【电动汽车资源网EV江湖 高斯宝电气】本文刊发武汉合康智能电气有限公司总工程师李顺章先生和“充电桩之芯”团队成员戴路加先生关于直流充电桩的11个技术问题的解答。两个回答是“背靠背”的,有些答案甚至是意见相左的。观点的碰撞将促使更多的思考和讨论! 

问题1:充电模块组的输出端是否可以只用一个熔断器? 是否可以只用一个直流接触器?

(1)李总回答: 

输出可以只用一个熔断器,不影响保护。

单枪理论上可以只用一个直流接触器,但桩体内电池电压和模块电压检测回路必须要完全隔离,不能共负极,否则电池反接时,会出现短路。但双枪模式下,负极不断开会造成一把枪充电时,另一把枪负极带电。另外正负极两路直流接触器能够减少出现主触点粘连的情况,出现异常情况更好的及时切断电源,避免事故的扩大。

(2)戴工回答:

国标NB/T18487.1-2015给出的充电系统原理图上有两个直流接触器。我理解的原因是:

第一 ,如果只有一个直流接触器,比如只有正极有接触器,如果正极接触器靠近桩体一侧的绝缘强度下降,出现正极接地的情况,而负极一直没有断开,负极对地就有一个直流高压,如果人体接触负极时就会出现安全事故;如果在充电枪的使用中负极也出现接地,此刻就会出现对地短路。 

第二,在充电自检时直流接触器正常,但是在断开时未能断开,而且此时模块也没有及时关机,在只有一个接触器情况下,枪口就有高压直流了。

因此,使用两个接触器能够降低出现安全事故的概率,减少形成短路回路和充电枪口带高压直流电的机率。我来设计就会直流接触器使用一个,把其他的绝缘、短路、接触器的保护逻辑搞好,也能达到同样的效果;一个直流接触器要几百个大洋。

 熔断器国标没有明确规定,因为主回路距离不远有一个熔断点就可以,在发生不可控的大电流情况下,能够把熔断器烧断即可。

 [编者按] 两位专家观点一致,但阐述的角度不太一样。安规问题,是“人命关天“之大事。

问题2:直流接触器是否可以不通过继电器来控制,直接由控制器的I/O信号来控制?

(1)李总回答:

可以,选用直流接触器时,要考虑好启动冲击电流,不同品牌的直流接触器启动电流不一样,合理选型,避免电流过大烧毁三极管。

(2)戴工回答:

当然不可以直接用控制器的I/O来控制。控制器的电源和接触器的电源不是同一个,控制器控制信号必须通过隔离来驱动MOS管(经济一些)或者信号继电器(成本高一点)再来驱动直流接触器。

 [编者按] 两位专家观点相反。您支持哪种观点?

问题3:辅助电源的输入端加了漏电开关,这是否可以省去? 三相交流输入端却没有加漏电开关,这是否可以接受? 

(1)李总回答:

个人认为也是应该三相交流输入端加漏电,辅助电源没必要加漏电(开关电源比较成熟,本来就有各种保护)。

(2)戴工回答:

对于现在的充电模块,都有比较大的Y电容,模块漏电流大约在3个mA以内。如果模块并机八台及以上,那么模块本身的漏电流就可能接近30mA,而对于人体保护的漏电流的理想值就是30mA,如果此时三相交流输入端加入了30mA漏电开关,那么在应用过程中很容易出现漏电保护,可能三天五天就出现保护需要人工恢复,对于用户体验来说会很差。但是户外产品还是加漏电保护比较好一点,这个需要根据模块的漏电流和模块个数来确定,可适当的选择60mA、100mA的漏电保护,当然选择这个级别的漏电保护就不是对人体保护了,而是对老化、破皮等引起的灾害保护。但是很多的整桩制作商往往忽略模块漏电流这样一个关键指标。

二次电(辅助电源输入端),必须设计在三相输入开关的前端,与模块三相电是独立开关,而且用户操作最多的就是二次电,因此必须加入30mA的漏电保护。

[编者按] 市面上在售的充电桩在二次侧也大都没有在二次电(辅助电源输入端)加漏电保护。两位专家观点再次碰撞。

问题4:风扇是否可以不用继电器控制?

(1)李总回答: 

风扇各家选用不同,有选调速风扇的,有选直流风扇、交流风扇。根据不同情况选用不同的控制方法。

(2)戴工回答:

无论选用那种风扇,电源都必须和控制器电源隔离,否则风扇电源及有可能影响到控制器的电源,从而影响CAN,485,232的通讯;因此通过控制器隔离驱动MOS管或者信号继电器(电流大的话还需加中间继电器)来控制风扇。

[编者按] 市面上在售的充电桩在二次侧也大都没有在二次电(辅助电源输入端)加漏电保护。两位专家观点再次碰撞。

问题5:辅助电源是否可以由两个合并为一个? 

(1)李总回答:

这个是指给BMS供电的12V和24V电源吗?这个是可以合并的,但市面上比较少这种电源,需要定制,价格上没有特别大的优势。并且目前24V只是一个过渡期,加24V主要是部分老国标的车还没整改完。新国标都是12V的,所以没必要再尝试这种非标的电源。

(2)戴工回答:

不可以。 

BMS供电电源18487.1-2015规定12V、10A,小车的电流一般3-5A,大车电流一般5-8A,BMS的供电要求是单独的专用电源,尤其不能接入继电器,有些继电器没有接入续流二极管,电压很容易产生远高于12V的电压尖峰,会损坏车上的中央控制器导致车无法启动。

其它的可共用一个12V辅助电源,但是对于不同的供电还要对12V进行隔离使用。

[编者按]两位专家观点不太一致。你怎么看? 

问题6:是否可以只要一种12V的辅助电源?

李总回答:

同上,双电源主要是兼顾前期老国标的车型,新国标明确规定BMS辅助电源为12V/10A。

问题7:电子锁是否可以不用通过继电器切合?

(1)李总回答:

目前市面上比较常用的电子锁是 12V锁、-12V开,而且额定电流3A比较大。不通过继电器切合的话,主要在于电子锁都是给的脉冲信号,长时间给电线圈容易烧。±12V还是要切换颠倒,除非后续电子锁更新换代。

(2)戴工回答:

通过继电器投切+12V,-12V已经是最合适最简单的方案了。

[编者按] 两位专家观点一致。                                     

问题8:图中没有电压和电流检测单元,这是否可以接受? 

(1)李总回答: 

不能,电压电流检测是一种保护手段,不能完全依靠BMS和模块给的电流电压来执行控制命令(有些BMS配置阶段给出的电压值都是错误的值),出现问题时会造成很大的冲击电流或者出现充电电流过大造成电池过充等情况。应该桩自身检测并与BMS以及模块检测做对比,有较大偏差时立即故障停机,避免事故扩大,做到三层保护。

(2)戴工回答:

无论单枪还是多枪,至少电压检测单元不能没有,不要以为有了直流电表就可以不要电压采集了,18487.1-2015明确规定当出现过充时,必须在100mS以内切断主回路,而电表的采集速度行规是1S一次,根本无法满足,电压采集不仅要有,还要采集速度快。

电表电压用来采集模块电压,电压采集单元用来采集电池电压,分别接在直流接触器的两端,作为控制器判断绝缘检测电压、预充、过充、模块输出、电池反接、直流接触器粘连的判断依据(这两个值在不同的充电阶段代表不同的值,要合理利用)。因为18487.1-2015明确规定采用直流电表,所以没有电流采集单元而利用电表电流采集,也是能满足过流保护时间要求。

[编者按] 两位专家观点一致,但阐述的角度不太一样。 

问题9:电表在采集电压和电流信息,BMS也在采集电压和电流信息,每个充电模块本身也给充电控制器上报电压和电流信息,它们之间的差异是什么?

(1)李总回答:

理论上在充电过程中只是精度误差的区别,没开始充电时,模块上报的电压是模块输出电压,BMS给的是电池电压;输出接触器吸合后,两者一致。

(2)戴工回答:

先理解第八个问题中直流电表和电压采集单元的接线方式。

控制器最优先采用直流电表电压监控模块输出,如果电表通讯出现故障才启用模块自身上报的最高的电压作为模块输出;电压采集单元被最优先用来监控电池电压,如果电压采集单元失效才启用BMS上报的电池电压;控制器优先采用电表采集电流作为输出电流,如果电表通讯故障启用BMS上报电流或者所有模块上报的电流总和。

在电表、采集单元、模块上报、BMS上传这四组数据中,要优先用电表,采集单元数据,并用此和BMS上传数据做比较,如果误差范围超过5%,最好以信息提示。 

[编者按] 在实际的充电桩产品中,你会发现几组数据有差异,特别是电流表的读数差异很大。 为什么?

问题10:充电模块组整体端接了一个120欧电阻,那么在充电模块内部是否需要在每个模块CAN输出接口端接120欧电阻匹配?

(1)李总回答:

按照ISO 11898规范,为了增强CAN-bus 通讯的可靠性,CAN-bus 总线网络的两个端点通常要加入终端匹配电阻(120Ω)。终端匹配电阻的大小由传输电缆的特性阻抗所决定,例如,双绞线的特性阻抗为120Ω,则总线上的两个端点也应配上120Ω终端电阻。

另外在长距离通信中,终端电阻的阻值有时需要增大,才能保证通信的正常。因为充电模块CAN都是并联的,要是都加120的电阻的话,并联阻值会很小,所以不能都加。

(2)戴工回答:

模块不能接120电阻(都接会因阻抗小而直接拉低CAN的电压);在控制器的CAN口和模块的最远段接双绞线120阻抗匹配电阻,模块之间需要采用级联的接线方式。

[编者按] CAN通讯故障是实际产品中问题比例比较大的,和干扰的关系很大。CAN通讯可靠性的话题值得深挖。

问题11:图中总共用了几个CAN通讯口?几个RS485通讯口?如果是双枪,需要几个CAN通讯口?

戴工回答:

如果接国网计费单位双枪又要同时充电需要四个can,一个枪一个,电源一个,计费单位一个;485通讯接口,可以同一种通讯波特率,同一通讯方式,只是数据应用层不同的在同一通讯口;完全不同的通讯协议尽量不要在一个口上。

(来源:电动汽车资源网EV江湖 高斯宝电气)

 本文由电动汽车资源网【EV江湖】作者撰写，观点仅代表个人，不代表电动汽车资源网。

电动汽车资源网自媒体平台——EV江湖致力于打造新能源汽车产业生态与消费生态结合的新模式自媒体平台。我们以严谨而开放的态度，诚邀各路豪杰，探讨新能源汽车发展之路，见证产业发展一路风云（点击进入EV江湖），联系电话：0755-82433081 ，微信：314585903。

2017年6月电动汽车资源网重庆会议火热招商中

6月1日-2日，由电动汽车资源网承办的“2017中国新能源汽车第三届运营商与车企对接采购交流会暨整车企业与零配件企业技术交流论坛”将于重庆召开，预计规模在600人，将会邀请整车、零部件、运营商等探讨2017年新补贴政策影响下电动汽车发展方向、技术创新、降成本和运营模式等问题。现正火热招商报名中，联系人：刘俏美，电话：13723780453。点击报名》》》