艾衛(wèi)東

（河南省工業(yè)科技學(xué)校，河南 新鄉(xiāng) 453000）

1 北汽EV160慢充充電設(shè)備

北汽新能源EV160慢充系統(tǒng)由車外部的慢充充電設(shè)備和車內(nèi)部組成。如圖1所示，車外部慢充充電設(shè)備主要由慢充充電樁、充電線和充電槍組成；車內(nèi)部主要由車載充電機(jī)、高壓控制盒、動力電池、VCU等組成。

1.1 慢充充電樁

筆者通過充電樁內(nèi)部電氣結(jié)構(gòu)之間的關(guān)系手工繪制了北汽EV160慢充充電樁內(nèi)部結(jié)構(gòu)框圖 （圖2）。其主要由充電樁控制模塊、顯示模塊、輸入模塊、刷卡、急停、充電指示、電能表、繼電器、交流接觸器、避雷器及漏電保護(hù)器組成。接通空氣開關(guān)，充電樁控制模塊工作，刷卡后，刷卡信號傳送給充電樁控制模塊，通過顯示模塊實(shí)現(xiàn)人機(jī)對話，通過設(shè)置輸入密碼，設(shè)定充電模式后，充電樁控制模塊使繼電器工作，繼電器常開觸點(diǎn)閉合，受繼電器控制的交流接觸器電磁線圈通電，交流接觸器常開觸點(diǎn)閉合，220V交流電通過電能表計(jì)量，由交流接觸器控制充電樁220V交流電的輸出。電能表通過RS485與充電樁控制模塊通信，顯示模塊顯示充電電流、充電電壓等參數(shù)，充電指示燈顯示充電的狀態(tài)。

圖1 EV160慢充系統(tǒng)

圖2 慢充充電樁電氣框圖

1.2 北汽EV160慢充充電線和充電槍

北汽EV160配備雙彎頭慢充充電線、家用交流慢速充電線 （又稱充電寶）2種充電槍，其中充電寶既可以與充電樁連接，也可以與家用插座連接，使用較方便。家用交流慢充充電線 （充電寶）的組成見圖3，它由單相插頭、家用充電線控制模塊及與車輛連接的彎頭組成。

圖3 家用交流慢充充電線

參照維修手冊，通過對慢充充電設(shè)備實(shí)際測量，控制模塊內(nèi)部的控制邏輯見表1。其工作過程為：把充電寶的220V單相插頭插入充電樁的3孔單相插座中，通過刷卡選擇3孔插座為車輛充電，充電樁交流接觸器閉合后，把交流電通過3孔插座輸送給充電寶控制模塊，控制模塊通過充電線與充電槍彎頭連接，當(dāng)充電槍彎頭與車輛慢充插孔插合過程中，充電槍彎頭上鎖止按鈕將CC信號端子與PE的電阻阻值由680Ω變化到∞Ω，鎖止后又由∞Ω變?yōu)?80Ω，車輛檢測到CC端子電壓由5V變?yōu)?V、CP端子電壓12V，VCU喚醒車輛慢充相關(guān)設(shè)備，車載充電機(jī)工作，動力電池繼電器閉合充電。

表1 控制模塊控制邏輯

2 北汽EV160慢充充電設(shè)備故障現(xiàn)象及維修

2.1 充電樁啟動失敗

2.1.1 故障現(xiàn)象

充電樁參數(shù)設(shè)定后，通過刷卡選擇用3孔插座充電 （圖4），點(diǎn)擊確定后，充電樁3孔插座通電，充電寶充電指示燈顯示正常；大約1min后，充電樁界面出現(xiàn)啟動超時(shí)，同時(shí)3孔插座斷電，充電寶充電指示燈全部熄滅，無法充電。

圖4 充電樁啟動失敗

2.1.2 故障原因

通過查找維修手冊和充電樁使用手冊，描述的故障原因?yàn)槌潆姌寷]有插好，重新插好充電寶充電槍，故障依舊；為了驗(yàn)證故障原因是充電寶還是充電樁，把充電寶插入日常用3孔插座上，能夠正常充電，故判斷故障原因是充電樁控制系統(tǒng)故障。

2.1.3 故障解決過程

根據(jù)充電樁人機(jī)對話界面進(jìn)行操作及界面提示，反復(fù)操作幾次，測量單相3孔插座的輸出電壓，觀察交流接觸器的動作狀況，其邏輯關(guān)系見表2，判斷故障原因在于交流接觸器的控制電路。

表2 交流接觸器與插座邏輯關(guān)系

使用說明書上沒有充電樁的電氣原理圖，為了分析充電樁的故障，根據(jù)充電樁內(nèi)部的實(shí)際接線，筆者繪制了充電樁交流接觸器關(guān)聯(lián)的電氣連接圖，見圖5；刷卡后選擇3孔插座為車充電，此時(shí)測量繼電器控制線編號KOO1的端子電壓為11.6V，K002的端子電壓為0V，交流接觸器吸合，3孔插座輸出電壓220V；當(dāng)界面顯示啟動超時(shí)，此時(shí)測量繼電器控制線編號KOO1的端子電壓為0V，K002的端子電壓為0V，交流接觸器斷開，3孔插座輸出電壓0V。筆者懷疑繼電器有故障，于是拔下繼電器后，再次刷卡測試，雖然交流接觸器沒有吸合，3孔插座輸出電壓為0V,但是人機(jī)對話界面能夠正常顯示，見圖6，此時(shí)測量繼電器控制線編號KOO1的端子電壓為11.6V，K002的端子電壓為0V；測量繼電器的線圈電阻為85Ω，在繼電器線圈兩端接上12V電壓，繼電器線圈吸合，測量其常開觸點(diǎn)電阻為0.2Ω，繼電器正常，重新安裝上繼電器。難道是充電樁控制器故障？

圖5 交流接觸器關(guān)聯(lián)的電氣連接圖

圖6 充電樁正常顯示界面

根據(jù)修理車輛先易后難的原則，分析其控制電路圖，在交流接觸器上有2個(gè)控制線端子F003、F004，沒有刷卡時(shí)測量F003、F004的端子電壓為0V，刷卡測試，選擇3孔插座充電，交流接觸器吸合，此時(shí)測量F003、F004端子電壓為11.6V；當(dāng)人機(jī)界面顯示超時(shí)，交流接觸器斷開，此時(shí)測量F003、F004端子電壓為11.6V；于是拆下交流接觸器端子F003、F004，按圖7所示短接再次刷卡測試，選擇3孔插座充電，故障消失，充電界面顯示正常，充電指示燈顯示正常。難道交流接觸器故障？于是通過空氣開關(guān)斷電，拆下交流接觸器觀察發(fā)現(xiàn)有2對垂直排列端子的輔助觸點(diǎn)，控制線F003、F004的連接端子是下排輔助觸點(diǎn)；通過按壓交流接觸器的銜鐵，用萬用表測量兩排端子輔助觸點(diǎn)的通斷，按下銜鐵，下排端子輔助觸點(diǎn)斷開，上排端子輔助觸點(diǎn)導(dǎo)通；釋放銜鐵，下排端子輔助觸點(diǎn)導(dǎo)通，上排端子輔助觸點(diǎn)斷開；于是把控制線F003、F004連接到上排端子輔助觸點(diǎn)，刷卡選擇測試，故障排除。

3.2 測驗(yàn)。測驗(yàn)包括階段性測驗(yàn)、單元測驗(yàn)或隨堂考試等，主要偏重考察學(xué)生對歷史事實(shí)類知識性內(nèi)容的了解和掌握?？己朔绞降倪x擇是按照本課程設(shè)定的了解、領(lǐng)會、掌握及分析應(yīng)用等不同教學(xué)要求，歸置為不同的客觀題型，次數(shù)不限，考試時(shí)間可長可短，授課中或授課告一階段后，教師都可以進(jìn)行。測驗(yàn)較之課堂提問覆蓋面全且標(biāo)準(zhǔn)客觀統(tǒng)一，測驗(yàn)后及時(shí)反饋，便利于同學(xué)們及時(shí)發(fā)現(xiàn)自己的問題，強(qiáng)化同學(xué)們對基本歷史事實(shí)的掌握。測驗(yàn)占到平時(shí)成績30%。

圖7 交流接觸器輔助觸點(diǎn)控制線與充電樁顯示

2.1.4 維修原理

交流接觸器有3對主觸點(diǎn)、2對輔助觸點(diǎn)，其中一對為常開觸點(diǎn)，一對為常閉觸點(diǎn)，控制線應(yīng)該連接的是常開觸點(diǎn)。交流接觸器沒有吸合時(shí)，控制線F003、F004的連接端子間的控制電壓為11.6V，此時(shí)充電樁為啟動準(zhǔn)備階段，通過充電樁人機(jī)界面系統(tǒng)提示，充電樁系統(tǒng)提示充電槍正常連接為紅色，見圖8；刷卡選擇3孔插頭充電后，交流接觸器吸合，常開輔助觸點(diǎn)閉合，短接控制線F003、F004的連接端子，控制線F003、F004的連接端子間的控制電壓為0V，充電樁人機(jī)界面系統(tǒng)提示充電樁系統(tǒng)連接為綠色，此時(shí)設(shè)備供電為綠色，充電樁為車輛充電。由于搬遷充電樁過程中，拆卸了交流接觸器，把控制線端子F003、F004接在輔助觸點(diǎn)的常閉觸點(diǎn)，所以交流接觸器吸合后，常閉觸點(diǎn)斷開，控制線端子F003、F004的 電 壓 為11.6V，充電樁控制器認(rèn)定為啟動階段，由于F003、F004的電壓一直為11.6V，所以控制器認(rèn)為啟動階段失敗，控制器發(fā)出信號使交流接觸器斷開，充電樁停止供電。

圖8 充電樁系統(tǒng)提示

2.2 充電寶或充電樁故障燈閃爍

2.2.1 故障現(xiàn)象

刷卡選定利用充電樁3孔插座為車輛充電，充電樁人機(jī)對話階段顯示系統(tǒng)正常，充電樁交流接觸器吸合，但充電寶充電故障燈閃爍、電源指示燈正常；充電樁人機(jī)對話界面無電流輸出見圖9，由于車載充電機(jī)控制系統(tǒng)沒有被喚醒，解碼器查詢故障過程中，充電機(jī)控制系統(tǒng)無法通信。

圖9 充電寶或充電樁故障燈及充電樁界面

2.2.2 故障原因

通過查找維修手冊和充電樁使用手冊，檢查充電樁-充電線、慢充口、慢充線束、車載充電機(jī)、高壓控制盒、動力電池之間的線路連接是否良好；根據(jù)車輛維修的原則，首先判斷是充電樁、充電線還是車輛故障，于是把充電寶插入日常用3孔插座上，能夠正常充電，故判斷故障原因是充電樁。

2.2.3 故障解決過程

圖10 充電樁搭鐵線

2.2.4 維修原理

慢充系統(tǒng)啟動，充電樁提供交流供電，充電寶與車輛慢充充電插口的充電槍彎頭連接過程中，充電樁的PE和車輛CC端、CP端構(gòu)成回路作為連接確認(rèn)和連接控制的監(jiān)測點(diǎn)，并把此信號發(fā)送給整車控制系統(tǒng)，見圖11，蓄電池低壓喚醒整車控制系統(tǒng)，動力電池BMS檢測充電需求并給車載充電機(jī)發(fā)送工作指令，動力電池繼電器閉合，車載充電機(jī)開始工作，進(jìn)行充電；由于充電樁的電源PE端脫落，整車控制器無法檢測到慢充充電槍彎頭與車輛的連接和控制情況，致使充電寶故障指示燈閃爍無法充電。

圖11 充電系統(tǒng)搭鐵線電氣連接圖

2.3 充電樁人機(jī)對話界面顯示本機(jī)暫停服務(wù)

2.3.1 故障現(xiàn)象

充電樁人機(jī)對話界面顯示本機(jī)暫停服務(wù)，刷卡充電樁界面無變化，充電樁電源指示燈正常，其它3個(gè)指示燈熄滅，見圖12，測量3孔插座之間的電壓為0V，充電寶的充電指示燈不亮，充電樁無電源輸出。

2.3.2 故障原因

通過查找充電樁使用手冊，使用手冊上沒有描述此故障現(xiàn)象，由于充電樁控制單元能進(jìn)行顯示，說明低壓輔助電源正常，故障范圍確定為控制單元、控制單元各控制輸入信號、輸出信號、各連接端子的連接情況、控制線路短路、控制線路斷路。

2.3.3 故障解決過程

根據(jù)充電樁正常工作時(shí)測量的各控制端信號 （表3），逐個(gè)測量控制單元各控制端子，并與表3中的數(shù)據(jù)對照，測量到控制單元控制端子485a時(shí)，測得其電壓為0V，測量其與電度表相連的端子，電阻為∞，控制線路斷路，見圖13。從電度表拆卸485A,發(fā)現(xiàn)485A連接端子斷裂，重新修復(fù)端子后接入電度表，通電后充電樁人機(jī)對話正常，刷卡選擇3孔插座，充電樁恢復(fù)正常。

圖12 本機(jī)暫停服務(wù)界面

表3 充電樁控制單元控制端子電壓

2.3.4 維修原理

DDS1366型單相電子式電能表采用計(jì)量、微處理器一體化集成電路進(jìn)行設(shè)計(jì)，具有物理層獨(dú)立的RS485通信接口和紅外通信接口；通過RS485通信接口，實(shí)現(xiàn)了用戶用電的本地采集和控制以及本地購電充值。充電樁的中央控制單元通過485A、485B通信線采集電度表的功率、電流、充電電量進(jìn)行控制，由于充電樁控制單元失去了與電度表的通信，無法收到電度表的信號，所以充電樁控制單元顯示暫停服務(wù)。

圖13 電表端子連接圖

2.4 充電槍故障

2.4.1 故障現(xiàn)象

充電樁、充電槍及車輛慢充充電插口連接后，充電樁人機(jī)對話界面顯示正常，但顯示的數(shù)據(jù)中的充電功率、充電量、充電電流為0，充電寶只有電源指示燈亮，車輛儀表無顯示，利用解碼器快速測試，充電器控制系統(tǒng)無法通信，車輛能正常上電。

2.4.2 故障原因

根據(jù)車輛充電系統(tǒng)的組成，用解碼器連接車輛，進(jìn)行快速測試，車載充電系統(tǒng)無法通信，見圖14，表明車載充電系統(tǒng)沒有被激活，充電寶電源燈點(diǎn)亮表明充電寶220V電源正常，充電寶充電指示燈常亮不閃爍表明充電寶控制器沒有給充電槍接通220V交流電，因此故障原因可能是車輛充電寶故障、車輛充電系統(tǒng)故障。

圖14 解碼器快速測試

2.4.3 故障解決過程

為了進(jìn)一步驗(yàn)證是充電寶故障還是車輛故障，用另一個(gè)充電寶接通車輛慢充充電插孔，車輛能正常充電，用解碼器快速測試，充電機(jī)控制系統(tǒng)通信正常，汽車儀表盤顯示充電正常，故障范圍確定在充電寶。由于沒有充電寶的說明書和原理圖，筆者拆開充電寶的控制裝置和充電槍，繪制電氣線路圖，為故障的解決提供分析和測量，見圖15。通過萬用表和導(dǎo)線的顏色測量它們之間的連接關(guān)系，根據(jù)它們之間的連接關(guān)系繪制出電氣連接框圖，見圖16。

圖15 充電寶控制板和充電槍線路實(shí)際連接圖

用萬用表測量各線路的連接情況，只有CC端和PE端測量時(shí)與維修手冊中描述的不符，按照車輛維修手冊上CC和PE端電阻為680Ω，實(shí)際測量為∞，于是測量一套沒有故障充電寶。沒有按下充電槍鎖頭按鈕時(shí)測量CC和PE端電阻為680Ω，按下充電槍鎖頭按鈕時(shí)測量CC和PE端電阻實(shí)為∞，松開充電槍鎖頭按鈕再次測量CC和PE端電阻為680Ω。觀察充電槍鎖頭按鈕下面有一個(gè)按鈕開關(guān)，用手按壓沒有反應(yīng)，用潤滑油潤滑，輕輕左右晃動按壓數(shù)次，按鈕彈出，再用手按壓，按鈕彈出靈活，用萬用表測量沒有按下充電槍鎖頭按鈕時(shí)測量CC和PE端電阻為680Ω，按下充電槍鎖頭按鈕時(shí)測量CC和PE端電阻實(shí)為∞，松開充電槍鎖頭按鈕再次測量CC和PE端電阻為680Ω；把充電寶裝復(fù)后與車輛連接進(jìn)行測試，恢復(fù)正常。

圖16 充電寶控制板和充電槍線路連接框圖

2.4.4 維修原理

慢充充電槍彎頭鎖止按鈕具有與車輛充電鎖止功能和檢測與車輛連接狀況。由于彎頭內(nèi)的檢查電阻按鈕復(fù)位彈簧的卡滯，車輛控制器無法檢測到慢充充電槍彎頭與車輛的連接，所以車輛控制認(rèn)為充電槍沒有和車輛的慢充充電插座連接，致使車輛的充電系統(tǒng)不進(jìn)行工作，而使車輛的其他電氣系統(tǒng)正常工作，所以車輛能夠正常上電；通過維修充電槍彎頭內(nèi)按鈕的復(fù)位彈簧修復(fù)了故障。

3 維修小結(jié)

電動汽車慢充充電設(shè)備維修看起來無從下手，在維修過程中需要從基本的信息入手，同時(shí)也需積累更多的經(jīng)驗(yàn)，維修也不復(fù)雜。對于新技術(shù)、新設(shè)備我們從繪制電器連接關(guān)系著手，根據(jù)電器間的連接關(guān)系測量各端子的數(shù)據(jù)信息，根據(jù)數(shù)據(jù)信息掌握其控制原理、工作過程，維修設(shè)備故障就不再費(fèi)時(shí)費(fèi)力。