王新旗

純電動汽車通常會同時具備交流充電和直流充電2種充電模式。其中，交流充電口由交流充電高壓線束連接到車載充電機（CCS），CCS有正、負直流充電高壓線束連接到動力電池。插交流充電槍時，充電槍的CP端子喚醒CCS，CCS再喚醒整車控制單元（VCU），VCU控制高壓系統(tǒng)啟動。車輛通過CCS將電網(wǎng)輸出的220V交流電轉(zhuǎn)換為直流電給動力電池充電（圖1）。

直流充電口由直流充電高壓線束連接到動力電池。直流充電時，充電槍的A+端子喚醒動力電池管理系統(tǒng)BMS，BMS再喚醒VCU，VCU控制高壓系統(tǒng)啟動。車輛通過BMS與直流充電樁交互，直流充電樁輸出直流電給動力電池充電。

電動車的交流充電方式需要用到車載充電機，受到車載充電機功率的限制且需要交、直流轉(zhuǎn)換，為慢充;直流充電不需要車載充電機，充電設備直接以直流、大電流的方式給動力電池充電，為快充（圖2）。

車輛在充電過程中可以開空調(diào)，但不能上ready換擋行駛;交流充電只有用了kw的交流充電樁充電時才能開空調(diào);直流充電因充電功率大，對空調(diào)開啟沒有限制。車輛在充電過程中可以鎖車，鎖車后儀表不再顯示充電信息，可以通過充電樁查看充電狀態(tài);并且鎖車后，車輛的充電指示燈也會一直閃爍，直至充電完成。充電正常時，充電樁指示燈為綠色閃爍;充電故障時，充電指示燈變?yōu)榧t色。

交流充電口（慢充口）和直流充電口（快充口）根據(jù)車輛結構設計的不同，布置在車輛上的位置也有所不同。有些車型是分開布置在車輛左右兩側(cè)（圖3），或者布置在前端和后側(cè)，有些車型則是集中布置（圖4）。用戶可通過插交流充電槍或直流充電槍對車輛進行充電，車輛可以在IG-OFF或IG-ON下充電。

1.慢充系統(tǒng)組成及工作過程

慢充系統(tǒng)通常由CCS、VCU、慢充接口（交流充電接口）、低壓蓄電池和動力電池等部件組成（圖5）。本文主要就純電動車的慢充系統(tǒng)及常見故障進行分析說明。

慢充充電槍插入慢充接口連接正常后（圖6），CCS被交流充電樁發(fā)送的CP信號喚醒，通過硬線輸出12V的信號喚醒整車控制器VCU。VCU被喚醒后，吸合主繼電器給各控制器供電，并通過硬線輸出12V信號喚醒輔助控制儀表板（ACP，也稱作智能大屏）。接著VCU控制高壓上電，判斷可充電后發(fā)送充電使能給動力電池管理系統(tǒng)BMS;BMS接收到VCU發(fā)送的充電使能后，給CCS發(fā)送充電使能，并根據(jù)電池狀態(tài)與充電樁輸出能力，給CCS發(fā)送請求充電電流與電壓。CCS接收到BMS的充電使能后啟動充電，并根據(jù)BMS發(fā)送的請求充電電流與電壓，將電網(wǎng)輸出的220V交流電轉(zhuǎn)換成直流電給動力電池充電。

2.慢充常見故障分析

根據(jù)純電動汽車充電國家標準以及慢充工作原理框圖（圖了），結合日常工作實踐，大致可將慢充系統(tǒng)常見故障分為車端故障（電動汽車本身相關充電模塊、接口故障）、槍端（充電槍）故障、充電樁和供電設備故障以及車主操作使用不當造成的充電問題等。

（1）車端故障：出現(xiàn)故障的原因在電動汽車本身，包括充電口自身故障（慢充口，快充口），充電口到車載充電機的高壓線束故障，車載充電機本身以及相關聯(lián)的控制單元、網(wǎng)絡等故障。

（2）槍端故障：主要是指充電槍本身故障，或者車載便攜式充電槍故障（往往與充電模式、連接方式相關，圖8）。

（3）供電設備、充電樁故障：主要是指充電時的交流電源提供端出現(xiàn)問題導致系統(tǒng)不能正常充電，特別是使用家庭用電進行充電時，如果插座不合適、線路接地不良、L/N相位不對或者線電壓不穩(wěn)定等，都會造成充電故障。另外，充電樁本身故障或者充電樁版本陳舊、充電協(xié)議不匹配以及費用不足等，也都會造成系統(tǒng)充電問題。

（4）車主充電過程操作不當造成的充電問題：主要是車主對充電操作不規(guī)范，包括充電槍、充電樁的使用及充電習慣等。這些在用戶手冊上說得比較清楚，但車主通常不會看。

對慢充故障的診斷思路，一般是先讀取相關故障碼，然后依據(jù)先簡單后復雜，先電源端、充電樁或槍端，后再確認接口、車端，分段、分步地進行診斷分析。先以具體故障的排除為例進行說明。

故障1

故障現(xiàn)象：一輛2019年產(chǎn)小鵬G3520i智享版運動型多功能車，搭載永磁同步電機，最大功率145 kW，動力電池容量為66.5 kWh，行駛里程3.6萬km。用戶反映最近充電時間變長。

檢查分析：維修人員給車輛插上慢充充電槍，在續(xù)航里程還有150km時充電，儀表板顯示需要16.2h才能充滿（圖9）。拔掉充電槍并再次插入重新連接車輛，確認充電槍與充電口緊密連接，排除車主操作問題，故障依舊。分析，既然車輛可以充電，說明充電樁、車輛、充電槍應該都沒有問題，可為什么充電時間會變長呢？

測量充電樁輸出的充電電流（圖10），穩(wěn)定狀態(tài)為10.3A，明顯有問題，因為正常了kW的充電樁輸出充電電流應該為24.0～26.0A。找來同款車型在該充電樁充電，插入充電槍后測量充電樁輸出的充電電流（圖11），穩(wěn)定狀態(tài)時為24.9A，說明充電樁沒有問題。

維修人員檢查過程中偶然發(fā)現(xiàn)車內(nèi)的智能大屏上顯示了一條重要信息：充電槍已解鎖，限制充電電流，并且系統(tǒng)提示“重新鎖槍”（圖12）。而此時是鎖車狀態(tài)，該車型在鎖車狀態(tài)下，系統(tǒng)發(fā)出指令，驅(qū)動慢充口閉鎖充電槍。只有當車輛解鎖后，充電槍才可以拔出。為了防止充電槍鎖槍功能出現(xiàn)故障，車輛特別配置應急解鎖拉環(huán)，在鎖槍功能出現(xiàn)故障時，可以通過應急拉環(huán)解鎖充電槍（圖13）。

維修人員檢查車輛此時確實處于鎖閉狀態(tài)，而充電槍卻可以直接拔出;檢查正常車輛，在鎖車后充電槍被鎖住，無法拔出。由此可以確認，故障車輛的充電槍鎖閉功能失效。

根據(jù)智能大屏的提示信息，維修人員判斷，可能是因為系統(tǒng)判斷充電槍在解鎖狀態(tài)下充電，為防止因充電槍與充電口接觸不實導致充電發(fā)熱失火的危險，自動限制了充電電流。這樣一來，充電時間延長也就能解釋了。

故障排除：更換慢充口總成，在鎖車狀態(tài)下充電時，充電槍無法拔出。檢測充電電流在正常范圍。交車1周后回訪，用戶反饋慢充時間恢復正常。

回顧總結：后與用戶溝通得知，以前拔充電槍前是需要解鎖的，但是不知道什么時候就能直接拔出了o本以為是應有的功能，比原來還省事了，誰知道會造成充電時間延長的故障。

故障2

故障現(xiàn)象：一輛2020年產(chǎn)小鵬G3460i智享版運動型多功能車，搭載永磁同步電機，最大功率145 kW，動力電池容量為57.5kWh，行駛里程1.3萬km。用戶反映下班回家用充電樁充電時，偶爾會出現(xiàn)充電樁指示燈變紅、不能充電的故障。

檢查分析：維修人員與用戶溝通得知，該故障是進入冬季后出現(xiàn)的，而且隨著氣候變冷，晚上一充電故障就會出現(xiàn)。用戶所用充電樁為自有，白天在家充電時，車輛能正常充電。除此之外，車輛使用一切正常。

維修人員對車輛進行了基本檢查，并沒有發(fā)現(xiàn)異常?？紤]到只有晚上充電時故障才出現(xiàn)，那么跟充電樁的關系還是比較大的，決定先從充電樁入手。

維修人員下班后到用戶所住小區(qū)，在給車輛充電時果然發(fā)現(xiàn)充電樁上的紅燈有規(guī)律地頻閃。充電樁上的紅燈閃爍是一種故障閃碼，可以根據(jù)閃爍規(guī)律判斷閃碼的含義。經(jīng)觀察，紅燈閃滅2次，每2次一循環(huán)。根據(jù)充電樁等效故障對應表得知，充電樁所報為12號故障碼：充電線路“接地”故障。

根據(jù)故障現(xiàn)象以及充電樁給出的故障提示及，維修人員初步判斷故障并非車輛充電系統(tǒng)和慢充口故障，也不是充電樁本身問題，很可能是供電線路故障，如零線、接地線等。根據(jù)維修經(jīng)驗，這些線路問題也是造成車輛充電故障的常見原因。

打開充電樁接線盒，測量接地線，接地電阻不到5Ω，基本合格。測量零線時，發(fā)現(xiàn)零地電壓達到35.6V（圖14），明顯偏高。正常充電樁在充電時，零地電壓在10.0V左右。由此初步判斷充電樁不充電的原因，是零地電壓過高造成的。零地電壓就是零線上的電壓，也可以說是零線和接地線的電勢差。在正常情況下接地線電壓為零，所以零地電壓就是零線上的電壓。零地電壓的大小跟零線上的電流成正比。

導致零、地電壓偏高的原因主要有：①接地線不符合要求;②三相電源負載不平衡;③高頻諧波干擾;④其他原因（線纜太細、距離太遠等）。根據(jù)上述分析，維修人員決定先對接地線路進行重新處理。為了徹底解決接地線本身可能造成的隱患，維修人員建議同時從3個方面解決問題：①調(diào)整三相負載的相對平衡;②用接地電阻儀測量地線的接地電阻應小于4Ω;③保證零線和地線的連接處不虛接。

用戶按照要求重新處理了接地線（圖15），測量接地電阻為2Ω左右，但故障依舊。

用戶所在的小區(qū)為老社區(qū)，電力設施及規(guī)劃建設比較陳舊，因此維修人員判斷可能是三相電源負載不平衡，造成零點漂移。零線有電流通過，就會產(chǎn)生零地電壓。通俗點說，就是與充電樁同一根火線上存在其他大負載的用電設備，考慮到進入冬季故障才出現(xiàn)，那么大負載的用電取暖設備可能性更大一些。這也是為什么白天充電正常，晚上無法充電的原因。

由于涉及到小區(qū)多個用戶，要解決此問題，只能對這些老、舊小區(qū)進行整體電力線路升級改造。還要統(tǒng)籌用電量，均勻分配各相用電，盡量保證各相用電戶數(shù)、用電量平衡，才能從根本上解決零地電壓過高的問題。

故障排除：經(jīng)聯(lián)系，充電樁廠家售后服務工程師對充電樁進行系統(tǒng)升級，讓充電樁容錯零地電壓的幅值加大。充電樁進行升級后，晚上無法充電問題解決。

3.慢充操作規(guī)范

從目前反饋的慢充故障來看，很多故障的原因都是因為車主充電不當所造成的。在此筆者建議車主在給車輛充電時，注意以下事項。

（1）給車輛充電時，只能單獨進行交流充電或直流充電，不可以同時插交流充電槍和直流充電槍。若同時插入了交流充電槍和直流充電槍，需將交流充電槍與直流充電槍都拔出后，再插任意一把充電槍進行充電。

（2）插入充電槍時，注意不要按壓充電槍開關;將充電槍垂直插入，推入時聽到“咔”一聲，表示插槍到位。

（3）拔慢充槍前，先用遙控鑰匙給車輛解鎖，或者通過車內(nèi)智能大屏結束充電對充電槍解鎖。充電槍鎖解鎖后，按壓充電槍開關，同時拔出充電槍。

（4）若發(fā)生解鎖后充電槍仍無法拔出的情況，請將充電槍再次推緊到位，并用遙控鑰匙解鎖后，再次嘗試拔槍。

（5）多次解鎖后充電槍仍無法拔出的，使用應急解鎖功能（如小鵬G3，在前機艙右側(cè)找到充電槍鎖機械拉鎖，拉動解鎖），然后拔出充電槍。

（6）避免雷雨天進行充電。為延長鋰離子動力電池壽命，建議充電時淺放淺充;動力電池電量在20%～80%時進行使用和充電為最佳。