直流充電樁充電過程詳述（下· 專業(yè)版-002）：充電握手，絕緣檢測(cè)和電壓泄放，從T4到T11
?引言：
“充電樁之芯及其它”系列之七（詳情請(qǐng)點(diǎn)擊左下方“閱讀原文”）分享了筆者對(duì)充電控制時(shí)序T0到T3過程的理解。 今天我們將從T4聊到T11，這個(gè)過程中直流充電樁（下文簡(jiǎn)稱“充電樁”）的“大腦”-“充電樁之核”和電動(dòng)汽車電池的“大腦”-BMS（Battery Management System）之間進(jìn)行握手，確認(rèn)彼此身份，進(jìn)行各種安全檢測(cè)，再進(jìn)行身份的進(jìn)一步辨識(shí)，為開始充電做好充分準(zhǔn)備。
想一想，也真夠煩的，不就是充個(gè)電嘛，搞得這么繁瑣！ 其實(shí)，很多技術(shù)的工程化實(shí)現(xiàn)，看似簡(jiǎn)單，細(xì)思極恐。做好充電樁，除了要使用最可靠的充電模塊-“充電樁之芯”，也要確保充電過程中通信規(guī)約的正確性。魔鬼藏在細(xì)節(jié)之中。
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問題如下：
問題1：充電樁控制器是如何檢測(cè)接觸器K1、K2的？ 這需要對(duì)接觸器的細(xì)節(jié)有所了解。回答正確者將獲得微信紅包1.8元。
問題2：絕緣檢測(cè)過程中，充電樁之芯從開機(jī)到關(guān)機(jī)的時(shí)間，有沒有業(yè)內(nèi)朋友記錄過？ 您的充電樁絕緣檢測(cè)花費(fèi)的時(shí)間是多少？ ?回答正確者將獲得微信紅包2.8元。
問題3：如何啟動(dòng)絕緣檢測(cè)電路？ 是通過繼電器還是接觸器投切？ ?絕緣檢測(cè)單元是單獨(dú)的一個(gè)組件，還是做到充電樁控制器里面的？??回答正確者將獲得微信紅包3.8元。
問題4：在絕緣檢測(cè)過程中，充電樁之芯是工作在電壓環(huán)還是電流環(huán)？ ?為什么？ ?回答正確者將獲得微信紅包4.8元。
問題5：整個(gè)標(biāo)準(zhǔn)中因?yàn)榘惨?guī)的要求增加了很多成本。不少人認(rèn)為充電樁柜體里面，短時(shí)間存在高壓，對(duì)人體是完全隔離的，不存在安全隱患，因此，不需要排泄放回路也沒有關(guān)系。您怎么看？?回答正確者獲得微信紅包5.8元。
當(dāng)充電槍插進(jìn)電動(dòng)汽車充電插座后，在沒有任何故障的情況下，多長時(shí)間內(nèi)完成物理連接？ 這個(gè)答案在18487.1給出的控制時(shí)序圖上并不能直接看起來，但是標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定了T0-T7的最大值：在沒有預(yù)約充電的情況下，T0-T7小于10分鐘，而其間的T5-T6小于30秒。
10分鐘，這會(huì)考驗(yàn)多少人的耐心！整個(gè)充電過程從T0到T21，沒有充電之前的T0-T7就占10分鐘？ ?實(shí)際上的充電樁，T0到T7都遠(yuǎn)小于10分鐘。既然如此，為什么在在制定標(biāo)準(zhǔn)時(shí)提出“小于10分鐘”這樣寬松的要求？ T4-T7 之間又發(fā)生了什么？
充電樁控制器和BMS之間的通信網(wǎng)絡(luò)采用了CAN2.0B通信協(xié)議，通信速率采用250kbit/s。在環(huán)境惡劣的場(chǎng)合，可采用50kbit/s通信速率。CAN物理層符合ISO 11898-1:2003、SAE J 1939-11：2006，協(xié)議層符合SAE J1939-21：2006和SAE J1939-73:2006。兩者之間握手時(shí)間如果超過5s，任何一方接收不到對(duì)方的握手報(bào)文，充電結(jié)束。5s的計(jì)時(shí)，充電樁是從K3、K4閉合開始，BMS從系統(tǒng)啟動(dòng)（可以理解為BMS開始工作）開始。
如果接觸器異常，充電結(jié)束并上報(bào)故障。?奇怪的是， 這個(gè)步驟在18487.1標(biāo)準(zhǔn)的中沒有提及。這是欠妥當(dāng)?shù)?。?biāo)準(zhǔn)中和這個(gè)充電過程相關(guān)的描述如下掃描件：
上面拷屏見18487.1標(biāo)準(zhǔn)的Pg.35
上面拷屏見18487.1標(biāo)準(zhǔn)的Pg.39
絕緣檢測(cè)需要高壓輸出給檢測(cè)電路，為此充電樁之芯短暫工作了一段時(shí)間。充電樁之芯的輸出電壓是握手過程中BHM報(bào)文給出的“BMS最高允許充電總電壓”和充電樁之芯的額定電壓二者較小值。
這讓我想到3個(gè)問題：
問題2：絕緣檢測(cè)過程中，充電樁之芯從開機(jī)到關(guān)機(jī)的時(shí)間，有沒有業(yè)內(nèi)朋友記錄過？ 您的充電樁絕緣檢測(cè)時(shí)間大概是多少？ ?回答正確者將獲得微信紅包2.8元。
問題3：如何啟動(dòng)絕緣檢測(cè)電路？ 是通過繼電器還是接觸器？ ?絕緣檢測(cè)單元是單獨(dú)的一個(gè)組件，還是做到充電樁控制器里面的？ ?回答正確者將獲得微信紅包3.8元。
問題4：在絕緣檢測(cè)過程中，充電樁之芯是工作在電壓環(huán)還是電流環(huán)？ ?為什么？??回答正確者將獲得微信紅包4.8元。
27930標(biāo)準(zhǔn)中給出T0-T7的時(shí)間小于 10分鐘，可能是考慮到絕緣檢測(cè)過程中充電樁之芯開機(jī)所需時(shí)間？ 這個(gè)時(shí)間主要取決于充電樁之芯的軟啟動(dòng)時(shí)間？ 但是軟啟動(dòng)時(shí)間在能源局標(biāo)準(zhǔn)標(biāo)準(zhǔn)NB/T 33001-2010上的要求是3-8秒，也遠(yuǎn)小于10分鐘。 絕緣檢測(cè)電路本身需要花費(fèi)很多時(shí)間？ 關(guān)于絕緣檢測(cè)的細(xì)節(jié)，筆者將另文討論。
題外話：
充電樁之芯作為充電模塊的代名詞，需要通過第三方型式試驗(yàn)，第三方型式試驗(yàn)依據(jù)的標(biāo)準(zhǔn)主要有兩個(gè):1. NB/T 33001-2010：電動(dòng)汽車非車載傳導(dǎo)式充電機(jī)技術(shù)條件; 2. NB/T 33008.1-2013電動(dòng)汽車充電設(shè)備檢驗(yàn)試驗(yàn)規(guī)范 第1部分：非車載充電機(jī)。 330081.1給出的軟啟動(dòng)時(shí)間檢測(cè)方法和傳統(tǒng)電源對(duì)軟啟動(dòng)時(shí)間的定義不太一樣，如下是標(biāo)準(zhǔn)中的條文，這個(gè)是從一開機(jī)就開始計(jì)算的，不是從示波器的上升沿計(jì)時(shí)。 ?
充電樁之芯模組和K1、K2及排泄放電阻、投切泄放電阻的繼電器構(gòu)成了泄放回路。根據(jù)18487.1標(biāo)準(zhǔn)要求，泄放回路應(yīng)在1秒內(nèi)將充電接口電壓降到60V DC以下。具體條文描述如下：?
上面拷屏見18487.1標(biāo)準(zhǔn)的Pg.37
充電樁里面的泄放電阻一般是鋁殼電阻，在充電樁里面顯得比較突出，長相如下面圖片。
充電過程中需要兩次投切泄放電阻，絕緣檢測(cè)一次，充電結(jié)束一次。這里就有了第5個(gè)問題：
問題5：整個(gè)標(biāo)準(zhǔn)中因?yàn)榘惨?guī)的要求增加了很多成本。不少人認(rèn)為充電樁柜體里面，短時(shí)間存在高壓，對(duì)人體是完全隔離的，不存在安全隱患，因此，不需要排泄放回路也沒有關(guān)系。你怎么看？?回答正確者獲得微信紅包5.8元。
?“充電樁之芯”可以根據(jù)用戶需要增加智能放電功能，在模塊關(guān)機(jī)之后1秒內(nèi)將模塊輸出端口電壓降到60V以下。這樣可以節(jié)省充電樁的成本和布線空間。
充電樁控制器每隔250ms定期發(fā)送一次充電機(jī)辨識(shí)報(bào)文CRM（Charger Recognize Message的意思）給BMS，用于確認(rèn)充電機(jī)和BMS之間通信鏈路正確。報(bào)文內(nèi)容是充電機(jī)通信協(xié)議的版本號(hào)。BMS收到CRM報(bào)文后，每隔250ms向充電樁控制器定期發(fā)送BMS握手辨識(shí)報(bào)文BRM（BMS Recognize Message的意思），報(bào)文內(nèi)容是車輛辨識(shí)信息，包括協(xié)議版本，電池類型、容量、電池電壓、VIN代碼。充電握手辨識(shí)階段的詳細(xì)流程在27930標(biāo)準(zhǔn)中有明確定義：
總結(jié)上述過程，硬件上，負(fù)責(zé)絕緣檢測(cè)電路投切的繼電器開通和關(guān)斷，負(fù)責(zé)泄放電路投切的繼電器開通和關(guān)斷，主回路接觸器K1、K2開通和關(guān)斷，充電樁之芯開機(jī)又關(guān)機(jī)，主要目的是實(shí)現(xiàn)絕緣檢測(cè)及隨之而來的高壓泄放。軟件上，充電樁控制器和BMS按照定義的流程互發(fā)充電握手CHM和BHM報(bào)文，接著又互發(fā)充電握手辨識(shí)報(bào)文CRM和BRM，為下一步的充電參數(shù)配置和充電做好充分準(zhǔn)備。?
