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直流充電樁充電過程專業解讀(3)

發布日期:2017-10-24  來源:充電樁之芯

核心提示:充電樁和電動汽車之間完成了物理連接、絕緣檢測、電壓泄放、充電握手及握手辨識之后,進行到充電參數配置階段、充電階段和充電
        充電樁和電動汽車之間完成了物理連接、絕緣檢測、電壓泄放、充電握手及握手辨識之后,進行到“充電參數配置階段”、“充電階段”和“充電結束階段”。 
       充電參數配置階段
      BMS定期發送BCP(電池充電參數 )報文給充電樁控制器,充電樁控制器定期發送CTS(充電機時間同步信息)和CML(充電機最大輸出能力)報文給BMS。BMS判斷充電機參數合適,閉合電動汽車內部的接觸器K5、K6,電動汽車開始負責整個系統的絕緣檢測。充電樁控制器判斷充電電壓正常,閉合直流接觸器K1、K2。  至此,充電系統的直流回路才“通暢”起來。 

這個階段里,其實涉及到的通信報文并不止是BCP、CTS、CML,還有BRO和CRO,其中,CTS報文是可選的。BMS發送 BRO (電池充電準備就緒)SPN 2829=0x00報文給充電樁控制器,SPN 2829=0x00表示電池沒有準備好充電,因為接下來有車輛硬件上有K5、K6的閉合及啟動車輛的絕緣檢測。完成了硬件動作后,BMS發送BRO  SPN 2829=0xAA,表示電池已準備就緒。同樣的,充電樁在硬件上動作之前也相應地發送CRO(充電機輸出準備就緒)報文給BMS。  

這些報文的發送次序如下圖:

BCP報文信息包括單體電池的電池最高允許充電電壓、最高允許充電總電壓、最高允許充電電流、標稱總能量、最高允許溫度、SOC、當前電壓等。CML報文信息包括最高輸出電壓、最低輸出電壓、最大輸出電流、最小輸出電流。顯然,充電前交互這些信息是必要。

在充電樁K1、K2閉合之前,有一個“預充階段”,見27930標準Pg.29充電流程圖,就是說在充電接通充電回路之前,充電樁之芯先設定一個電壓工作起來,該電壓比電池電壓小1-10V。 

充電階段

充電模塊按照預充電電壓輸出電壓之后,K1、K2和K5、K6都已經閉合,充電就算開始了。BMS開始定期發送BCL(電池充電需求)報文和BCS(電池充電總狀態)報文給充電樁控制器,充電樁控制器定期發送CCS(充電機狀態)報文給BMS。接收報文超時,充電結束。 充電階段,BMS還定期發送BSM(電池狀態信息)、BMV(電池電壓)、BMT(電池溫度)、BSP(電池預留)等報文給充電樁控制器。

27930標準對每種報文進行了說明。

關于充電樁控制器發出的CCS報文和BMS發出的BCL報文很重要,摘錄原條文如下:   

充電樁之芯(直流充電模塊)、充電樁之核(充電樁控制器)的BMS之間的關系可以理解為主從關系。充電系統的“主腦”是BMS,“從腦”是充電樁之核,充電樁之芯被動地接受充電樁之核的指令以確定其工作模式(恒壓或恒流),充電電壓和充電電流。 BMS發送電池能接受的“電壓需求”,“電流需求”和“工作模式”指令給充電樁之核,充電樁之核進行處理,發送相應指令給各充電樁之芯。因為直流充電樁一般是由多個充電樁之芯組成,充電樁之核需要將總電流需求除以充電樁之芯個數得到各充電樁之芯的充電電流,然后再下發該“充電電流”指令給各充電樁之芯。該指令電流如果大于充電樁之芯的最大輸出電流,充電樁之芯按其最大輸出電流輸出,否則,按指令電流輸出。

在研讀關于BCL報文的這段條文時,我有下面6個問題:

問題1. 為什么有這樣的表述: “當電壓需求或電流需求為0時,充電機按最小輸出能力輸出。

既然電池不需要充電了,仍然允許充電機輸出電流,為什么不要求充電機電流是0? 

問題2. BCL條文表格下方的說明提到了數據分辨率、偏移量,這怎么理解? 這是否給充電樁之芯輸出電壓和輸出電流的實際大小帶來誤差? 

問題3. 在充電過程中,鋰電池的充電電壓是逐漸增加的。在電池還沒有被充滿之前,接受恒流充電,充電樁之芯工作在恒流模式,電池快充電滿之后,接受恒壓充電,充電樁之芯工作在恒壓模式。但是,MS是基于什么來判斷接受恒壓或恒流充電?  

問題4. 假如BMS給出的充電電流需求是135A,每個充電樁之芯在200V-600V之間輸出25A電流,充電樁上安裝有6個充電樁之芯。在正常充電過程中,突然拔出一個充電樁之芯(充電樁之芯可以支持熱插拔),會發生什么? 

問題5. 假如BMS給出的電流需求是135A, 但充電樁之芯當前狀態下的輸出電流是0A,標準中要求多長時間內充電樁之芯的電流可以達到135A?      

上面第5個問題,在184887.1中有一段條文作出規定: 

問題6.  但是上面這段條文中的△I/dlmin s是什么含義? 條文中說明了dlmin為最小充電速率,怎么理解?  

充電結束階段

一旦充電結束條件滿足,充電樁控制器發送CST(充電機中止充電)報文給BMS,讓BMS確認充電機即將結束充電以及結束充電原因。BMS發送BST(BMS中止充電)報文給充電樁控制器,讓充電機確認BMS將發送中止充電報文以令充電機結束充電過程以及結束充電原因。隨后,兩者互發統計數據報文BSD和CSD。當電流值降到5A以下之后,充電樁斷開K1、K2,投切泄放電壓電路,BMS斷開K5、K6。 充電樁控制器確認收到BSD報文后斷開K3、K4,電子鎖解鎖。BMS確認收到CSD報文后進入休眠狀態。

接下來將充電槍取出的過程,是T0-T2的逆過程,對應了18487.1標準中充電控制時序的T18-T21,直接摘錄標準中的表格如下:      

至此,正常充電的充電全過程結束。


 
 
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