认充电订单生效,也就是所谓的“鉴权通过”之后,车辆才会率先闭合动力电池内部的继电器,将快充口的D+和D-线路连接到主正母线和主负母线,让车辆进入到可充电的状态。然后充电桩再闭合内部的K1、K2主接触器,将高压直流电输送出来,这样快充才算是真正启动。
这就是直流快充的整个启动过程,实际在这期间,车辆还需要做自检(线路绝缘检查、电池安全检查等等),如果车辆自检不通过,快充也是无法启动的。对了,其实在快充口里面还集成了一个从外面看不到的温度传感器,用它来监控快充口的温度是否正常,如果这个温度传感器有问题(数值不在正常范围内),车辆也会禁止快充!
充电中手机APP或小程序会显示充电状态
快充的常见故障
通常我们更多遇到的故障,是车辆慢充正常,但是快充不了,问题基本都集中在快充专属的硬件、通信、高压回路上,下面详细给大家列一下常见的故障点。
首先是快充通信类故障,比如快充唤醒线(A+、A-)、快充CAN线(S+、S-)出现断路、短路、虚接,这类故障会导致插枪没反应、不亮灯、不通信。。
其次是充电高压回路和继电器方面的故障,比如车辆快充主正、主负、预充继电器的触电烧蚀、粘连,驱动芯片损坏;快充插座内部高压互锁开关损坏;快充高压线束、插头烧蚀松动接触不良。出现此类故障,车辆能通信、能扫码,但是到准备充电时就会中断。
关于快充,大家需要了解的就是这些。下节课,我们再学习慢充。
充电系统故障
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