2 交流充电适应性测试研究
电动汽车交流充电适应性是指电动汽车能够与不同型号、不同版本的充电设施之间相互适应、相互兼容,在充电时能够顺利进行信息交换和过程控制,确保充电的通畅性和安全性,最终实现充电互联互通。本部分通过模拟各类故障及边界条件,对电动汽车本身以及电动汽车与实际EVSE充电过程进行测试研究,主要包括正常充电过程测试以及出现异常情况下的测试。
2.1电动汽车模拟充电测试研究
本部分的研究是通过测试系统模拟EVSE给电动汽车进行充电测试,记录测试过程中各个交互信息及车辆的充电状态,测试方案如图1所示。表1为电动汽车模拟测试研究主要测试项目,主要包括正常充电过程模拟测试及充电异常状况模拟测试。
2.1.1正常充电过程测试研究
1)车辆充电与互锁测试车辆充电插头与车辆插座完全耦合时,测试车辆可否行驶。测试方法及步骤有:①车辆熄火泊车,其驱动系统电源被切断后,将车辆充电插头与车辆插座完全物理耦合;②测试车辆可否依赖其自身的驱动系统行驶、前进或倒车;③车辆未熄火,仍处于可前进或倒车的行驶状态下,将车辆充电插头与车辆插座完全物理祸合;④重复步骤②。
2)连接确认测试测试车辆接口能否完全连接。测试方法及步骤如下:①在车辆充电插头和车辆插座完全祸合后,测量检测点3的电压值;②若车载充电机额定充电电流超过16A,重复步骤①,按压车辆插头机械锁,确认电子锁止装置是否已锁定。
图2为某车辆充电接口耦合后连接确认完成,检测点1的电压由+12V变为+9V。
3)充电准备就绪测试测试车辆的充电准备就绪状态。测试方法及步骤:车辆充电接口完全连接后,EVSE模拟控制盒发送PWM信号,测量检测点1处的电压值及充电状态。
4)启动及充电阶段测试主要监控车辆的充电控制功能。测试方法及步骤:①按照一定条件设置车辆充电条件;②调整EVSE模拟控制盒PWM信号占空比,使EVSE供电电流值超过车载充电机额定充电电流以及充电连接装置的额定电流;③待S2开关闭合后,EVSE模拟启动充电,测量车辆的充电电压、电流等充电状态参数;④车辆额定充电电流大于16 A时,操作车辆插头机械锁,检查电子锁止装置状态。
5)正常充电终止测试测量电动汽车达到正常结束充电条件后的响应。测试方法及步骤:①在正常充电过程中,模拟达到车辆预定的结束充电条件或者对车辆施加终止充电命令;②测量检测点1处的电压值以及充电电压、电流等充电状态参数;③正常充电过程中,使EVSE模拟装置停止PWM信号输出,切换至+12V电压状态,重复步骤②。
图3为某车辆正常充电结束时各信号波形,结束时,PWM停止输出,切换至+12V状态,CH3由6VPWM变为+6V DC,充电电流降为0,并断开S2、CH3由+6V DC变为+9V DC,充电结束。
6)充电控制时序测试测量车辆充电连接控制时序,测量检测点1处的电压值、PWM信号、检测点3处的电压值、充电电压、充电电流、电子锁止状态等信号的变化及周期等。
2.1.2充电过程异常测试研究
1) S3开关断开测试测量正常充电情况下车辆在开关S3断开时的响应:模拟开关S3由闭合变为断开,测量车辆的充电状态、检测点1的电压值。车辆应在1s内将充电电流减小至低于1A,然后断开开关S2。图4为某车辆在充电时S3开关突然断开时各信号波形,其中,充电电流的下降时间约为194 ms。
2) CC信号中断测试测试车辆在CC信号中断时的响应:分别在充电准备阶段和正常充电过程中,模拟断开车辆接口CC连接,测量检测点1处的电压及充电电压、充电电流等信号。在充电准备阶段,CC信号连接断开后,车辆控制装置应不能闭合S2开关,不能启动充电;在正常充电过程中,CC信号连接断开后,车辆应在3s内停止充电。