【科普】新能源汽车充电操作方法

一、直流充电系统

（一）直流充电柜认知

1、直流充电柜的结构

直流充电柜的输入电压采用三相四线380V AC（±15%），频率50Hz，输出可调的直流电，可以不经过车载充电机，直接为电动汽车的动力电池充电。

（1）急停开关

当发生紧急情况的时候，快速按下此按钮切断电路，起到保护的作用。

（2）充电状态指示灯

充电指示灯起提示作用，一般有三种状态，黄灯表示待机中，绿灯表示正在充电中，红灯表示故障。

（3）充电开关旋钮

用于控制充电的开关启动与停止。

（4）充电枪

充电桩连接车辆的连接器。

（5）进线电缆

用于连接电网的电缆。

（6）熔断器

指当充电桩工作中电流超过规定值时，以本身产生的热量使熔体熔断，断开电路，起保护作用。

（7）主继电器

控制充电电路的闭合与断开。

（8）充电器控制板通讯模块

充电桩主要控制及通讯单元。

（9）断路器

高压交流输入的第一级开关，可以切断和接通负荷电路，起安全保护作用。

（10）防雷模块

泄放因雷击或者其它原因产生的过量电能，避免损坏设备。

（11）辅助电源

为主控器及BMS系统提供电源。

（12）充电模块

给车辆提供实际充电电流和充电电压。

2、直流充电柜工作原理

3、直流充电柜铭牌

（1）设备：电动汽车直流充电桩（室外）

（2）型号：WMZ750160Y2-V212

（3）输入电压：380V±20％的三相交流电压

（4）输出电压：750V直流电压

（5）输出电流：160A

（6）出厂编号：Z2010028

（7）生产日期：2020.01.10

根据国家电力行业标准DL/T 459-2000《电力系统直流电源柜订货技术条件》中的要求直流充电柜在出厂时，每套直流充电柜必须有铭牌且必须在柜的明显位置，铭牌上应标明各种参数。

4、直流充电柜的应用

直流充电桩可用于城市专用充电站（公交车、出租车、公务车、环卫车、物流车等）、城市公共充电站（私家车、通勤车、大巴车）及高速公路充电站等需要快速充电的场所。

（二）直流充电柜充电步骤

（1）车辆驶入充电位停好，将电源档位置于“OFF”档。

（2）打开电动汽车直流充电电口盖。

（3）按下锁止按钮，取出充电插头。

（4）把充电枪插入充电口，听到”咔”的响声，代表卡扣以及卡到卡槽中，确认已连接完成。

（5）检测仪表上充电指示灯是否点亮

（6）充电柜上的开关旋钮打到ON档，启动充电。

（7）充电过程中，组合仪表显示相关的充电参数及画面。

（8）当充满电时，充电柜会自动停止充电，充电柜上的充电指示灯熄灭。

（7）拔下充电枪，插回到充电盒或充电柜上。

（8）关闭直流充电电口盖。

（9）充电完成

2、注意事项

为了避免对充电设备和动力电池造成破坏，在使用充电柜的过程中要注意以下事项：

1）不要在充电口盖打开的状态下关闭充电口舱门；

2）不要用力拉或者扭转充电电缆；

3）不要使充电设备承受撞击；

4）不要在温度高于50℃的环境下存放或者使用充电设备；

5）不要把充电设备放在靠近加热器或其他热源的地方。

6）充电时电源挡位需处于“OFF”挡，电源处于“OK”挡电时不能充电，禁止电源处于“OK”挡电时充电。

7）停止充电时应先将充电柜或充电桩关闭，再断开充电连接器；家用交流充电时应先断开交流充电连接器，再断开插座端电源。

8）如果车辆长时间不使用，为了延长动力电池的使用寿命，建议每3个月充电一次。

二、交流充电系统

（一）交流充电桩充电介绍

1、交流充电桩结构

交流充电桩的外部结构主要由充电指示灯、触摸显示屏、IC卡读写器、充电插头和充电插座等组成。

交流充电桩的内部结构主要由辅助电源、主控制模块、辅助继电器模块、门禁开关、急停开关、接线排、单相断路器、防雷器模块、智能电表和交流接触器等部件组成。

2、交流充电桩工作原理

交流充电桩只提供电力输出，没有充电功能，需连接车载充电机为电动汽车充电。相当于只是起了一个控制电源的作用。当用户插上充电枪之后，开始刷卡，充电桩智能控制模块把充点卡的余额等信息通过显示模块显示出来。用户再通过输入模块输入充电参数，确认充电，充电桩智能控制模块控制内部继电器吸合，交流电从插座输出给车载充电机。

3、交流充电桩充电步骤

（1）车辆驶入充电位停好，电源档位置于“OFF”档。

（2）打开交流充电插座的舱盖和保护盖。

（3）按下充电插头上的锁止按钮，将交流充电桩的充电插头取出。

（4）把充电插头和充电插座对齐，插入车辆交流充电插座。

（5）查看组合仪表充电指示灯是否点亮。

（6）按照充电设备指导步骤启动充电。

（7）充电过程中，组合仪表显示相关的充电参数及画面。

（8）通过充电设备设置或电量已充满结束充电。

（9）按下充电插头的锁止按钮，拔出充电插头，将其归回交流充电桩。

（10）合上交流充电插座的保护盖和舱盖。

（11）交流充电过程结束。

（二）挂壁式交流充电盒充电介绍

1、壁挂式三相交流充电盒

例如比亚迪壁挂式三相交流充电盒常温下（23℃ ）三相交流充电时，动力电池充电电量（SOC） 从10% 到100% 所需时间约为1h，充电性能参数如下为：输入电压：380V AC，50Hz，充电时间：1h。

2、壁挂式单相交流充电盒

比亚迪壁挂式单相交流充电盒由充电指示灯、急停开关、充电插座、充电插头启停按钮和外壳等组成。

常温下（23℃） 单相交流充电时，动力电池充电电量（SOC）从10% 到100% 所需时间约为6h，充电性能参数为：输入电压：220V AC。50Hz。充电时间：6h。

3、壁挂式交流充电盒充电操作步骤

步骤1：以比亚迪E5为例，壁挂式三相交流充电盒预约充电操作步骤。

步骤2：打开车辆交流充电插座的舱盖和保护盖。

步骤3：按下锁止按钮，取出充电插头。

步骤4：把充电插头对齐充电插座，插入车辆交流充电插座。

步骤5：查看组合仪表充电指示灯是否点亮。

步骤6：当家用充电机上的准备指示灯点亮时，按下启动按钮，同时充电指示灯闪烁。

步骤7：充电过程中，组合仪表显示相关的充电参数及画面。

步骤8：按下停止按钮或电量已充满，结束充电。

步骤9：按下充电插头的锁止按钮，拔出充电插头。

步骤10：将充电插头插回交流充电盒。

步骤11：合上交流充电插座的保护盖和舱盖。

（三）家用随车充电包充电介绍

1、家用充电机的组成

家用随车充电枪主要由充电插头、充电主控器、电源输入插头等组成。

常温下 （23℃ ） 比亚迪E5 450用家用充电设备（三芯转七芯）交流充电时，动力电池充电电量 （SOC） 从 10% 到 100% 所需时间约为 13h。充电性能参数为：输入电压：220V AC，50Hz，充电时间：13h。

比亚迪e5无法慢充的故障诊断与排除

一辆行驶里程约4.2万km 的2018年比亚迪5纯电动汽车。用户反映：该车无法交流充电，更换充电桩后依旧如此，但可以正常上电行驶。维修人员根据故障现象，初步判断为交流充电故障。尝试给车充电，发现充电桩显示屏提示“请连接充电线缆”，此时车辆仪表充电指示灯点亮，显示屏显示“充电连接中，请稍后”。

充电系统的组成和基本原理：

比亚迪e5的充电方式有交流充电、直流充电两种，前者为慢充，后者为快充。交流充电有2.2 kW, 3.3 kW和7.0 kW等不同规格，主要通过便携式充电器、交流电充电桩和壁挂式充电盒等接入汽车的交流电充电口，即利用高压电控总成将220V，380V等不同电压的交流电转化为直流电，来给电动汽车的动力电池充电。直流充电则是指通过直流充电接口直接给动力电池充电的充电方式，它能够在1h内将车辆的SOC值提高至80%.充电原理如图1所示。

比亚迪e5的充电系统由动力电池管理系统BMS、动力电池、高压电控总成、交流充电口及直流充电口等构成，充电接口隐藏在散热格栅后面。交流充电口与直流充电口分别采用国标7芯接口、9芯接口，各端子定义见表1。

故障诊断分析：

比亚迪e5无法慢充故障类型及原因较多，常见故障原因包括交流充电枪故障、充电通讯协议故障、双电路故障、动力网故障、充电机故障、各模块之间连接线线束故障、高压互锁故障、接触器故障以及电池内部故障等。

根据比亚迪e5的充电逻辑，充电枪连接以后，双向交流逆变式电机控制器VTOG能够接收到充电口传输而来的CC信号，完成自检，并控制仪表的充电指示灯点亮。然后VTOG把CC信号传递给BCM并激活车身控制单元BCM，BCM控制双路电继电器（IG1、IG3）吸合。双路电继电器吸合后，就会给BMS、直流一直流转换器（DC-DC），VTOG及网关等相关模块供电，唤醒相应的模块。

接下来VTOG把CC信号传输给到BMS，激活BMS自检，主要检测BMS的绝缘情况、SOC、单体电池的电压、均衡情况和温度等。如果BMS检测到动力电池组正常，则控制预充接触器与交流充电接触器闭合。 CP信号代表的是VTOG能够接收到有效的交流电信号，VTOG和BMS就进入持续充电状态。如果此时检测VTOG的交流充电设备如果接收到CP信号，则无故障。

该故障车可以上电正常行驶，说明该车的互锁、BMS和动力电池组等工作正常，没有出现故障。仪表充电连接指示灯点亮，说明CC信号正常。连接故障诊断仪检测，诊断仪与各控制单元的通讯均正常，且未发现故障码。进入VTOG读取数据流，发现插上充电枪后，CP占空比信号为0（图2），显然不正常。

充电环路互锁的作用是检测整个充电高压回路的完整性，为了保证充电的每个高压插件是否插好，每个高压插件都带有互锁信号插针。充电枪产生一个12V的高电平，通过缆线控制盒、充电机和低压线束进入VTOG，VTOG通过CP检测整个高压回路是否插接良好。如果信号正常，则进入下一个流程，请求BMS充电，由BMS执行充电模式，闭合交流充电接触器等。
结合故障现象和读取的数据流分析，怀疑是充电连接线相关线路或者车载充电机故障引起的不能充电。查看充电电路图得知（图3），充电口的“C P”端子最终连接高压电控总成的B28（A）-47号端子。

断开电源的负极等待10 min，做好安全防护，然后用万用表测量充电口CP端子到插接器B28（A）-47间的电阻，电阻为无穷大（图4）。排查充电低压线路，找到充电口端子，发现CP线连接端子损坏（图5）。

结束语：

新能源汽车作为一种使用清洁能源燃料为动力来源的环保车型，在未来具有良好的发展前景。但相对于传统的燃油车型，新能源汽车驱动系统的检修具有更高的危险性。以比亚迪e5为例，车主发现汽车存在无法慢充的故障时，应先做好自我的绝缘安全防护措施。一般对于这类车型，此类故障的诊断顺序依次为低压电源、CAN通信、双路电、各控制模块及模块间连接线路。再借助故障诊断仪器逐一排除，确定故障类型及定位故障位置。