Test de protection de mise à la terre des bornes de recharge AC/DC pour véhicules à énergies nouvelles

1. Protection de mise à la terre des pylônes de recharge

Les bornes de recharge pour véhicules électriques se divisent en deux types :bornes de recharge CAet des bornes de recharge CC. Les bornes de recharge CA fournissent une alimentation de 220 V CA, qui est convertie en courant continu haute tension par le chargeur embarqué pour recharger la batterie.bornes de recharge CCL'alimentation triphasée 380 V permet de recharger directement la batterie via le port de charge rapide, sans passer par le chargeur embarqué. La norme nationale GB/T20234.1 définit clairement les exigences relatives aux interfaces du véhicule et à l'alimentation électrique.bornes de recharge pour véhicules électriques en courant alternatifutiliser l'interface standard nationale à sept broches, tandis queChargeurs CCUtilisez l'interface standard nationale à neuf broches. Les broches PE des deux interfaces de charge situées côté véhicule sont des bornes de mise à la terre (voir figure 1). Le rôle du fil de terre PE est de mettre à la terre de manière fiable la carrosserie du véhicule électrique via le courant alternatif.station de recharge pour voitures électriques. Dans la norme nationale GB/T 18487.1, le fil de terre PE de l'équipement d'alimentation doit être connecté à la masse du châssis du véhicule électrique (broche PE sur la figure 1) pour que le mode de charge du véhicule électrique fonctionne normalement.

Figure 1. Broche PE de l'interface de charge côté véhicule

En utilisant la méthode de charge où un courant alternatifstation de recharge pour véhicules électriquesutilise un connecteur de véhicule à deux voies pour se connecter auport de recharge pour véhicule électriqueÀ titre d’exemple, le circuit de commande de ce système de charge est analysé et son schéma de circuit est présenté sur la figure 2.

Lorsque l'équipement d'alimentation est réglé pour charger, si l'équipement est exempt de défauts, la tension au point de détection 1 doit être de 12 V.

Lorsque l'opérateur tient le pistolet de chargement et appuie sur le verrou mécanique, S3 se ferme, mais l'interface du véhicule n'est pas complètement connectée, la tension au point de détection 1 est de 9V.

Quand lepistolet de chargementLorsque le câble est complètement connecté au port de charge du véhicule, l'interrupteur S2 se ferme. La tension au point de détection 1 chute alors rapidement. L'alimentation vérifie le signal via la connexion CC et détecte le courant admissible par le câble de charge, puis bascule l'interrupteur S1 de l'extrémité 12 V à l'extrémité PWM.

Lorsque la tension au point de détection 1 chute à 6 V, les interrupteurs K1 et K2 du bloc d'alimentation se ferment, interrompant ainsi le courant de sortie et complétant le circuit d'alimentation. Une fois la connexion électrique établie entre le véhicule électrique et le bloc d'alimentation, le dispositif de commande du véhicule détermine la capacité maximale de ce dernier en analysant le rapport cyclique du signal PWM au point de détection 2. Par exemple, pour une borne de recharge de 16 A, le rapport cyclique est de 73,4 %. La tension à l'extrémité CP fluctue donc entre 6 V et -12 V, tandis que la tension à l'extrémité CC chute de 4,9 V (état connecté) à 1,4 V (état de charge).

Une fois que l'unité de commande du véhicule détermine que la connexion de charge est entièrement connectée (c'est-à-dire que S3 et S2 sont fermés) et termine le réglage du courant d'entrée maximal autorisé du chargeur embarqué (S1 bascule sur la borne PWM, K1 et K2 sont fermés), le chargeur embarqué commence à charger le véhicule électrique.

Durant ce processus, si le fil de terre PE est déconnecté, aucune variation de tension ne sera détectée au point de détection, le circuit d'alimentation sera interrompu et aucune connexion électrique ne pourra être établie entre le véhicule électrique et le dispositif d'alimentation. Dans ce cas, le chargeur embarqué sera hors tension.

2. Test de déconnexion de la mise à la terre du système de charge

Si la mise à la terre d'unsystème de recharge de la borne de recharge CAEn cas de dysfonctionnement, l'équipement d'alimentation électrique peut présenter des fuites de courant, susceptibles de provoquer une électrocution et des blessures. Il est donc essentiel de tester et d'inspecter les bornes de recharge. Conformément aux normes telles que GB/T20324, GB/T 18487 et NB/T 33008, les tests des bornes de recharge CA comprennent principalement des inspections générales, des tests de commutation du circuit en charge et des tests de détection des anomalies de connexion. Prenons l'exemple du BAIC EV200 : l'impact d'une mise à la terre anormale de l'élément de protection (PE) sur l'état de charge du système est observé en mesurant les variations des courants d'entrée et de sortie du chargeur embarqué.

Dans le système illustré à la figure 3, les bornes CC et CP du côté gauche du chargeur embarqué sont des lignes de signal de commande de charge ; PE est le fil de terre ; et L et N sont des bornes d'entrée 220 V CA.

Les bornes situées à droite du schéma du chargeur embarqué sont des bornes de communication basse tension. Leur fonction principale est de renvoyer le signal du chargeur embarqué à la ligne de confirmation de connexion du VCU, d'activer la ligne de signal de réveil de charge pour allumer l'écran d'affichage indiquant l'état de la connexion, et de permettre au chargeur de réveiller le VCU et le BMS. Le VCU réveille ensuite l'écran d'affichage pour indiquer l'état de charge. Les relais principaux positif et négatif de la batterie sont commandés par le BMS et se ferment sur instruction du VCU, achevant ainsi le processus de charge. La borne située en bas du chargeur embarqué (figure 3), reliée au boîtier de commande haute tension, est la borne de sortie CC haute tension.

Lors du test de défaut de mise à la terre du conducteur principal (PE), deux pinces ampèremétriques ont été utilisées pour mesurer simultanément les courants d'entrée et de sortie. Un défaut de circuit ouvert du conducteur principal a été créé à l'aide d'une alimentation CA conçue spécifiquement. Lorsque le conducteur principal était normalement mis à la terre, l'interrupteur de mise à la terre était activé. Avec la pince ampèremétrique appliquée sur la phase (ou le neutre), le courant d'entrée CA mesuré du chargeur embarqué était d'environ 16 A. Avec l'autre pince ampèremétrique appliquée sur la borne de sortie CC du chargeur embarqué, le courant mesuré était d'environ 9 A.

Lorsque le fil de terre PE a été déconnecté et que l'interrupteur de mise à la terre était sur OFF, le courant d'entrée alternatif mesuré du chargeur embarqué était de 0 A, et le courant de sortie continu était également de 0 A. Lors d'un nouveau test à vide, les deux courants sont instantanément revenus à 0 A. Ce test à vide au niveau de la borne PE démontre que lorsque le fil de terre PE est déconnecté, aucun courant ne circule aux bornes d'entrée et de sortie du chargeur embarqué. Par conséquent, le chargeur embarqué ne fonctionne pas et ne fournit donc pas d'électricité haute tension au boîtier de commande haute tension, empêchant ainsi la charge de la batterie.

La mise à la terre des bornes de recharge en courant alternatif est essentielle. Sans cette protection, les bornes de recharge présentent des risques d'électrocution. En raison de la protection contre l'autocoupure du circuit de recharge, la connexion entre le véhicule électrique et la borne de recharge est impossible, et le chargeur embarqué ne fonctionne pas.

-LA FIN-