电动汽车充电桩常见故障及其诊断研究

钟尚染，叶强，杨迁

（浙江图盛输变电工程有限公司温州科技分公司，浙江 温州 325000）

随着电动汽车产业的发展，与之相配套的相关基础建设与设备也逐渐发展起来，充电桩是电动汽车常见的重要充电设施，也是电动汽车产业链的重要组成部分，充电桩正常无故障工作是保证电动汽车正常行驶的重要条件，一旦出现故障将直接导致电动汽车无法进行有效的能量补给，为此，本文研究和探讨了电动汽车充电桩常见的故障及其诊断检测技术，希望有助于电动汽车充电桩常见故障的快速发现、识别、诊断检测及排除，从而更好的促进电动汽车相关产业的发展。

1 电动汽车充电桩、分类及其工作机制

1.1 电动汽车充电桩

作为给电动汽车充电的重要装置，充电桩的输入端与电网直接相连，通过输出端的充电插头连接到需要充电的电动汽车，为了便于人为操作，充电桩目前一般都提供了可以人机交互的友好操作界面，使用者持有特定的充电卡获取充电权限，然后在输入端设置相应的充电参数，诸如方式、时间、费用等数据，相应地这些参数数据可以在充电桩的显示模块端输出供使用者参考。

1.2 电动汽车充电桩分类及其工作机制

根据电动汽车充电方式的不同，目前电动汽车充电桩可以分为交流和直流等两类充电桩，交流充电桩又称为“慢充”，因为其功率一般在8千瓦以内，输出的电流较小，充电的速度比较慢，交流充电桩一般作为单相220伏的交流电源存在，电动汽车使用交流充电桩充电时，电动汽车的车载充电机将来自交流充电桩的电流电转换为直流电后为电动汽车的电池组充电；直流充电桩又称为“快充”，是因为其在电动汽车充电时提供的功率足够大，其接受的输入电压一般为三相四线380伏特的交流电，变动幅度为上下15%，频率在50赫兹左右，而在向电动汽车充电时则以可调的直流电压，充电方式为直接充电，因而可以实现电动汽车的快速充电。

2 电动汽车充电桩常见的故障

电动汽车在充电过程中，电池组过度充电或欠缺充电都会对电池组内部的物理结构和电池性能造成不同程度的伤害，加速电池组的老化进程，因而不适当的充电方式是造成电动汽车电池组寿命缩减的重要原因，而造成过充或欠充通常是由于充电桩故障引起的。

电动汽车充电桩在使用过程中，其主回路会受到电压、电流等应力的直接影响，这也是电动汽车充电桩常见故障发生的主要原因所在。常见的电动汽车充电桩故障根据不能充电的状态可以将其分为两个大类，一是充电桩的电源灯不亮情况下的不能充电，二是充电桩和电动汽车之间的物理连接已经完成且已开启充电情况下的不能充电。

除了上述两大类充电桩故障外，还有下面一些情况：电动汽车充电桩显示需要充电车辆没有正常连接，电池继电器正常闭合情况下但没有电流输出，充电桩电流输出与电动汽车实际需求不一致，充电过程中电子锁意外开启等。

3 电动汽车充电桩常见故障的诊断、检测及应对

3.1 充电桩电源灯不亮的诊断、检测及应对

（1）原因。充电桩电源灯不亮的原因主要有以下三种情况：一是充电电源连接异常，二是交流充电连接不正确，三是充电桩自身的线路问题。

（2）故障诊断、检测及应对。根据充电桩电源灯不亮的可能原因进行具体的诊断、检测，并找出相应的应对方法。第一步，根据充电桩电源灯不亮这种情况，先检查配电柜的总开关，正常工作情况下配电柜的总开关应该是处于闭合状态，若出现断开的情况，则代表出现了故障，这时应该关闭总开关以备后续的检查；第二步，检查配电柜总开关的输出电压，L线、N线、PE线的电压，如果L线与PE线的电压不是220伏特，那么则表明有非正常情况发生，可能电线线路出现了损坏、虚接或断开的情况，这时就需要对电线连接线路进行检查或者更换电源总开关；第三步，对电动汽车充电桩的输入电压进行检查，依然是检查L线、N线与PE线的电压，确定L线与PE线的电压是否为220伏特，如果不是，则说明充电桩的电线线路出现了损坏或断开的情况，这时就需要重新更换充电桩的电源开关或连接电线线路。

3.2 充电桩与电动汽车连接正常但不能充电的诊断、检测及应对

第二类故障，即充电桩和电动汽车之间的物理连接已经完成且已开启充电情况下的不能充电，这种情况下，充电桩的电源供电状态正常，且充电桩插头与电动汽车电池接口连接正常，这种状况可以从以下几个具体特征来进行诊断、检测和应对。

（1）系统显示数据为0，但实际上充电状态正常。这种情况发生的可能原因是充电桩与充电监测系统之间的数据通信与传输出现了故障，这时可以采取以下三种方法予以应对：一是关闭主监控系统和相关服务器软件，然后从新启动；二是重新启动充电桩的显示系统；三是关闭并重新开启充电桩的充电系统程序。

（2）充电状态下的充电电流小于20安培，出现这种情况的原因是充电桩的充电程序或显示系统出现了故障，这时可以采取的应对策略有：一是重新启动充电桩的显示屏程序；二是断开电源并重新开启电源来重新启动充电桩的充电系统和相关程序；三是重装充电桩显示系统程序。

（3）不能进行正常充电或者系统界面不能进行充电行为操作，出现这种故障的原因是充电桩与相关监测系统之间出现了通信和数据传输问题，这时可以采取的应对措施有：一是对充电桩的各参数设置进行检查，确定参数值是否在允许的范围内；二是断开电源并重新启动充电桩的显示系统程序；三是重新更换或安装充电桩的显示屏及其相关的充电程序系统。

（4）充电桩显示系统重启后无法与电池管理系统（BMS）之间进行数据传输与通信，出现这种故障的原因是充电桩与相关监测系统之间的数据通信或传输出现了问题，这时可以采取的应对措施包括：一是断开电源并重新启动充电桩显示系统程序；二是重新更换或安装充电桩显示屏及相关的充电系统程序；三是考虑更换CAN总线模块。

（5）电池管理系统（BMS）的工作状态和充电电压都正常，但充电电流显示为0，这种情况可能是暂停充电按钮被意外按下所引发的误操作，这时可以采取的应对措施包括：一是解除暂停状态，使充电桩重新工作；二是检查电动汽车的电池管理系统（BMS）和电池组有无异常。

（6）电池管理系统（BMS）正常工作，充电电压显示为0，这可能是由于充电暂停按钮被错误地操作，这种情况下可以采取的应对措施有：一是解除充电桩暂停状态，使之重新工作；二是检查电动汽车的电池管理系统（BMS）和电池组有无异常。

（7）电池管理系统（BMS）正常工作，但充电电压和充电电流异常，电压持续变化、电流为0，导致这一问题的可能原因是充电桩的充电模块发生了故障，这时可以采取的应对措施主要是更换重新安装充电桩充电模块。

4 结语

本文研究和探讨了电动汽车充电桩常见故障及其诊断检测技术，对电动汽车充电桩类别及其工作机制进行了介绍，给出了电动汽车充电桩常见的故障类型及其表现，然后针对这些故障类型给出了具体产生的原因及其诊断检测和应对方法，这在目前电动汽车快速发展的时代背景下具有重要的意义和价值。