捷豹I-PACE纯电动汽车高压蓄电池充电系统（二）

计实

5.GB/TAC（18487.1）接近导向（PP）电路

我国采用了GB/TAC（18487.1）标准，其电路如图11 所示。GB/TAC（18487.1）是J1772 和IEC61851-1 接近导向协议的组合。在充电电缆至车辆充电插座的接头中，PP 和PE 针脚之间安装了两个具有特定电阻值的被动电阻器（RC 和R4）。这些电阻器的电阻值经过编码，因此BCCM 可以识别充电电缆的载流容量及其连接状态。电阻器RC 安装在PP 和PE 之间，并且带一个常闭的直式开关。操作开关时，电阻器R4 将会串联接入到PP电路中，从而获得新的总电阻。电阻器编码值如表5 所示。

此开关的安装实现了对于三种充电电缆连接状态的识别：

◆电缆已断开

表5 电阻器电阻值

表6 连接状态和载流容量

◆电缆已连接，开关已打开

◆电缆已连接，开关已关闭

未连接充电电缆时，BCCM PP电路中的5V 电源只能通过BCCM 中的电阻器。4.5V 的电压信号将会反映此连接状态，该电压由BCCM 的感应电子设备进行测量。在将充电电缆连接至车辆的充电插座上时，PP 针脚连接至PP 电路，从而增大了充电电缆接头中的电阻。BCCM 中的感应电子设备将会测量由此导致的压降以确定充电电缆连接状态和电缆载流容量，具体方式如表6 所示。

6.控制导向（CP）电路

除了接近导向电路之外，汽车充电控制模块（BCCM）和电动车供电设备（EVSE）之间也安装了控制导向（CP）电路, 如图12 所示。EVSE会产生导向信号，该信号将被施加到BCCM 上的一个分压器电路。EVSE和EV 都具有感应电子设备。对于所有AC 充电电路，此电路的操作均相同。CP 电路让EVSE 能够检测到充电电缆已连接到车辆上，并且将最大可用电流告知BCCM。它也允许BCCM 告知EVSE 车辆已连接，并且做好了接受充电的准备。

（1）未 连 接 充 电 电 缆。 在EVSECP 电路中，一个12V DC 电源会通过一个1kΩ 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）充电电缆已连接（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 充电状态如表7 所示。

┃图11 GB/T AC（18487.1）接近导向（PP）电路

┃图12 控制导向（CP）电路

表7 充电状态说明

表8 PWM信号说明

控制导向电路PWM 信号如图13所示。EVSE 至BCCM 的PWM 信号说明和占空比示例如表8、表9 所示。

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。

表9 占空比示例

┃图13 控制导向电路PWM信号

┃图14 直流（DC）充电端口

四、直流（DC）充电及通信

直流（DC）充电通过位于车辆左侧的GB/TDC 充电插座实现。GB/TDC 是一种DC 快速充电形式，用于高压（最高为400V DC）大电流（125A）车用快速充电。直流（DC）充电端口如图14 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。

1.充电准备

直流（DC）充电电路如图15 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。

┃图15 直流（DC）充电电路

（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。

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

◆EVSE 将会停止电流输出

◆BCCM 将确认DC 高压线路上的电流为零，然后将会打开HV 蓄电池接触器

◆EVSE 将会确认其输出电流为零，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