摘要：本文对电动汽车充电桩的分类及工作原理做了简要介绍，针对交流充电桩常见的两类故障进行了分析，并对其故障原因及排除方法进行了具体论述，这对电动汽车充电设施的建设十分重要，也进一步推动了电动汽车的发展。
关键词：电动汽车充电桩；故障诊断；检测
1充电系统的组成及基本原理
本文针对某款国产纯电动汽车进行分析，其充电系统从功能上可分为快充、慢充、低压充电、制动能量回收等四项。其中快充是指直流高压充电，由直流充电口（带高压线束）以及动力电池组成。直流充电接口能接收直流充电桩的电能，并通过高压线束将电能输送给动力电池总成，为其充电。慢充是指交流高压充电，由交流充电口（带高压线束）、交流充电插座、交流充电插头、动力电池以及车载充电机组成。交流充电接口接收交流充电桩的电能，通过高压线束将电能输送给分线盒，分线盒经过直流母线将直流电传递到动力电池，为其充电。
2充电桩、充电站的发展现状及问题应对方案
类似加油站，充电站同样需要让使用者感受到方便、快捷的使用体验。所以这对充电桩技术的要求、充电站的选址提出了很高的要求。现如今充电桩、充电站的发展主要存在三个方面的问题。
2.1安全问题
用于新能源汽车充电的电压主要为220V、380V，远远超过人体安全电压的范围，同时，电流的热效应带来的安全隐患同样不可忽视。本着安全第一的原则，充电桩的安全必须纳入首要的考虑内容中。以下是几种应对方案：
1）请勿将易燃、易爆或化学物品、可燃性材料等危险品靠近充电桩放置。
2）充电枪头应保持干燥清洁。若充电枪头脏污时，应使用干布擦拭，禁止在带电情况下触摸充电枪芯。
3）当充电线缆或充电枪存在破裂、线路裸露等缺陷时，严禁使用充电桩。若有发现此类缺陷，应及时联系工作人员维修。
4）严禁私自维修、拆卸、改造充电桩，若有相关需求，应联系工作人员。
5）在充电过程中，不能拔卸枪头。应确保充电过程中的人身和车辆安全。
2.2时间问题
有研究表明，66%的消费者认为新能源汽车不如普通汽车方便，并且其中63%的人觉得充电阶段的问题是首要原因。这些影响消费者决策的问题摆在了科技工作者和政府身上。消费者主要认为的充电阶段时间的问题主要有两个方面：一是寻找充电桩的时间；二是充电的时间。
对于第一个问题：电动汽车充电桩属于电网配用电侧，由于其结构上的特殊性，决定了自动化通信网络的特点为：覆盖面广、被测点多且分散、通信距离短。同时，随着城市的发展，网络拓扑要求具有灵活性和扩展性的结构。因此，在选择充电桩的通信方式时，应考虑如下问题：
1）可靠性———在较强的电磁干扰和噪声干扰、长期的恶劣环境中，通信系统需保持畅通，应具有较高的可靠性。
2）建设及维护费用———在可靠性达到要求的前提下，综合各方面因素，考虑建设以及后续使用过程中维护所需的费用。
3）双向通信———此通信方式可在实现信息量上传的同时，实现控制量的下达。
4）多业务的数据传输速率———以后，终端的业务量将会呈现不断增加的趋势。因此，主站与子站，以及子站与终端之间的通信，对实现多业务数据传输速率的要求也将逐步升高。
5）通信的灵活性、可扩展性———由于充电桩的控制点多、覆盖面广且分散，故应采用标准的通信协议。鉴于“ALLIP”网络技术的发展，以及不断增长的电力运营业务，故需要考虑基于IP的业务承载，同时也要考虑安装调试、运行维护过程中的便利性。对于第二个问题：普通汽车在加油站加油，算上排队，也不过20min左右。而电动汽车则普遍需要1h或是更长时间。充满电续航里程也只有普通汽车的一半还不到。虽然特斯拉建议他的消费者们在这段时间去吃饭或是去咖啡馆，但未免还是会减少人们购买电动车的热情。目前，新型电池、不断更新的充电技术一定会让这个问题得到更好的解决。
2.3通信问题
因充电桩是属于配电网侧的，故其通信方式常常与配电网络的自动化等问题综合考虑。在选择通信方式时，需综合考虑不同区域、不同的实际条件等因素。可见，通信是实现配电网络自动化的重难点。对于电动汽车充电桩，其通信方式主要为无线通信及有线通信两种。其中，无线通信主要是采用移动运营商的移动数据接入业务。而有线通信主要包括：工业串行总线和有线以太网。工业串行总线具有设计简单、数据传输可靠等优点，但其缺陷在于灵活性差、扩展性差、布网复杂、施工成本高、通信容量低。有线以太网同样具有数据传输可靠的优点，相较于工业串行总线，其还具有网络容量大的优点；其缺陷在于灵活性差、扩展性差、布线复杂、施工成本高。
若采用移动运营商的移动数据业务，则需要把充电桩接入移动运营商的移动数据网络，这需要向运营商支付昂贵的费用，且这笔费用将随充电桩数目的增加而越来越多；与此同时，网络的可靠性、数据的安全性都将受限于移动运营商，这有碍于设备的安全可靠运行；此外，因为所接入的移动数据带宽为共享带宽，故当大量设备在局部区域同时接入时，网络的可靠性将下降，用户的平均带宽会恶化。可见，这并不适合充电桩群的大量、密集型接入，不利于大量的数据传输。
3故障诊断及排除
3.1第一类故障诊断及排除
3.1.1故障原因
（1）充电电源连接不正常；
（2）交流充电连接装置没有正确连接；
（3）充电桩线路故障。
3.1.2故障诊断流程图
图2故障诊断流程图
根据产生第一类故障现象可能存在的原因进行具体的诊断，流程如图2所示。首先，根据故障现象检查配电柜总闸开关，正常工作时总闸开关闭合，若断开，则关闭总闸开关；第二，检测总闸开关输出电压，火线（L线）与零线（N线）电压，火线（L线）与地线（PE线）电压是否为220V，若不正常，则说明线路断开、虚接或损坏，需要重新检查并连接线路或更换开关；第三，检测充电桩输入电压，火线（L线）与零线（N线）电压，火线（L线）与地线（PE线）电压是否为220V，若不正常，则说明线路断开或损坏，需要重新连接线路或更换开关。
3.2第二类故障诊断及排除
第二类故障是在电源供电正常，在充电前，充电插头与车辆电池接口正确连接并且设备停机状态下所出现的故障，主要有7种。第一，正常充电状态，监控系统显示数据为0，原因可能是充电桩与监控系统之间数据通讯出现故障；第二，正常充电状态下，充电电流小于20A，原因是充电桩显示屏及充电程序出现故障；第三，无法正常充电或无法进入充电操作界面，原因是充电桩与监控系统之间数据通讯可能出现故障；第四，重启充电桩显示屏充电程序后BMS无通讯，原因是充电桩与监控系统之间数据通讯可能出现故障；第五，BMS状态正常，充电电压正常充电电流为0，可能是充电急停按钮误按下；第六，BMS状态正常，无充电电压，也可能是充电急停按钮误按下；第七，BMS状态正常，充电电压变化，充电电流为0，可能的原因是充电模块故障。
结束语
充电桩是给电动汽车充电的装置，输入端与交流电网相连，输出端通过充电插头与电动汽车连接。充电桩提供人机交互操作界面，人们可以使用特定的充电卡通过输入模块进行相应的充电方式、充电时间、费用数据打印等操作，充电桩显示模块可以显示充电量、费用、充电时间等数据。充电桩出现故障将导致电动汽车无法进行能量补给。本文针对某款国产电动汽车交流充电桩的常见故障及排除方法进行分析，并将得到的规律加以总结。
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[4]刘文革，雷云，刘伟.电动汽车充电站设备常见故障分析及改进措施[J].大众用电，2016，31（01）：40-41.
论文作者:胡剑文
论文发表刊物:《电力设备》2019年第3期
论文发表时间:2019/6/5
标签：电动汽车论文; 通信论文; 充电站论文; 电压论文; 故障论文; 原因论文; 故障诊断论文; 《电力设备》2019年第3期论文;