如何监控电动车充电状态？

背景

随着新能源汽车快速发展，人们对电动汽车也越来越认可，特斯拉、BYD、威马、蔚来等品牌的电动汽车在我们日常生活中越来越多。跟汽油车要加油一样，电动汽车要充电，电动车续航里程短、充电时间长等问题也日益凸显。普及电动汽车的充电桩并优化其各项性能，从而缩短充电时常，改善使用充电桩的体验，提高便利性，才能为电动车的普及打下坚实基础。因此一个在充电过程中，充电桩根据电池需求调整充电电压和充电电流状态的记录设备重要性日益凸显。

方案

硬件支持

IPETRONIK HVshunt CCS

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其主要特点如下：

  • 用于电动车辆应用

  • 高达850 VDC的高压输入

  • 通过电流互感器可测量高达300A直流电流

  • CCS连接器带有安全锁功能

  • 安全关机保护

  • 插座和插头的内部温度监控

  • LED指示运行状态

  • 测量数据输出至CAN

其主要参数如下：

  • 供电：10-36VDC

  • 功耗：15w

  • 配置接口：高速CAN

  • 测试标准：DIN EN 61851-1

  • 直流充电电缆：Phoenix Contact CCS Type 2

  • 插头温度控制PT1000:-50 … 150 °C

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                                                       设备连接图


优势

  • 国内现行的标准《GB/T 27930-2015 电动汽车非车载传导式充电机与电池管理系统之间的通信协议》规定了非车载充电机与电动汽车之间CAN总线系统的基本参数。为了保证充电过程的可靠性，标准专门规定，充电CAN必须是一路独立的专用通讯线路。系统采用CAN2.0B 29位扩展标识符，位分配符合SAE J1939-21:2006里的规定。物理层符合ISO 11898-1:2003、SAE J1939-11:2006中关于物理层的规定。而我们的设备则支持各种协议：J1939、XCP/CCP等。

  • 在电动车充电时充电桩和汽车会不停的交换数据，而串联入我们的HVshunt CCS之后，在没有影响汽车正常充电通信的同时，采集CAN信号,可以实现报文的实时存储和显示。

  • 设备内置有SENS模块可测高压电压、高压电流、进口引脚温度、连接器温度。设备引出两路CAN，一路传输SENS模块的CAN信号，一路传输充电桩的CAN信号。

  • 设备安全性方面:测试标准EN61851-1、测量进口直流引脚温度及控制接头温度、

    接头温度在> 90°c时，CP/PP信号线将断开，充电将停止。

Q&A

设备如何供电？

我们的设备与普通的数采设备一样供电即可。如果是在周围无220v电源的情况下，可配置一个锂电池进行供电。

充电接口是否匹配？

我们设备提供的是Phoenix Contact 的CCS 2型大功率直流充电枪（如图1）,也可以定制或者做专门的转接头来匹配国内的充电接口。

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软件支持

IPEmotion软件可以在线实时查看原始CAN报文，可以查看根据GB/T 27930-2015协议对应的标准解析文件例如DBC/ARXML文件解析后的数值。

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❖在充电阶段中，BMS向充电机发送电池充电总状态(BCS)和电池充电需求报文(BCL)，充电机在规定时间内接收到这两个报文，向BMS发送充电机充电状态报 (CCS)。(同时等待是否接收到BMS发送的充电中止报文(BST),如果接收到BST则充电机立即停止充电并向BMS发送充电机中止充电报文CST作为回应。)  

❖在充电阶段中，BMS在接收到充电机发送的充电状态报文CCS后，向充电机发送蓄电池状  态信息（BSM），并等待充电充满。（释：同时等待是否接收到充电机发送的充电中止报   文CST,如果接收到CST则BMS立即向充电机发送BST以便中止充电。）

充电桩和电动汽车充电时我们需要实时关注的报文信息大概有以下内容：

a. 电池充电总状态BCS报文：充电时电压测量值（V）、充电电流测量值（A）最高单体动力蓄电池电压及组号、当前荷电状态SOC（%）、估算剩余充电时间（min）；
b. 充电机充电状态报文CCS:电压输出值（V）、电流输出值（A）、累计充电时间（min）；
c. 动力蓄电池状态信息BSM报文：最高，最低动力蓄电池温度、单体动力蓄电池电压状况、整车动力蓄电池电荷状况SOC、动力蓄电池充电过电流、动力蓄电池温度、动力蓄电池绝缘状态、动力蓄电池组输出连接器状态。