Автомобиль / Силовая установка / Электрическая силовая установка / Зарядная система

Зарядная система

Зарядная система электромобиля обеспечивает безопасную передачу энергии от внешней электрической сети или быстрой зарядной станции к высоковольтной тяговой батарее. Она включает зарядный разъем, кабель, внешнее устройство EVSE, блокировку штекера, сигнальные линии, бортовое зарядное устройство OBC, высоковольтные контакторы, BMS, систему контроля изоляции, датчики температуры и элементы теплового управления.

Образец правильного английского перевода: зарядная система - Charging System; зарядный разъем - Charge Port; зарядный кабель - Charging Cable; зарядная станция - Electric Vehicle Supply Equipment; бортовое зарядное устройство - On-Board Charger; зарядка переменным током - AC Charging; быстрая зарядка постоянным током - DC Fast Charging; пилотный сигнал - Control Pilot; сигнал присутствия штекера - Proximity Pilot; блокировка зарядного штекера - Charge Connector Lock; разрешение на зарядку - Charge Enable; запрос зарядного тока - Charge Current Request; температура зарядного разъема - Charge Port Temperature; сеанс зарядки - Charging Session.

Эта страница является частью кластера «Электрическая силовая установка» и связана со страницами «Высоковольтная батарея электромобиля», «Тепловое управление батареей», «Электромобиль не заряжается», «Диагностика зарядной системы электромобиля», «Неисправность бортового зарядного устройства», «Очистка зарядного разъема», «Замена зарядного разъема» и «Замена бортового зарядного устройства».

Для вспомогательных контуров зарядной системы могут быть релевантны охлаждение и отопление, охлаждающие жидкости, дистиллированная вода, водяные насосы, патрубки системы охлаждения, датчики управления и реле. Но отказ зарядки не означает автоматически неисправность OBC или тяговой батареи: причиной могут быть станция, кабель, заземление, блокировка штекера, батарея 12 В, температурное ограничение, программное расписание или отсутствие разрешения BMS.

Главный принцип: зарядную систему проверяют как последовательность разрешений и преобразований энергии. Сначала нужно установить, распознаны ли кабель и станция, заблокирован ли штекер, есть ли правильные сигналы связи, разрешает ли BMS зарядку, замыкаются ли контакторы, и только после этого оценивать OBC, высоковольтную батарею или быструю DC-станцию.

Не прикасайтесь к поврежденным, обгоревшим или мокрым высоковольтным контактам.
Не используйте кабель с трещинами, оплавлением, деформированными контактами или поврежденной изоляцией.
Не охлаждайте перегретый разъем водой и не продолжайте зарядку после появления запаха горелого пластика.
Не обходите блокировку штекера, пилотные сигналы, контроль заземления или защиту от утечки тока.
Не разбирайте OBC, высоковольтный распределительный блок или батарейный пакет без квалификации.
Не проверяйте высоковольтные цепи обычной контрольной лампой.
Не стирайте коды до сохранения стоп-кадров и параметров прерванного сеанса.
Не делайте вывод по результату зарядки только на одной станции.

Содержание

Назначение зарядной системы
Основные компоненты
Разница между AC- и DC-зарядкой
Зарядный разъем
Зарядный кабель и EVSE
Пилотные сигналы и обмен данными
Блокировка зарядного штекера
Бортовое зарядное устройство OBC
Роль BMS во время зарядки
Контакторы и высоковольтный путь
Влияние батареи 12 В
Тепловое управление во время зарядки
От чего зависит зарядная мощность
Зарядка не начинается
Зарядка прерывается
Электромобиль заряжается медленно
Не работает AC-зарядка
Не работает DC-зарядка
Перегрев зарядного разъема
Кабель не отсоединяется
Ошибка высоковольтной изоляции
Зарядка по расписанию и программные ограничения
Безопасность во время диагностики
Визуальный осмотр
Параметры сканера
Как отделить станцию, кабель и автомобиль
Диагностика AC-зарядки
Диагностика DC-зарядки
Обслуживание зарядной системы
Ремонт и замена компонентов
Базовый алгоритм проверки
Контроль после ремонта
Типичные ошибки
Товарные группы TESMA
Частые вопросы

Назначение зарядной системы

Зарядная система должна не просто подать электроэнергию в батарею, а подтвердить безопасность всех условий. До начала потока тока автомобиль и зарядное оборудование проверяют подключение, допустимую мощность, заземление, блокировку разъема, температуру, изоляцию и готовность тяговой батареи принять заряд.

распознать подключенный кабель;
определить допустимый ток источника;
заблокировать штекер в разъеме;
проверить состояние электрической сети;
согласовать зарядную мощность;
проверить температуру батареи и разъема;
проверить высоковольтную изоляцию;
замкнуть необходимые контакторы;
контролировать ток и напряжение в течение сеанса;
уменьшить или прекратить зарядку при опасном условии;
корректно завершить сеанс и разблокировать кабель.

Основные компоненты

зарядный разъем автомобиля;
крышка и механизм защиты разъема;
датчики температуры контактов;
актуатор блокировки штекера;
пилотные и коммуникационные линии;
зарядный кабель;
внешнее устройство EVSE или зарядная станция;
бортовое зарядное устройство OBC;
высоковольтные кабели;
высоковольтный распределительный блок;
контакторы тяговой батареи;
система управления батареей BMS;
контроль высоковольтной изоляции;
DC/DC-преобразователь и батарея 12 В;
контур охлаждения OBC и батареи;
программные модули управления зарядкой.

Разница между AC- и DC-зарядкой

AC-зарядка

При зарядке переменным током внешняя станция или переносной EVSE преимущественно контролирует безопасность и сообщает допустимый ток. Преобразование переменного тока в постоянный выполняет бортовое зарядное устройство OBC.

возможности электрической сети;
станция или переносной EVSE;
кабель;
количество доступных фаз;
мощность OBC;
температура компонентов;
разрешение BMS.

DC-зарядка

При быстрой зарядке постоянным током преобразователь расположен во внешней станции. Она подает регулируемое постоянное напряжение непосредственно в высоковольтную сеть автомобиля под контролем BMS.

В этом режиме OBC обычно не выполняет силовое преобразование. Поэтому автомобиль может успешно заряжаться от DC-станции, но не заряжаться от AC из-за неисправности OBC, и наоборот.

Зарядный разъем

чистоту контактов;
отсутствие воды, грязи и дорожной соли;
следы коррозии;
деформацию контактов;
потемнение или оплавление пластика;
следы локального перегрева;
состояние уплотнения и крышки;
работу подсветки и индикации;
работу механизма блокировки;
правильную установку штекера без избыточного люфта.

Перегретый контакт может сохранять электрическую связь без нагрузки, но создавать значительное переходное сопротивление во время зарядки.

Зарядный кабель и EVSE

состояние изоляции кабеля;
отсутствие перегибов и раздавливания;
состояние штекеров;
отсутствие оплавления;
работу индикации EVSE;
коды или световые сигналы ошибки;
температуру вилки и розетки;
соответствие допустимого тока;
исправность защитного отключения;
возможность проверки другим исправным кабелем.

Пилотные сигналы и обмен данными

До подачи силового напряжения автомобиль и станция обмениваются информацией. Система определяет, вставлен ли штекер, готов ли автомобиль, какой ток доступен и можно ли замкнуть силовые контакты.

загрязнение малого сигнального контакта;
деформация контакта;
обрыв провода;
плохой контакт в разъеме;
неисправность EVSE;
неисправность блока зарядного разъема;
ошибка коммуникации с быстрой станцией;
программная несовместимость или сбой сеанса.

Блокировка зарядного штекера

загрязненный механизм;
лед или влага;
деформированный штекер;
неисправный актуатор;
поврежденный датчик положения;
низкое напряжение батареи 12 В;
обрыв проводки;
механический износ фиксатора;
программная ошибка блока управления.

Бортовое зарядное устройство OBC

OBC преобразует переменный ток внешней сети в постоянный ток, пригодный для зарядки тяговой батареи. Он контролирует напряжение, ток, температуру и взаимодействует с BMS.

AC-зарядка не начинается на нескольких исправных станциях;
DC-зарядка работает, а AC не работает;
зарядка прерывается после начала силового преобразования;
OBC перегревается;
не запускается насос его охлаждения;
есть внутренняя ошибка силового модуля;
обнаружена ошибка входного напряжения;
повреждена высоковольтная изоляция;
после ремонта отсутствует кодирование или программная совместимость.

Роль BMS во время зарядки

одна группа ячеек достигла верхнего предела;
батарея слишком холодная;
батарея перегрета;
разница напряжений между группами чрезмерная;
неисправен датчик температуры или тока;
обнаружено низкое сопротивление изоляции;
контакторы работают неправильно;
не завершен предзаряд;
потеряна связь с модулем контроля ячеек;
активен аварийный статус после столкновения.

Контакторы и высоковольтный путь

неисправный положительный или отрицательный контактор;
сваренные силовые контакты;
несоответствие командного и фактического состояния;
неисправный контактор зарядной ветви;
поврежденный высоковольтный предохранитель;
сработавший пиротехнический разъединитель;
открытый сервисный разъединитель;
разомкнутая цепь высоковольтной блокировки;
низкое напряжение управления контакторами.

Влияние батареи 12 В

отсутствие реакции на подключение кабеля;
невозможность заблокировать штекер;
ошибки связи между блоками;
неудачное замыкание контакторов;
прерывание начальной проверки;
перезагрузка панели;
кабель, который не разблокируется после зарядки;
хаотичные коды высоковольтной системы.

Тепловое управление во время зарядки

батарея холодная;
батарея перегрета;
OBC достиг температурного ограничения;
не работает электрический насос;
в контуре есть воздух;
уровень жидкости недостаточный;
заклинил управляющий клапан;
неисправен датчик температуры;
перегревается зарядный разъем;
станция или кабель уменьшают допустимый ток.

От чего зависит зарядная мощность

мощность станции;
напряжение и возможности электрической сети;
допустимый ток кабеля;
количество фаз;
мощность OBC при AC-зарядке;
возможности автомобиля при DC-зарядке;
SOC батареи;
температура ячеек;
разброс напряжений;
состояние охлаждения;
температура зарядного разъема;
ограничение BMS;
распределение мощности между несколькими постами станции.

Зарядка не начинается

станция не активирована или имеет внутреннюю ошибку;
неисправен кабель;
автомобиль не распознал штекер;
не работает блокировка разъема;
отсутствует пилотный сигнал;
неправильное заземление;
низкое напряжение батареи 12 В;
активно расписание зарядки;
зарядный предел уже достигнут;
BMS запретила заряд;
батарея имеет недопустимую температуру;
есть ошибка изоляции;
не замыкаются контакторы;
неисправен OBC для AC-зарядки;
нет связи с быстрой DC-станцией.

Зарядка прерывается

перегрев розетки, вилки или зарядного разъема;
нестабильное напряжение сети;
срабатывание защитного отключения;
плохой контакт в кабеле;
перегрев OBC;
неисправность насоса охлаждения;
чрезмерная температура батареи;
одна ячейка достигла предельного напряжения;
ошибка изоляции, проявляющаяся после нагрева;
нестабильная связь со станцией;
ошибка блокировки штекера;
программный сбой сеанса.

Электромобиль заряжается медленно

источник имеет малую допустимую мощность;
EVSE установлен на сниженный ток;
подключена только одна фаза;
OBC имеет меньшую мощность, чем станция;
батарея холодная;
SOC близок к верхнему пределу;
BMS уменьшила ток из-за разброса ячеек;
перегревается разъем;
станция распределяет мощность между автомобилями;
охлаждение работает недостаточно;
активен пользовательский предел тока.

Не работает AC-зарядка

сетевая розетка или станция;
зарядный кабель;
пилотный сигнал;
заземление;
силовые AC-контакты разъема;
проводка от разъема к OBC;
входной фильтр OBC;
силовая электроника OBC;
охлаждение OBC;
внутренняя изоляция;
кодирование и программная конфигурация.

Не работает DC-зарядка

совместимость и исправность станции;
коммуникацию автомобиля со станцией;
DC-контакты зарядного разъема;
датчики температуры разъема;
блокировку штекера;
контроль изоляции;
статус контакторов батареи;
разрешенный BMS зарядный ток;
температуру и SOC батареи;
аварийные коды быстрой зарядки;
обновление программного обеспечения.

Перегрев зарядного разъема

потемневший контакт;
оплавленный пластик;
запах горелой изоляции;
зарядная мощность постепенно падает;
сеанс прерывается после нагрева;
один контакт горячее других;
штекер вставляется с избыточным люфтом;
есть код температуры зарядного порта.

Нужно проверять обе стороны соединения: разъем автомобиля и штекер кабеля. Новый порт может снова повредиться при использовании перегретого кабеля.

Кабель не отсоединяется

сеанс не завершен программно;
автомобиль остается заблокированным;
низкое напряжение батареи 12 В;
заклинил актуатор;
механизм загрязнен или замерз;
штекер установлен с перекосом;
неисправен датчик положения;
потеряна связь с блоком зарядного порта;
поврежден аварийный механизм разблокировки.

Ошибка высоковольтной изоляции

влага в зарядном разъеме;
поврежденный высоковольтный кабель;
утечка охлаждающей жидкости;
внутренний дефект OBC;
неисправный электрический нагреватель;
компрессор кондиционера;
инвертор;
тяговый электродвигатель;
высоковольтная батарея.

Зарядка по расписанию и программные ограничения

установлено время начала зарядки;
активна привязка к геолокации;
достигнут пользовательский предел SOC;
ограничен зарядный ток;
активна оптимизация по тарифу;
станция ожидает авторизацию;
мобильное приложение не передало команду;
после обновления изменились настройки;
блок управления завис и требует штатного перезапуска.

Безопасность во время диагностики

не работать с мокрым или поврежденным разъемом под напряжением;
не вставлять металлические предметы в контакты;
не обходить контроль заземления;
не использовать случайные переходники;
не ремонтировать силовой кабель скруткой;
не открывать OBC до безопасного обесточивания;
не касаться высоковольтных шин без проверки отсутствия напряжения;
не оставлять перегретый автомобиль подключенным без наблюдения;
прекратить зарядку при дыме, шипении, резком запахе или чрезмерном нагреве.

Визуальный осмотр

Осмотреть зарядный кабель и штекер.
Проверить зарядный разъем автомобиля.
Оценить чистоту и состояние контактов.
Проверить крышку, уплотнение и дренаж.
Проверить работу блокировки.
Осмотреть доступную проводку.
Проверить зону OBC на следы жидкости.
Проверить уровень охлаждающей жидкости соответствующего контура.
Оценить состояние батареи 12 В.
Зафиксировать индикацию автомобиля и станции.

Параметры сканера

статус подключения кабеля;
статус пилотного сигнала;
допустимый ток EVSE;
статус блокировки штекера;
запрос на зарядку;
разрешение BMS;
запрошенная и фактическая зарядная мощность;
входное напряжение и ток OBC;
выходное напряжение и ток OBC;
температура OBC;
температура зарядного разъема;
SOC;
минимальное и максимальное напряжение ячеек;
температуры батареи;
разрешенный зарядный ток;
статус контакторов;
состояние изоляции;
причина завершения последнего сеанса.

Как отделить станцию, кабель и автомобиль

Попробовать другую проверенную станцию того же типа.
Попробовать другой исправный кабель.
Проверить, заряжается ли другой автомобиль от подозрительной станции.
Сравнить AC- и DC-зарядку.
Считать ошибки автомобиля.
Просмотреть сообщение или журнал станции.
Проверить, на каком этапе прекращается последовательность.
Не заменять компонент автомобиля, пока не исключены внешние элементы.

Диагностика AC-зарядки

Проверить батарею 12 В.
Проверить расписание и предел заряда.
Попробовать другую станцию и кабель.
Проверить распознавание штекера.
Проверить блокировку.
Проверить пилотный сигнал и доступный ток.
Проверить сетевое напряжение и заземление.
Проверить разрешение BMS.
Проверить статус контакторов.
Просмотреть входные и выходные параметры OBC.
Проверить температуру и охлаждение OBC.
Проверить изоляцию.
Подтвердить неисправность OBC только после исключения других причин.

Диагностика DC-зарядки

Проверить работу на другой совместимой DC-станции.
Проверить зарядный разъем и DC-контакты.
Проверить блокировку штекера.
Считать ошибки коммуникации со станцией.
Проверить SOC и температуру батареи.
Проверить разрешенный зарядный ток BMS.
Проверить напряжения и разброс ячеек.
Проверить контакторы и высоковольтный путь.
Проверить изоляцию.
Проверить тепловое управление батареей.
Проверить программное обеспечение зарядного контроллера.

Обслуживание зарядной системы

регулярный осмотр зарядного кабеля;
очистка зарядного разъема без абразивов и агрессивных средств;
контроль крышки и уплотнения;
удаление влаги после безопасного обесточивания;
проверка блокировки штекера;
контроль температуры вилки и розетки;
проверка батареи 12 В;
контроль охлаждающей жидкости;
проверка насосов теплового контура;
считывание истории прерванных сеансов;
обновление программного обеспечения по процедуре производителя.

Ремонт и замена компонентов

Ремонт может включать замену зарядного разъема, кабельной сборки, актуатора блокировки, датчика температуры, OBC, высоковольтного кабеля, насоса охлаждения или блока управления.

кодирование нового компонента;
программирование;
адаптация механизма блокировки;
заполнение и удаление воздуха из контура охлаждения;
проверка высоковольтной изоляции;
активный тест насосов и клапанов;
контрольный AC-сеанс;
контрольный DC-сеанс;
проверка разъема тепловизором под нагрузкой.

Базовый алгоритм проверки

Зафиксировать тип зарядки, станцию, кабель, SOC и температуру.
Проверить батарею 12 В.
Проверить настройки расписания и предела SOC.
Осмотреть кабель, штекер и зарядный разъем.
Проверить работу блокировки.
Попробовать другой исправный кабель и станцию.
Считать все связанные блоки.
Сохранить коды, стоп-кадры и причину завершения сеанса.
Проверить статус пилотных сигналов.
Проверить разрешение BMS.
Проверить SOC, температуры и напряжения ячеек.
Проверить контакторы и высоковольтный путь.
Проверить изоляцию.
Для AC проверить вход и выход OBC.
Для DC проверить коммуникацию со станцией.
Проверить тепловое управление.
После ремонта повторить AC- и DC-проверку, если оба режима поддерживаются.

Контроль после ремонта

кабель распознается сразу;
штекер стабильно блокируется и разблокируется;
зарядка начинается без повторных попыток;
коды не возвращаются;
фактическая мощность соответствует условиям;
зарядка не прерывается;
разъем и кабель не перегреваются;
OBC имеет нормальную температуру;
насосы и клапаны работают;
нет утечки охлаждающей жидкости;
контакторы работают без ошибок;
изоляция соответствует требованиям;
SOC изменяется плавно;
AC- и DC-зарядка работают в предусмотренных режимах.

Типичные ошибки

сразу заменять OBC;
не проверить другую станцию и кабель;
игнорировать батарею 12 В;
не проверить зарядное расписание;
не отделить AC- и DC-неисправность;
не осмотреть малые сигнальные контакты;
продолжать зарядку через перегретый разъем;
заменить порт, но оставить поврежденный кабель;
не сохранить стоп-кадр прерванного сеанса;
считать медленную зарядку доказательством деградации батареи;
игнорировать температуру батареи;
не проверить охлаждение OBC;
обходить защитные сигналы;
не выполнить кодирование после замены компонента;
не проверить систему под реальной нагрузкой.

Товарные группы TESMA

Для зарядной системы в каталоге TESMA наиболее релевантны вспомогательные элементы теплового и низковольтного контуров. Высоковольтные зарядные компоненты подбирают только по VIN, оригинальному номеру, типу разъема, мощности и программной совместимости.

Охлаждение зарядной системы

Датчики и низковольтное управление

Частые вопросы

Что входит в зарядную систему электромобиля?

Зарядный разъем, кабель, EVSE, сигнальные линии, блокировка штекера, OBC, BMS, контакторы, высоковольтная проводка, контроль изоляции и тепловое управление.

Чем AC-зарядка отличается от DC?

При AC ток преобразует бортовое зарядное устройство автомобиля. При быстрой DC-зарядке преобразование выполняет внешняя станция.

Почему электромобиль не заряжается?

Причина может быть в станции, кабеле, разъеме, блокировке, пилотном сигнале, батарее 12 В, OBC, BMS, контакторах, температуре батареи или высоковольтной изоляции.

Почему зарядка начинается и сразу останавливается?

Проверяют нестабильную сеть, перегрев контактов, ошибку блокировки, изоляцию, OBC, охлаждение, напряжения ячеек и причину завершения сеанса в памяти блоков.

Почему зарядка стала медленной?

Возможны слабая станция, ограниченный кабель, одна фаза, низкая мощность OBC, холодная батарея, высокий SOC, перегрев разъема или ограничение BMS.

Почему AC не работает, а DC работает?

Это может указывать на проблему станции, кабеля, AC-контактов, сети или OBC. Тяговая батарея при этом может оставаться исправной.

Почему DC не работает, а AC работает?

Проверяют коммуникацию с быстрой станцией, DC-контакты, блокировку, BMS, контакторы, изоляцию, температуру батареи и программное обеспечение.

Почему зарядный кабель не отсоединяется?

Сеанс может быть не завершен, автомобиль заблокирован, батарея 12 В разряжена или механизм блокировки заклинил. Кабель нельзя вытаскивать силой.

Можно ли заряжать через оплавленный разъем?

Нет. Нужно прекратить эксплуатацию, проверить порт и штекер кабеля, найти причину перегрева и восстановить поврежденные компоненты.

Почему быстрая зарядка замедляется после 70-80%?

С ростом SOC BMS постепенно уменьшает ток, чтобы не допустить перенапряжения ячеек и чрезмерного нагрева. Это часто является нормальной стратегией.

Влияет ли холод на скорость зарядки?

Да. Холодная батарея принимает меньший ток, пока система не прогреет ячейки до безопасного диапазона.

Может ли батарея 12 В заблокировать зарядку?

Да. Она питает блоки управления, блокировку штекера и катушки высоковольтных контакторов.

Всегда ли медленная зарядка означает неисправность батареи?

Нет. Сначала проверяют возможности станции, кабеля, OBC, температуру, SOC и пользовательские ограничения.

Что подтверждает успешный ремонт?

Стабильное распознавание кабеля, исправная блокировка, нормальная мощность, отсутствие перегрева и кодов, корректная работа AC- и DC-зарядки.

Связанные страницы базы знаний TESMA

Что еще прочитать по этой теме

Вывод

Зарядная система электромобиля объединяет зарядный разъем, кабель, EVSE, сигнальные линии, блокировку штекера, OBC, BMS, контакторы, высоковольтную батарею и тепловое управление. Отказ одного элемента или отсутствие одного разрешения может полностью остановить зарядку.

Правильная диагностика начинается с проверки батареи 12 В, настроек, кабеля, станции и разъема. Затем анализируют пилотные сигналы, блокировку, разрешение BMS, контакторы, изоляцию, температуры и параметры OBC. AC- и DC-неисправности нужно разделять, поскольку они используют разные силовые пути. После ремонта проверяют реальную зарядную мощность, нагрев контактов, стабильность сеанса и отсутствие повторных кодов.