北京公共交通控股（集團(tuán)）有限公司保修分公司 李躍華

純電動(dòng)公交車(chē)運(yùn)行一定里程后，需補(bǔ)充電能（即充電）。電動(dòng)公交車(chē)到充電站充電，車(chē)與站的充電連接裝置（充電插座和充電插頭）如果出現(xiàn)故障，不僅不能正常充電，而且還有安全風(fēng)險(xiǎn)?，F(xiàn)以北京公交運(yùn)營(yíng)使用的純電動(dòng)公交車(chē)為例，闡述純電動(dòng)車(chē)輛在充電過(guò)程中充電連接裝置損壞的原因和產(chǎn)生故障的機(jī)理。并對(duì)規(guī)避純電動(dòng)車(chē)輛充電過(guò)程中存在的風(fēng)險(xiǎn)提供參考解決措施，以及充電過(guò)程中產(chǎn)生故障時(shí)的解決方案。

1 純電動(dòng)車(chē)輛充電連接裝置釋義及要求

1.1 釋義

充電接口是指用于連接活動(dòng)電纜和電動(dòng)汽車(chē)的充電部件，由充電插座和充電插頭兩部分構(gòu)成。其中，充電插頭是在電動(dòng)汽車(chē)傳導(dǎo)式充電過(guò)程中，與充電插座的結(jié)構(gòu)和電氣進(jìn)行耦合的充電部件，它與活動(dòng)電纜裝配連接或一體化集成組成充電電纜；充電插座是安裝在電動(dòng)汽車(chē)或供電設(shè)備上用于耦合充電插頭的部件。

1.2 要求

（1）充電連接裝置對(duì)結(jié)構(gòu)的要求。充電插頭和充電插座易觸及的表面應(yīng)無(wú)毛刺、飛邊及類(lèi)似尖銳邊緣；充電插頭和充電插座應(yīng)有配屬的保護(hù)蓋，這些保護(hù)蓋與其配屬的部件之間應(yīng)有起固定連接作用的附件裝置(如鏈、繩等)，且不使用工具時(shí)應(yīng)不能拆卸。

（2）充電插座對(duì)溫度的要求。當(dāng)參考環(huán)境空氣溫度為25℃，并根據(jù)GB 7251.1-2013 的相關(guān)要求進(jìn)行驗(yàn)證時(shí)，供電設(shè)備及其電路應(yīng)能在特定條件下（GB 7251.1-2013 的5.3.1 和5.3.2)持續(xù)承受最大額定電流，溫升極限由GB 7251.1-2013 的9.2 規(guī)定，對(duì)于沒(méi)有相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的組件，溫升極限由該標(biāo)準(zhǔn)的11.6.2 規(guī)定。

（3）充電插座對(duì)極限溫升的要求。電動(dòng)汽車(chē)供電設(shè)備在額定負(fù)載下長(zhǎng)期連續(xù)運(yùn)行，內(nèi)部各發(fā)熱元器件及各部位的溫升應(yīng)不超過(guò)NB/T 33001-2010 中的相關(guān)規(guī)定。

允許表面溫度，在額定電流和環(huán)境溫度40℃條件下，手握可接觸的表面最高允許溫度為50℃（金屬部分）、60℃（非金屬部分）；可能觸及但不能手握的表面最高允許溫度為60℃（金屬部分）、85℃（非金屬部分）；組件、絕緣體和塑料材料的溫度應(yīng)不超過(guò)在設(shè)施壽命周期內(nèi)正常使用時(shí)可能降低電氣、機(jī)械或其他性能的溫度。

2 純電動(dòng)車(chē)輛新、老國(guó)標(biāo)充電接口分類(lèi)

2016年8 月起，國(guó)家執(zhí)行新充電標(biāo)準(zhǔn)。GB/T 18487.1-2015《電動(dòng)汽車(chē)傳導(dǎo)充電系統(tǒng)》新增的9.1節(jié)規(guī)定——額定充電電流大于16A 的應(yīng)用場(chǎng)合，供電插座、車(chē)輛插座均應(yīng)設(shè)置溫度監(jiān)控裝置，供電設(shè)備和電動(dòng)汽車(chē)應(yīng)具備溫度監(jiān)測(cè)和過(guò)溫保護(hù)功能。車(chē)輛充電插座、充電槍增加溫度檢測(cè)裝置，對(duì)充電連接裝置溫度狀態(tài)實(shí)時(shí)監(jiān)控并調(diào)控充電電流大小。

北京公交純電動(dòng)車(chē)輛采用的充電插座分為新國(guó)標(biāo)和老國(guó)標(biāo)兩種，新、老國(guó)標(biāo)充電座外觀差異如圖1 所示。

新、老國(guó)標(biāo)充電座內(nèi)主電極DC+/DC-導(dǎo)電彈性材料形狀差異（兩者材質(zhì)的差異有待進(jìn)一步考證）如圖2 所示。

圖1 在用充電插座外觀對(duì)比

圖2 充電座主電極內(nèi)部導(dǎo)電元件

圖3 執(zhí)行新國(guó)標(biāo)充電插座結(jié)構(gòu)

充電座極柱燒蝕主要發(fā)生在老國(guó)標(biāo)的接口上，新國(guó)標(biāo)充電插座未發(fā)現(xiàn)此類(lèi)問(wèn)題。

新、老國(guó)標(biāo)插座及充電槍在溫度檢測(cè)和過(guò)溫保護(hù)功能上存在差異（導(dǎo)致車(chē)輛充電插座燒毀的充電站是否執(zhí)行新國(guó)標(biāo)有待進(jìn)一步考證），根據(jù)GB/T 18487.1-2015《電動(dòng)汽車(chē)傳導(dǎo)充電系統(tǒng)》對(duì)充電連接裝置溫度監(jiān)控的要求，目前已按要求增加了充電座的溫度監(jiān)控、密封蓋鎖止監(jiān)控等功能（圖3），而發(fā)生燒蝕的老國(guó)標(biāo)充電座無(wú)此項(xiàng)功能。

新標(biāo)準(zhǔn)全面提升了充電的安全性和兼容性。在安全性方面，新標(biāo)準(zhǔn)增加了充電接口溫度監(jiān)控、電子鎖、絕緣監(jiān)測(cè)和泄放電路等功能，細(xì)化了直流充電車(chē)端接口安全防護(hù)措施，眀確禁止不安全的充電模式應(yīng)用，能夠有效避免發(fā)生人員觸電、設(shè)備燃燒等事故，保證充電時(shí)對(duì)電動(dòng)汽車(chē)及其使用者的安全。

3 純電動(dòng)車(chē)輛充電插座故障類(lèi)型分析

北京公交純電動(dòng)運(yùn)營(yíng)車(chē)輛充電插座分為2 種，一種是帶線(xiàn)的充電插座，另一種是不帶線(xiàn)的充電插座。

圖4 充電插座嚴(yán)重?zé)g

圖5 充電插座絕緣隔套易損部位

（1）帶線(xiàn)充電座。GTQ6131BEVST3 型車(chē)（2016年12 月投入使用）充電插座的損壞主要集中在充電高壓正、負(fù)極的充電極柱上，可以看出損壞的充電座極柱中心位置（冠簧）有明顯燒蝕現(xiàn)象，而且燒蝕的極柱與絕緣隔套粘連在一起，高壓線(xiàn)過(guò)熱后絕緣層也出現(xiàn)破損，裸露出了銅線(xiàn)（圖4）。目前更換的充電座都是過(guò)熱燒蝕的故障，由于極柱燒蝕過(guò)溫致主線(xiàn)路過(guò)熱，造成充電線(xiàn)絕緣層破損，所以需更換整套充電座及線(xiàn)束。

（2）不帶線(xiàn)充電座。充電座故障主要集中在充電座的絕緣隔套上，損壞點(diǎn)為CC1/CC2/PE/A+/A-這些針腳的絕緣隔套（圖5），一般為斷裂脫落故障。

不帶線(xiàn)充電插座有的絕緣隔套處于晃動(dòng)狀態(tài)，只連接著一點(diǎn)兒；有的絕緣隔套早已丟失，充電座內(nèi)導(dǎo)電極柱直接裸露，只是缺失了絕緣隔套而充電座極柱無(wú)燒蝕現(xiàn)象，更換充電座的整體護(hù)套即可解決故障。

綜上，鑒于兩者的差異性，車(chē)輛充電座的故障有兩類(lèi)，執(zhí)行新國(guó)標(biāo)的充電座多以機(jī)械性故障為主，執(zhí)行老國(guó)標(biāo)的充電座多以無(wú)過(guò)溫保護(hù)導(dǎo)致的二次損傷故障為主。

4 防范措施

充電接口引起的相關(guān)故障，需要從整個(gè)充電過(guò)程的使用、保養(yǎng)來(lái)分析制定防范措施。

北京公交純電動(dòng)運(yùn)營(yíng)車(chē)大部分采用雙槍約400A 大電流快速充電（應(yīng)用鈦酸鋰電池），并且充電座主極柱內(nèi)導(dǎo)電部件與充電槍極柱頻繁接觸（其接觸程度與運(yùn)營(yíng)路線(xiàn)使用情況、每天充電次數(shù)有關(guān)），致使導(dǎo)電接觸面出現(xiàn)不均勻點(diǎn)蝕。對(duì)于以上問(wèn)題，應(yīng)采取日常小修與保養(yǎng)加以限制。

（1）在車(chē)輛保養(yǎng)中，增加對(duì)充電座進(jìn)行檢查記錄項(xiàng)目，要求記錄充電座的目檢狀態(tài)，進(jìn)行物理除塵，對(duì)嚴(yán)重?zé)g的車(chē)輛充電座進(jìn)行更換。保養(yǎng)及小修時(shí)發(fā)現(xiàn)車(chē)輛充電座主電極存在拉弧、發(fā)黑、毛刺、燒蝕等損傷，可單獨(dú)更換主電極內(nèi)導(dǎo)電部件（冠簧或彈性片），以降低充電座與充電槍接觸不良的問(wèn)題（經(jīng)過(guò)驗(yàn)證，新、老國(guó)標(biāo)充電座均可單獨(dú)更換導(dǎo)電零部件），進(jìn)而在充電插座燒蝕之前，將隱患消滅在萌芽狀態(tài)，以降低車(chē)輛運(yùn)營(yíng)成本。

（2）存有以下問(wèn)題的充電插座須更換。

①充電插座存在絕緣體燒蝕、融化、變形、絕緣隔套斷裂損壞。

②導(dǎo)電金屬插孔存在發(fā)黃、嚴(yán)重點(diǎn)蝕、銅合金融化。

③外觀無(wú)異常但充電時(shí)短時(shí)快速起熱的充電插座。

（3）充電站及操作人員的相關(guān)要求。充電站對(duì)狀態(tài)不佳的充電槍進(jìn)行更換，充電站操作工人在充電前應(yīng)對(duì)充電槍進(jìn)行目視化檢查，嚴(yán)格執(zhí)行插、拔槍操作規(guī)范，避免因不正規(guī)操作導(dǎo)致充電插座機(jī)械性損傷。

嚴(yán)格實(shí)施以上處理措施，消除充電過(guò)程中的潛在風(fēng)險(xiǎn)，以保證純電動(dòng)公交車(chē)的安全充電、正常運(yùn)行。