Aardingsbeveiligingstest voor AC/DC-laadpalen voor elektrische voertuigen

1. Aardingsbeveiliging van laadpalen

EV-laadstations zijn onderverdeeld in twee typen:AC-laadpalenen DC-laadpalen. AC-laadpalen leveren 220V wisselstroom, die door de ingebouwde lader wordt omgezet in hoogspanningsgelijkstroom om de accu op te laden.DC-laadpalenLevert 380V driefasige wisselstroom, waarmee de batterij rechtstreeks via de snellaadpoort wordt opgeladen zonder tussenkomst van de ingebouwde lader. De nationale norm GB/T20234.1 stelt duidelijk de eisen vast voor voertuiginterfaces en voedingsinterfaces.AC-laders voor elektrische voertuigengebruik de nationale standaard zevenpolige interface, terwijlDC-ladersGebruik de nationale standaard negenpolige interface. De PE-pinnen van de twee laadinterfaces aan de voertuigzijde zijn beide aardingsaansluitingen (zie afbeelding 1). De functie van de aardingsdraad PE is om de carrosserie van het elektrische voertuig betrouwbaar te aarden via de wisselstroom.laadstation voor elektrische auto'sVolgens de nationale norm GB/T 18487.1 moet de aardingsdraad PE van de voedingsapparatuur worden aangesloten op de massa van de carrosserie van het elektrische voertuig (PE-pin in figuur 1) om de laadmodus van het elektrische voertuig normaal te laten functioneren.

Afbeelding 1. PE-pin van de laadinterface aan de voertuigzijde

Bij de oplaadmethode waarbij een AC-kabel wordt gebruikt, wordt de oplaadmethode gehanteerd.laadstation voor elektrische voertuigenmaakt gebruik van een tweewegstekker voor voertuigaansluiting om verbinding te maken met delaadpoort van het elektrische voertuigAls voorbeeld wordt het regelcircuit van dit laadsysteem geanalyseerd, en het bijbehorende schakelschema is weergegeven in figuur 2.

Als de voedingsapparatuur is ingesteld op opladen en er geen storingen optreden, moet de spanning op detectiepunt 1 12V bedragen.

Wanneer de operator het laadpistool vasthoudt en de mechanische vergrendeling indrukt, sluit S3, maar de voertuiginterface is niet volledig verbonden; de spanning op detectiepunt 1 bedraagt ​​9V.

Wanneer delaadpistoolZodra de kabel volledig is aangesloten op de laadpoort van het voertuig, sluit schakelaar S2. Op dat moment daalt de spanning op detectiepunt 1 snel. De voedingseenheid bevestigt het signaal via de CC-aansluiting en detecteert de stroom die de laadkabel kan verdragen, waarna schakelaar S1 van de 12V-zijde naar de PWM-zijde wordt geschakeld.

Wanneer de spanning op detectiepunt 1 daalt tot 6V, sluiten de schakelaars K1 en K2 van de voedingseenheid de uitgangsstroom, waardoor het voedingscircuit wordt gesloten. Nadat het elektrische voertuig en de voedingseenheid een elektrische verbinding tot stand hebben gebracht, bepaalt de voertuigbesturingseenheid het maximale voedingsvermogen van de voedingseenheid door de duty cycle van het PWM-signaal op detectiepunt 2 te beoordelen. Bijvoorbeeld, voor een laadpaal van 16A is de duty cycle 73,4%, waardoor de spanning aan de CP-zijde fluctueert tussen 6V en -12V, terwijl de spanning aan de CC-zijde… De klemspanning daalt van 4,9V (aangesloten toestand) naar 1,4V (laadtoestand).

Zodra de voertuigregeleenheid vaststelt dat de laadverbinding volledig tot stand is gebracht (d.w.z. S3 en S2 zijn gesloten) en de instelling van de maximaal toelaatbare ingangsstroom van de ingebouwde lader is voltooid (S1 schakelt naar de PWM-aansluiting, K1 en K2 zijn gesloten), begint de ingebouwde lader met het opladen van het elektrische voertuig.

Als tijdens dit proces de PE-aardingsdraad wordt losgekoppeld, treedt er geen spanningsverandering op bij het detectiepunt, kan het voedingscircuit geen stroom geleiden en kan er geen elektrische verbinding tot stand komen tussen het elektrische voertuig en de voedingsapparatuur. In dat geval zal de ingebouwde lader uitgeschakeld zijn.

2. Test van de aardingsontkoppeling van het laadsysteem

Als de aarding van eenAC-laadpaal laadsysteemBij storingen kan de stroomvoorzieningsapparatuur stroom lekken, wat kan leiden tot elektrische schokken en letsel. Daarom is het testen en inspecteren van laadpalen essentieel. Volgens normen zoals GB/T20324, GB/T 18487 en NB/T 33008 omvat het testen van AC-laadpalen hoofdzakelijk algemene inspecties, schakeltesten onder belasting en tests op aansluitingsafwijkingen. Aan de hand van de BAIC EV200 als voorbeeld wordt de impact van een abnormale PE-aarding op de laadstatus van het laadsysteem onderzocht door de veranderingen in de in- en uitgangsstroom van de boordlader te meten.

In het systeem dat in figuur 3 wordt getoond, zijn de CC- en CP-aansluitingen aan de linkerkant van de ingebouwde lader de laadstuursignalen; PE is de aardingsdraad; en L en N zijn 220V AC-ingangsaansluitingen.

De aansluitingen aan de rechterkant van het schema van de ingebouwde lader zijn laagspanningscommunicatieaansluitingen. Hun belangrijkste functie is het terugkoppelen van het signaal van de ingebouwde lader naar de verbindingsbevestigingslijn van de VCU, het activeren van de laadontwaaksignaallijn om het instrumentenpaneel met de verbindingsstatus te activeren, en het activeren van de VCU en het BMS door de lader. De VCU activeert vervolgens het instrumentenpaneel om de laadstatus weer te geven. De positieve en negatieve hoofdrelais in de accu worden door het BMS aangestuurd via commando's van de VCU, waarmee het laadproces van de accu wordt voltooid. De aansluiting onderaan de ingebouwde lader in figuur 3, verbonden met de hoogspanningsregelkast, is de hoogspannings-DC-uitgangsaansluiting.

Bij de PE-aardingsfouttest werden twee stroomtangen gebruikt om gelijktijdig de ingangs- en uitgangsstromen te meten. Een PE-open circuitfout werd gecreëerd met behulp van een zelfgemaakte wisselstroomvoeding. Wanneer de PE-lijn normaal geaard was, stond de aardingsschakelaar AAN. Met de stroomtang aangesloten op de L- (of N-)lijn, bedroeg de gemeten wisselstroomingang van de boordlader ongeveer 16 A. Met de andere stroomtang aangesloten op de gelijkstroomuitgang van de boordlader, bedroeg de gemeten stroom ongeveer 9 A.

Toen de PE-aardingsdraad werd losgekoppeld en de aardingsschakelaar UIT stond, was de gemeten wisselstroomingang van de ingebouwde lader 0A, en de gelijkstroomuitgang was eveneens 0A. Bij het opnieuw uitvoeren van de open-circuittest keerden beide stromen direct terug naar 0A. Deze open-circuittest bij de PE-aansluiting toont aan dat er geen stroom aanwezig is bij de in- en uitgang van de ingebouwde lader wanneer de PE-aardingsdraad is losgekoppeld. Dit betekent dat de ingebouwde lader niet werkt en dus geen hoogspanning levert aan de hoogspanningsregelkast, waardoor de accu niet kan worden opgeladen.

Aardingsbeveiliging voor AC-laadpalen is essentieel. Zonder aardingsbeveiliging kunnen laadstations een risico op elektrische schokken opleveren. Door de automatische uitschakelbeveiliging van het laadcircuit kan er geen verbinding tot stand komen tussen het elektrische voertuig en de stroomvoorziening, waardoor de ingebouwde lader niet werkt.

—EINDE—