廣告
首頁 > 汽車測試技術(shù) > 正文
電車試驗(yàn)：充電安全——充電控制策略
2022-02-18 14:22:08· 來源：汽車測試網(wǎng)
充電控制策略包括：充電最高電壓、最大允許電流、溫度限值、單體極值等電池安全極值的安全與保護(hù)要求。充電過程中，與BMS 交互充電過程報(bào)文，監(jiān)控充電電壓、電流
充電控制策略包括：充電最高電壓、最大允許電流、溫度限值、單體極值等電池安全極值的安全與保護(hù)要求。充電過程中，與BMS 交互充電過程報(bào)文，監(jiān)控充電電壓、電流、溫度的變化，當(dāng)超過所限定的允許充電限值時(shí)，應(yīng)及時(shí)做停機(jī)保護(hù)。
針對(duì)不同類型的電池的單體極值監(jiān)測，當(dāng)單體電壓超過允許充電極值時(shí)，充電設(shè)備應(yīng)能夠上報(bào)告警，并及時(shí)停止充電。
充電機(jī)應(yīng)能根據(jù)充電過程參數(shù)，感知?jiǎng)恿﹄姵丶败囕d電氣設(shè)備的工作狀態(tài)，判斷BMS數(shù)據(jù)的有效性和一致性，防止動(dòng)力電池發(fā)生過充危險(xiǎn)。
充電控制策略應(yīng)利用充電系統(tǒng)的大數(shù)據(jù)分析能力，對(duì)動(dòng)力電池的安全風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行預(yù)警，防止觸發(fā)動(dòng)力電池的安全事故。
一、充電控制
1、充電時(shí)序要求
充電時(shí)序應(yīng)符合GB/T 18487.1《電動(dòng)汽車傳導(dǎo)充電系統(tǒng)第1 部分：通用要求》，GB/T27930《電動(dòng)汽車非車載傳導(dǎo)式充電機(jī)與電池管理系統(tǒng)之間的通信協(xié)議》的充電時(shí)序要求。
2、充電過程數(shù)據(jù)要求
充電過程中狀態(tài)數(shù)據(jù)應(yīng)能準(zhǔn)確上報(bào)，特別是充電總電壓，總電流、極限值、單體值等均按照要求上報(bào)，只要車載BMS 發(fā)送，雙協(xié)議模塊，充電機(jī)均需要正確處理后轉(zhuǎn)發(fā)，充電監(jiān)控需要正確顯示。同時(shí)，充電監(jiān)控對(duì)于充電總電壓，總電流、極限值、單體值均需要定期下發(fā)查詢。充電中各個(gè)時(shí)間、充電電量、充電時(shí)長的數(shù)正確。其中，充電相關(guān)BMV（單體電池溫度）、BMT（單體電池電壓）報(bào)文GB/T 27930《電動(dòng)汽車非車載傳導(dǎo)式充電機(jī)與電池管理系統(tǒng)之間的通信協(xié)議》定義為可選報(bào)文，但為了充電設(shè)備能夠及時(shí)發(fā)現(xiàn)充電安全風(fēng)險(xiǎn)，需定義為必選報(bào)文，并提高發(fā)送的頻率。
GB/T 27930 中的BMS 和車輛辨識(shí)報(bào)文(BRM)中車輛識(shí)別碼VIN 定義為可選報(bào)文，但為了充電設(shè)備更好的基于車輛本身的屬性以及車輛本身的充電歷史數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)充電安全風(fēng)險(xiǎn)，需定義為必選報(bào)文。
3、基于充電過程數(shù)據(jù)的控制策略
充電設(shè)備可以利用積累的充電過程大數(shù)據(jù)建立充電安全防護(hù)模型，在充電過程中實(shí)時(shí)的基于安全防護(hù)模型、BMS 數(shù)據(jù)搭建除了BMS 異常報(bào)警之外的第二道防線，當(dāng)檢測到異常情況是，及時(shí)停機(jī)保護(hù).
（1）充電設(shè)備的二重保護(hù)控制
充電設(shè)備應(yīng)具備對(duì)電池的二重保護(hù)功能。
1）在恒流、恒壓模式的充電過程中，當(dāng)檢測到輸出電壓大于車輛最高允許充電總電壓或電流響應(yīng)結(jié)束后檢測到輸出電流大于車輛當(dāng)前需求電流的110%（當(dāng)前需求電流值大于等于30A 時(shí)）或大于車輛當(dāng)前需求電流+3A（當(dāng)前需求電流值小于30A 時(shí)），或，當(dāng)BMS交互數(shù)據(jù)的單體電壓達(dá)到電池最高單體電壓，并持續(xù)一定時(shí)間后（15s），充電設(shè)備應(yīng)在1s 內(nèi)斷開K1K2，并發(fā)出告警提示。
2）在充電過程中，當(dāng)BMS 數(shù)據(jù)的電池最高溫度達(dá)到電池允許最高溫度并持續(xù)一定時(shí)間后，充電設(shè)備應(yīng)停止充電，并發(fā)出告警提示。充電過程中當(dāng)電池的溫升超過電池所允許的溫升閾值，充電機(jī)應(yīng)停止充電，并發(fā)出告警。
3）充電設(shè)備應(yīng)具備電池過充保護(hù)，在檢測到充進(jìn)電池的電量和安時(shí)數(shù)大于電池的額定容量和能量時(shí)，應(yīng)及時(shí)停止充電并報(bào)出告警。
4）充電設(shè)備應(yīng)具備對(duì)BMS 交互數(shù)據(jù)出現(xiàn)干擾、數(shù)據(jù)不更新、數(shù)據(jù)異常的判斷功能，當(dāng)出現(xiàn)異常數(shù)據(jù)會(huì)導(dǎo)致電池過充、過熱、過壓、過流時(shí)，應(yīng)采取控制策略或停止充電，防止電池安全風(fēng)險(xiǎn)，并發(fā)出告警。當(dāng)充電過程中累計(jì)充電量超過電池額定容量的10%電池的SOC 仍然不發(fā)生變化，充電機(jī)應(yīng)停止充電并發(fā)出告警。
（2）充電系統(tǒng)利用大數(shù)據(jù)分析功能控制策略
充電系統(tǒng)應(yīng)充分利用充電大數(shù)據(jù)分析的作用，建立電池特性溯源及健康狀況信息檢索的數(shù)據(jù)支撐作用，識(shí)別車輛充電過程中的風(fēng)險(xiǎn)。基于縱向充電歷史數(shù)據(jù)的電池特性溯源和同類車型橫向數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析的充電安全模型，有助于對(duì)充電過程進(jìn)行安全策略的調(diào)控，降低電池事故風(fēng)險(xiǎn)，延緩電池健康指標(biāo)衰減，并對(duì)車輛未來的健康狀況進(jìn)行預(yù)測。
安全防護(hù)模型需要考慮實(shí)現(xiàn)的目標(biāo)以及包含的維度包括：
1）結(jié)合車型的電池衰減特征、車輛的歷史充電數(shù)據(jù)等估算出車輛電池容量的衰減程度,并結(jié)合車輛的充電行為特征、車輛的運(yùn)營類型等對(duì)電池未來的容量衰減趨勢做出預(yù)測。
2）車輛由于運(yùn)行環(huán)境、運(yùn)營類型、充電習(xí)慣、運(yùn)行習(xí)慣的不同會(huì)導(dǎo)致車輛觸發(fā)各個(gè)安全核心指標(biāo)的周期、變化速率或者本身的實(shí)際閾值數(shù)據(jù)不同。為了實(shí)現(xiàn)盡可能提前對(duì)車輛的異常指標(biāo)發(fā)現(xiàn)并預(yù)警，需要對(duì)安全的核心指標(biāo)的閾值建立對(duì)應(yīng)的模型，需要包含的安全指標(biāo)以及模型計(jì)算的分析維度參考如下：
電池充電過程中最高溫度的閾值、溫升速率的閾值、最大溫差的閾值、最大壓差的閾值、SOC 速率的閾值、單體過壓的閾值、電池過充的閾值需要結(jié)合車型、城市、時(shí)間以及車輛自身的歷史充電數(shù)據(jù)的大數(shù)據(jù)特征進(jìn)行動(dòng)態(tài)確定。
3）充電系統(tǒng)應(yīng)能基于車型某區(qū)域長時(shí)間的歷史充電數(shù)據(jù),計(jì)算車型充電安全指標(biāo)的基準(zhǔn)值數(shù)據(jù)。
充電系統(tǒng)應(yīng)能基于車輛的歷史數(shù)據(jù),計(jì)算車輛和同區(qū)域、同時(shí)間同車型的相同安全指標(biāo)的基準(zhǔn)值的偏離度。
充電系統(tǒng)應(yīng)能根據(jù)車輛與車型的基準(zhǔn)值的偏離程度將車輛分為低風(fēng)險(xiǎn)車輛、高風(fēng)險(xiǎn)車輛、無風(fēng)險(xiǎn)車輛，并能預(yù)警電池的故障種類。
二、故障、異常狀況監(jiān)測及保護(hù)
（1）應(yīng)具備充電系統(tǒng)發(fā)生各項(xiàng)故障時(shí)，通過合理處理策略保證充電安全；
（2）對(duì)安全監(jiān)控參數(shù)超限發(fā)生后，充電監(jiān)控系統(tǒng)向充電機(jī)發(fā)出緊急停機(jī)指令，充電機(jī)需要執(zhí)行停機(jī)；
（3）充電樁控制系統(tǒng)對(duì)充電回路中每個(gè)繼電器、接觸器、熔斷器做檢測，檢測器件是否正常，并作出故障告警；
（4）每個(gè)充電回路帶有防反二極管，防止充電設(shè)備內(nèi)部故障時(shí)，引起故障擴(kuò)大；
（5）充電中實(shí)施槍頭溫度檢測，當(dāng)槍頭溫度過高時(shí)可中斷充電；
（6）將有關(guān)信息存儲(chǔ)到網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)庫，須確保網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)庫有效，如存儲(chǔ)失敗需給出錯(cuò)誤信息。
三、故障分類及處理
嚴(yán)重故障，直接影響人身安全級(jí)別故障。如絕緣故障、漏電故障等。當(dāng)發(fā)生嚴(yán)重故障時(shí)，設(shè)備或者充電模塊須立即停機(jī)，等待專業(yè)維護(hù)人員維修；
電池?zé)崾Э兀嚎赡芤痣姵乜傠妷哼^充、電池單體電壓過充、電池容量過充、電池溫過高等導(dǎo)致電池?zé)崾Э仫L(fēng)險(xiǎn)的故障，應(yīng)立即停止充電，并主動(dòng)告警，并在充電系統(tǒng)中后臺(tái)中記錄。
一般故障，不涉及人身安全但需及時(shí)維護(hù)的故障。主要為設(shè)備安全級(jí)別故障，如連接器故障（導(dǎo)引電路檢測到故障），充電機(jī)檢測到充電電流不匹配等。當(dāng)發(fā)生一般故障時(shí)，充電設(shè)備停止本次充電，并做好故障記錄（需重新插拔充電電纜后，才能進(jìn)行下一次充電）。
告警提示，需要引起操作人員注意的相關(guān)問題。如充電握手階段、配置階段的超時(shí)、充電過程超時(shí)等。當(dāng)充電設(shè)備處于告警提示狀態(tài)時(shí)，充電設(shè)備中止充電，待故障現(xiàn)象排除后自動(dòng)恢復(fù)充電（檢測到故障狀態(tài)解除后，重新通信握手開始充電）。
表6-1 故障分類
根據(jù)充電結(jié)束的要求，可以分為正常停止充電、故障停止充電以及緊急停止充電。
正常停止充電：用戶、車輛或供電設(shè)備中止充電過程，并非由故障導(dǎo)致停機(jī)。包括用戶、車輛或供電設(shè)備正常主動(dòng)中止充電。
故障停止充電：充電設(shè)備或車輛檢測到故障而中止充電過程，當(dāng)發(fā)生輸出過壓保護(hù)、通信線異常故障時(shí)，供電設(shè)備分別在1s 和10s 內(nèi)打開接觸器K1、K2、K3、K4。
緊急停止充電：供電設(shè)備或車輛檢測到故障而緊急中止充電過程，如出現(xiàn)安全危險(xiǎn)。
當(dāng)發(fā)生控制導(dǎo)引信號(hào)異常、保護(hù)接地連續(xù)性丟失、不能繼續(xù)充電故障時(shí)，供電設(shè)備應(yīng)在100ms 打開接觸器K1 和K2。
企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)遵循上述原則。
點(diǎn)贊 0 反對(duì) 0 舉報(bào) 0
收藏 0
評(píng)論 0 分享 70
廣告 編輯推薦
最新資訊
-
國內(nèi)首個(gè)“路空一體”國家質(zhì)檢中心落戶廣東
2026-03-04 09:06
-
全國156個(gè)！IAE智行眾維入選！工信部2025年
2026-03-04 09:05
-
瓦力大作戰(zhàn)｜輕科普——誤碼儀（BERT）架構(gòu)
2026-03-04 09:03
-
是德科技推出適用于AI數(shù)據(jù)中心的Scale-Up驗(yàn)
2026-03-04 09:03
-
“汽車爬坡試驗(yàn)方法”將有國家標(biāo)準(zhǔn)
2026-03-03 12:44
