交流桩学习-控制导引

1.概述

控制导引就是控制充电的整个流程，交流桩充电的控制导引在 18487.1-2015 中的附录A有比较详细的说明，在看控制导引以前，需要熟悉交流桩的常见的几种连接方式，充电模式，控制导引电路，控制导引功能，这些在18487.1中也有说明，2023版本比2015版本的增加了几项连接方式。

2.连接方式

最常用的交流桩就是连接方式C。

3.充电模式

18487.1-2015规定了4种充电模式，需要注意的是第一种充电模式不适合电动汽车充电。

模式 1 的实际应用场景：

模式 1 适用于电池容量小、充电功率低的轻型电动车辆，如：

• 电动自行车 (充电电流通常 1-3A)
• 电动摩托车
• 电动滑板车
• 其他小型电动代步工具

充电模式4，是直流桩充电功能，交流充电桩主要关注充电模式3和连接方式C，根据充电模式的要求变化，可以看出对安全和安装的要求是越来越严格，模式1：跟电瓶车之类的小功率设备供电，模式2-模式4，功率越来越大，从交流到直流。

充电模式2-模式4需要提供以下功能：

• 供电设备的控制导引功能
  • 电动汽车供电设备至少应提供以下控制导引功能:
    ———保护接地导体连续性的持续监测;
    ———电动汽车与供电设备正确连接的确认;
    ———供电控制功能;
    ———断电控制功能;
    ———充电电流的监测。
    当电动汽车供电设备能够同时为多辆车充电时,应确保上述控制导引功能在每个充电连接点都能独立的正常运行。
• 保护接地导体连续性的持续监测
  • 在模式2、模式3和模式4下充电时,保护接地导体的电气连续性应由电动汽车供电设备持续
    监测。
    注:以上不适用于Ⅱ类供电设备。
    对于模式2,监测是在电动汽车和缆上控制与保护装置之间进行的。
    对于模式3和模式4,监测是在车辆和电动汽车供电设备之间进行的。
    在失去保护接地导体电气连续性的情况下,电动汽车供电设备应在100ms内切断电源。
• 电动汽车与供电设备正确连接的确认
  • ​​​​​​​供电设备应能够确定:
    ———车辆插头正确插入车辆插座(连接方式 B和连接方式 C);且
    ———供电插头正确插入供电插座(连接方式 A 和连接方式 B)。
• 供电设备供电控制功能
  • ​​​​​​​仅当电动汽车供电设备和电动汽车之间的控制导引功能与允许通电状态信号建立正确关系时,电动汽车供电设备才可向电动汽车供电。
    注:电动汽车的供电可能需要满足其他附加条件才可实现。
• 供电设备断电控制功能
  • ​​​​当控制导引功能中断,或控制导引信号不允许充电,或充电设备门打开等活动造成带电部位露出时,应切断对电动汽车的供电,但控制导引电路可以保持通电。
    注:断电也可能由于其他原因,如停电。
• 充电电流的监测
  • ​​​​​​​供电设备通过 PWM(模式2和模式3)或通过数字通信(模式4)告知电动汽车允许最大可用电流值,该值不应超过供电设备额定电流、连接点额定电流和电网(电源)额定电流中的最小值。（充电电流永远不能超过整个供电链路中最薄弱环节的承载能力）

当电动汽车使用充电模式3进行充电时,应使用如图A.1(连接方式A)、图A.2(连接方式B)及图A.3(连接方式C)所示的控制导引电路进行充电连接装置的连接确认及额定电流参数的判断。该电路由供电控制装置、接触器K1和K2、电阻R1、R2、R3、R4、RC、二极管D1、开关S1、S2、S3、车载充电机和车辆控制装置组成,其中车辆控制装置可以集成在车载充电机或其他车载控制单元中。控制导引电路的参数参见表A.5,电阻 R4、RC安装在车辆插头上。开关S1为供电设备内部开关。开关S2为车辆内部开关,在车辆接口与供电接口完全连接,并且配置了电子锁的接口被完全锁止后,当车载充电机自检测完成后无故障,并且电池组处于可充电状态时,S2闭合(如果车辆设置有“充电请求”或“充电控制”功能,则同时应满足车辆处于“充电请求”或“可充电”状态)。开关S3为车辆插头的内部常闭开关,与插头上的下压按钮(用以触发机械锁止装置)联动,按下按钮解除机械锁止功能的同时,S3处于断开状态。控制导引电路中也可以不配置开关S2,无S2开关的车辆应采用单相充电,且最大充电电流不超过8A。本附录中的功能和控制逻辑分析基于配置了开关S2的控制导引电路,对于未配置开关S2的控制导引电路,等同于开关S2为常闭状态。

车辆的充电流程：

• 插枪
• 握手
• 充电
• 停止充电

按照充电流程第一步是插枪检测，根据常用充电模式3，连接方式C，来分析充电的整个过程

如上图所示：K1,K2 是接触器，接在相线和零线上（L1-L3表示：三相电相线，单相充电时只需要L1），在车辆连接交流枪的时候，车辆控制装置 通过检测点3的电压来判断车辆是否连接，S3开关处于常闭状态，与插头上的下压按钮(用以触发机械锁止装置)联动,按下按钮解除机械锁止功能的同时,S3处于断开状态。车辆这边检测到连接成功以后等待pwm信号，准备进入充电状态。充电设备这边检测，检测点1的电压来判断充电枪是否连接稳定。

总结：充电就是车辆检测桩是否连接，桩检查检测枪是否连接，检测完毕后，桩的CP电压被拉到9V，桩把CP切换到PWM输出，车辆检测到PWM输出，则闭合S2，桩子检测到闭合S2,拉低了PWM输出的高电平到6V左右，闭合K1，K2跟车辆进行充电，充电完成后，车辆断开S2，桩子检测到车辆断开S2，则断开K1，K2停止充电。注意：S2在断开的100ms以内，必须断开K1，K2（在2023国标中 K1，K2更名为C1,C2）

注意点：

1.二极管检测

二极管检测是，检测PWM能不能被拉到-12V，防止后端接的不是电动汽车，是其他负载不能控制输出功率，容易烧毁设备。

2.充电装置载流能力和供电设备供电功率的识别