电动汽车高压蓄电池充电系统(下)

◆文/北京 冯超

(接上期)

(1)未连接充电电缆。在EVSE CP电路中，一个12V DC电源会通过一个1 000Ω电阻器流入感应电子设备。+12V电压值表示充电电缆未连接至车辆，这称为“状态A”。

(2)充电电缆已连接-EVSE未激活。在将充电电缆连接至车辆后，来自EVSE的+12V DC电源将会流过接头中的CP针脚，然后流入BCCM，BCCM中也带有感应电子设备。BCCM中的CP电路由一个二极管和连接至PE的永久性2.74kΩ电阻器组成。连接车辆后，BCCM中的2.74kΩ电阻器将会导致在EVSE中感测到的电压降至+9V。这称为“状态B”，此时EVSE和BCCM均已知晓两者已相互连接。

(3)充电电缆连接-EVSE已激活，EV未激活。在EVSE识别出车辆已连接后，EVSE则会将+12V DC电源切换为+/-12V方波、1kHz PWM信号。

(4)充电电缆已连接-EVSE和EV已激活。方波信号的占空比将来自EVSE的可用电流告知BCCM。方波信号的存在构成了从EVSE发送至BCCM的“邀请”。然后，BCCM将会关闭BCCM内的CP电路中的开关，从而并联接入一个1.3kΩ电阻器，故此EVSE感应电子设备将会测量到一个+6V电压。这个+6V电压表示接受了该“邀请”，EVSE闭合为HV充电电路通电的继电器。这称为“状态C”，此时车辆将会进行充电。EVSE充电状态见表7。

表7 EVSE充电状态

控制导向电路P W M信号如图1 6所示。E V S E至BCCM的PWM信号说明和占空比示例列于表8。占空比示例列于表9。

图16 控制导向电路PWM信号

表8 PWM信号说明

表9 占空比示例

如果EVSE CP电路中的感应电子设备感测到方波的负半部分未停留在-12V处，则这表示电路的BCCM侧缺失二极管，这将导致出错并且会阻止充电，这是为了防止意外激活HV充电电路。只有特意连接的电子设备电路才具有正确的电阻和二极管。因为电阻和二极管必须连接至BCCM 内的接地，所以它将会确认从BCCM至EVSE的接地电路路径未中断。

五、直流(DC)充电及通信

在中国市场，交流(AC)充电通过位于车辆右侧的GB/T AC充电插座实现。直流(DC)充电通过位于车辆左侧的GB/T DC充电插座实现。GB/T DC是一种DC快速充电形式，用于高压(最高为400VDC)大电流(125A)车用快速充电。直流(DC)充电端口如图17所示。GB/TDC系统使用模拟信号传输以及通过EVSE CAN 总线进行的数字通信。其中采用了两个DC高压电源针脚、两个模拟连接检查(CC)针脚、两个CAN数字信号针脚和一个接地针脚，以便确保在车辆和充电器之间正确传输控制信号。

图17 直流(DC)充电端口

1.充电准备

直流(DC)充电电路如图18所示。若要开始充电，请在EVSE和BCCM之间执行以下“握手”操作序列：

(1)在将充电电缆连接至车辆之前，在U1处可以测到6V电压，用于向EVSE表示充电电缆未连接至EV。

(2)在将充电电缆连接至车辆时，充电电缆接头中的开关S将会打开，从而旁通R2，此时可以在U1处测到12V电压。

(3)在将充电电缆连接至车辆后，因为接头插头的CC1针脚与车辆进口相配合，所以R4将被接入到电路中，因此可以在U1处测到6V电压，直至开关S被松开并且R2被重新接入到电路中，此时在U1处测到的电压为4V。这是为了通知EVSE充电电缆已连接至EV。

(4)与此同时，在未连接充电电缆时，BCCM将会在U2处测到12V电压。在连接充电电缆时，充电电缆的CC2针脚将会与车辆进口相配合，R5和R3将被接入到电路中，此时在U2处测到的电压为6V，这是为了通知BCCM EVSE已连接。

(5)接头现在将被锁定到位，此时，BCCM和EVSE之间的CAN通信将会开始。

(6)诸如HV蓄电池的电压限值、最大充电电流和容量之类的信息将会通过EVSE CAN总线在EV和EVSE之间传输。

(7)EVSE将会检查该信息并确认它能够对HV蓄电池进行充电，然后会通过EVSE CAN总线将其最大输出电压和电流发送至BCCM。

(8)BCCM将会基于这些发送的数据检查其与EVSE之间的兼容性。如果兼容，则EVSE将会关闭K1和K2并执行绝缘测试。

(9)测试完成后，BCCM将会关闭HV蓄电池接触器K5和K6，然后EVSE将会开始充电。

图18 直流(DC)充电电路

2.充电期间

在整个充电流程中，车辆将会监测HV蓄电池状态和电流供应值：

(1)每0.1s，BCCM将会基于HV蓄电池性能和状况计算一次可对HV蓄电池进行充电的电流水平，然后通过EVSE CAN 总线将该数值发送至EVSE。

(2)EVSE将会通过持续电流控制供应满足BCCM的期望值的DC 电流。

EVSE将会监测每个子电路中的电流、电压和温度，当有任何数值超过限值时，EVSE将会停止充电并通过EVSE CAN总线向BCCM发送一个错误信号。此外，如果通信中断，则充电将被终止。

3.充电结束

终止充电流程的方式如下：BCCM将会通过EVSE CAN总线向EVSE发送一个零电流信号，然后EVSE将会停止电流输出。BCCM将确认DC高压线路上的电流为0，然后将会打开HV蓄电池接触器。EVSE将会确认其输出电流为0，并打开继电器“D1”和“D2”。接头将被解锁，然后可以从车辆上将其断开。

4.车载充电控制框图

车载充电控制框图如图19所示。

图19 车载充电控制框图