如何監控電(diàn)動車(chē)充電(diàn)狀态？

背景

随着新能源汽車(chē)快速發展，人(rén)們對電(diàn)動汽車(chē)也越來(lái)越認可(kě)，特斯拉、BYD、威馬、蔚來(lái)等品牌的電(diàn)動汽車(chē)在我們日常生(shēng)活中越來(lái)越多(duō)。跟汽油車(chē)要加油一樣，電(diàn)動汽車(chē)要充電(diàn)，電(diàn)動車(chē)續航裏程短(duǎn)、充電(diàn)時(shí)間(jiān)長等問題也日益凸顯。普及電(diàn)動汽車(chē)的充電(diàn)樁并優化其各項性能，從而縮短(duǎn)充電(diàn)時(shí)常，改善使用充電(diàn)樁的體(tǐ)驗，提高(gāo)便利性，才能為(wèi)電(diàn)動車(chē)的普及打下堅實基礎。因此一個(gè)在充電(diàn)過程中，充電(diàn)樁根據電(diàn)池需求調整充電(diàn)電(diàn)壓和(hé)充電(diàn)電(diàn)流狀态的記錄設備重要性日益凸顯。

方案

硬件支持

IPETRONIK HVshunt CCS

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其主要特點如下：

  • 用于電(diàn)動車(chē)輛(liàng)應用

  • 高(gāo)達850 VDC的高(gāo)壓輸入

  • 通(tōng)過電(diàn)流互感器(qì)可(kě)測量高(gāo)達300A直流電(diàn)流

  • CCS連接器(qì)帶有(yǒu)安全鎖功能

  • 安全關機保護

  • 插座和(hé)插頭的內(nèi)部溫度監控

  • LED指示運行(xíng)狀态

  • 測量數(shù)據輸出至CAN

其主要參數(shù)如下：

  • 供電(diàn)：10-36VDC

  • 功耗：15w

  • 配置接口：高(gāo)速CAN

  • 測試标準：DIN EN 61851-1

  • 直流充電(diàn)電(diàn)纜：Phoenix Contact CCS Type 2

  • 插頭溫度控制(zhì)PT1000:-50 … 150 °C

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                                                       設備連接圖


優勢

  • 國內(nèi)現行(xíng)的标準《GB/T 27930-2015 電(diàn)動汽車(chē)非車(chē)載傳導式充電(diàn)機與電(diàn)池管理(lǐ)系統之間(jiān)的通(tōng)信協議》規定了非車(chē)載充電(diàn)機與電(diàn)動汽車(chē)之間(jiān)CAN總線系統的基本參數(shù)。為(wèi)了保證充電(diàn)過程的可(kě)靠性，标準專門(mén)規定，充電(diàn)CAN必須是一路獨立的專用通(tōng)訊線路。系統采用CAN2.0B 29位擴展标識符，位分配符合SAE J1939-21:2006裏的規定。物理(lǐ)層符合ISO 11898-1:2003、SAE J1939-11:2006中關于物理(lǐ)層的規定。而我們的設備則支持各種協議：J1939、XCP/CCP等。

  • 在電(diàn)動車(chē)充電(diàn)時(shí)充電(diàn)樁和(hé)汽車(chē)會(huì)不停的交換數(shù)據，而串聯入我們的HVshunt CCS之後，在沒有(yǒu)影(yǐng)響汽車(chē)正常充電(diàn)通(tōng)信的同時(shí)，采集CAN信号,可(kě)以實現報文的實時(shí)存儲和(hé)顯示。

  • 設備內(nèi)置有(yǒu)SENS模塊可(kě)測高(gāo)壓電(diàn)壓、高(gāo)壓電(diàn)流、進口引腳溫度、連接器(qì)溫度。設備引出兩路CAN，一路傳輸SENS模塊的CAN信号，一路傳輸充電(diàn)樁的CAN信号。

  • 設備安全性方面:測試标準EN61851-1、測量進口直流引腳溫度及控制(zhì)接頭溫度、

    接頭溫度在> 90°c時(shí)，CP/PP信号線将斷開(kāi)，充電(diàn)将停止。

Q&A

設備如何供電(diàn)？

我們的設備與普通(tōng)的數(shù)采設備一樣供電(diàn)即可(kě)。如果是在周圍無220v電(diàn)源的情況下，可(kě)配置一個(gè)锂電(diàn)池進行(xíng)供電(diàn)。

充電(diàn)接口是否匹配？

我們設備提供的是Phoenix Contact 的CCS 2型大(dà)功率直流充電(diàn)槍（如圖1）,也可(kě)以定制(zhì)或者做(zuò)專門(mén)的轉接頭來(lái)匹配國內(nèi)的充電(diàn)接口。

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軟件支持

IPEmotion軟件可(kě)以在線實時(shí)查看原始CAN報文，可(kě)以查看根據GB/T 27930-2015協議對應的标準解析文件例如DBC/ARXML文件解析後的數(shù)值。

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❖在充電(diàn)階段中，BMS向充電(diàn)機發送電(diàn)池充電(diàn)總狀态(BCS)和(hé)電(diàn)池充電(diàn)需求報文(BCL)，充電(diàn)機在規定時(shí)間(jiān)內(nèi)接收到這兩個(gè)報文，向BMS發送充電(diàn)機充電(diàn)狀态報 (CCS)。(同時(shí)等待是否接收到BMS發送的充電(diàn)中止報文(BST),如果接收到BST則充電(diàn)機立即停止充電(diàn)并向BMS發送充電(diàn)機中止充電(diàn)報文CST作(zuò)為(wèi)回應。)  

❖在充電(diàn)階段中，BMS在接收到充電(diàn)機發送的充電(diàn)狀态報文CCS後，向充電(diàn)機發送蓄電(diàn)池狀  态信息（BSM），并等待充電(diàn)充滿。（釋：同時(shí)等待是否接收到充電(diàn)機發送的充電(diàn)中止報   文CST,如果接收到CST則BMS立即向充電(diàn)機發送BST以便中止充電(diàn)。）

充電(diàn)樁和(hé)電(diàn)動汽車(chē)充電(diàn)時(shí)我們需要實時(shí)關注的報文信息大(dà)概有(yǒu)以下內(nèi)容：

a. 電(diàn)池充電(diàn)總狀态BCS報文：充電(diàn)時(shí)電(diàn)壓測量值（V）、充電(diàn)電(diàn)流測量值（A）最高(gāo)單體(tǐ)動力蓄電(diàn)池電(diàn)壓及組号、當前荷電(diàn)狀态SOC（%）、估算(suàn)剩餘充電(diàn)時(shí)間(jiān)（min）；
b. 充電(diàn)機充電(diàn)狀态報文CCS:電(diàn)壓輸出值（V）、電(diàn)流輸出值（A）、累計(jì)充電(diàn)時(shí)間(jiān)（min）；
c. 動力蓄電(diàn)池狀态信息BSM報文：最高(gāo)，最低(dī)動力蓄電(diàn)池溫度、單體(tǐ)動力蓄電(diàn)池電(diàn)壓狀況、整車(chē)動力蓄電(diàn)池電(diàn)荷狀況SOC、動力蓄電(diàn)池充電(diàn)過電(diàn)流、動力蓄電(diàn)池溫度、動力蓄電(diàn)池絕緣狀态、動力蓄電(diàn)池組輸出連接器(qì)狀态。