王新旗

纯电动汽车通常会同时具备交流充电和直流充电2种充电模式。其中，交流充电口由交流充电高压线束连接到车载充电机（CCS），CCS有正、负直流充电高压线束连接到动力电池。插交流充电枪时，充电枪的CP端子唤醒CCS，CCS再唤醒整车控制单元（VCU），VCU控制高压系统启动。车辆通过CCS将电网输出的220V交流电转换为直流电给动力电池充电（图1）。

直流充电口由直流充电高压线束连接到动力电池。直流充电时，充电枪的A+端子唤醒动力电池管理系统BMS，BMS再唤醒VCU，VCU控制高压系统启动。车辆通过BMS与直流充电桩交互，直流充电桩输出直流电给动力电池充电。

电动车的交流充电方式需要用到车载充电机，受到车载充电机功率的限制且需要交、直流转换，为慢充;直流充电不需要车载充电机，充电设备直接以直流、大电流的方式给动力电池充电，为快充（图2）。

车辆在充电过程中可以开空调，但不能上ready换挡行驶;交流充电只有用了kw的交流充电桩充电时才能开空调;直流充电因充电功率大，对空调开启没有限制。车辆在充电过程中可以锁车，锁车后仪表不再显示充电信息，可以通过充电桩查看充电状态;并且锁车后，车辆的充电指示灯也会一直闪烁，直至充电完成。充电正常时，充电桩指示灯为绿色闪烁;充电故障时，充电指示灯变为红色。

交流充电口（慢充口）和直流充电口（快充口）根据车辆结构设计的不同，布置在车辆上的位置也有所不同。有些车型是分开布置在车辆左右两侧（图3），或者布置在前端和后侧，有些车型则是集中布置（图4）。用户可通过插交流充电枪或直流充电枪对车辆进行充电，车辆可以在IG-OFF或IG-ON下充电。

1.慢充系统组成及工作过程

慢充系统通常由CCS、VCU、慢充接口（交流充电接口）、低压蓄电池和动力电池等部件组成（图5）。本文主要就纯电动车的慢充系统及常见故障进行分析说明。

慢充充电枪插入慢充接口连接正常后（图6），CCS被交流充电桩发送的CP信号唤醒，通过硬线输出12V的信号唤醒整车控制器VCU。VCU被唤醒后，吸合主继电器给各控制器供电，并通过硬线输出12V信号唤醒辅助控制仪表板（ACP，也称作智能大屏）。接着VCU控制高压上电，判断可充电后发送充电使能给动力电池管理系统BMS;BMS接收到VCU发送的充电使能后，给CCS发送充电使能，并根据电池状态与充电桩输出能力，给CCS发送请求充电电流与电压。CCS接收到BMS的充电使能后启动充电，并根据BMS发送的请求充电电流与电压，将电网输出的220V交流电转换成直流电给动力电池充电。

2.慢充常见故障分析

根據纯电动汽车充电国家标准以及慢充工作原理框图（图了），结合日常工作实践，大致可将慢充系统常见故障分为车端故障（电动汽车本身相关充电模块、接口故障）、枪端（充电枪）故障、充电桩和供电设备故障以及车主操作使用不当造成的充电问题等。

（1）车端故障：出现故障的原因在电动汽车本身，包括充电口自身故障（慢充口，快充口），充电口到车载充电机的高压线束故障，车载充电机本身以及相关联的控制单元、网络等故障。

（2）枪端故障：主要是指充电枪本身故障，或者车载便携式充电枪故障（往往与充电模式、连接方式相关，图8）。

（3）供电设备、充电桩故障：主要是指充电时的交流电源提供端出现问题导致系统不能正常充电，特别是使用家庭用电进行充电时，如果插座不合适、线路接地不良、L/N相位不对或者线电压不稳定等，都会造成充电故障。另外，充电桩本身故障或者充电桩版本陈旧、充电协议不匹配以及费用不足等，也都会造成系统充电问题。

（4）车主充电过程操作不当造成的充电问题：主要是车主对充电操作不规范，包括充电枪、充电桩的使用及充电习惯等。这些在用户手册上说得比较清楚，但车主通常不会看。

对慢充故障的诊断思路，一般是先读取相关故障码，然后依据先简单后复杂，先电源端、充电桩或枪端，后再确认接口、车端，分段、分步地进行诊断分析。先以具体故障的排除为例进行说明。

故障1

故障现象：一辆2019年产小鹏G3520i智享版运动型多功能车，搭载永磁同步电机，最大功率145 kW，动力电池容量为66.5 kWh，行驶里程3.6万km。用户反映最近充电时间变长。

检查分析：维修人员给车辆插上慢充充电枪，在续航里程还有150km时充电，仪表板显示需要16.2h才能充满（图9）。拔掉充电枪并再次插入重新连接车辆，确认充电枪与充电口紧密连接，排除车主操作问题，故障依旧。分析，既然车辆可以充电，说明充电桩、车辆、充电枪应该都没有问题，可为什么充电时间会变长呢？

测量充电桩输出的充电电流（图10），稳定状态为10.3A，明显有问题，因为正常了kW的充电桩输出充电电流应该为24.0～26.0A。找来同款车型在该充电桩充电，插入充电枪后测量充电桩输出的充电电流（图11），稳定状态时为24.9A，说明充电桩没有问题。

维修人员检查过程中偶然发现车内的智能大屏上显示了一条重要信息：充电枪已解锁，限制充电电流，并且系统提示“重新锁枪”（图12）。而此时是锁车状态，该车型在锁车状态下，系统发出指令，驱动慢充口闭锁充电枪。只有当车辆解锁后，充电枪才可以拔出。为了防止充电枪锁枪功能出现故障，车辆特别配置应急解锁拉环，在锁枪功能出现故障时，可以通过应急拉环解锁充电枪（图13）。

维修人员检查车辆此时确实处于锁闭状态，而充电枪却可以直接拔出;检查正常车辆，在锁车后充电枪被锁住，无法拔出。由此可以确认，故障车辆的充电枪锁闭功能失效。

根据智能大屏的提示信息，维修人员判断，可能是因为系统判断充电枪在解锁状态下充电，为防止因充电枪与充电口接触不实导致充电发热失火的危险，自动限制了充电电流。这样一来，充电时间延长也就能解释了。

故障排除：更换慢充口总成，在锁车状态下充电时，充电枪无法拔出。检测充电电流在正常范围。交车1周后回访，用户反馈慢充时间恢复正常。

回顾总结：后与用户沟通得知，以前拔充电枪前是需要解锁的，但是不知道什么时候就能直接拔出了o本以为是应有的功能，比原来还省事了，谁知道会造成充电时间延长的故障。

故障2

故障现象：一辆2020年產小鹏G3460i智享版运动型多功能车，搭载永磁同步电机，最大功率145 kW，动力电池容量为57.5kWh，行驶里程1.3万km。用户反映下班回家用充电桩充电时，偶尔会出现充电桩指示灯变红、不能充电的故障。

检查分析：维修人员与用户沟通得知，该故障是进入冬季后出现的，而且随着气候变冷，晚上一充电故障就会出现。用户所用充电桩为自有，白天在家充电时，车辆能正常充电。除此之外，车辆使用一切正常。

维修人员对车辆进行了基本检查，并没有发现异常。考虑到只有晚上充电时故障才出现，那么跟充电桩的关系还是比较大的，决定先从充电桩入手。

维修人员下班后到用户所住小区，在给车辆充电时果然发现充电桩上的红灯有规律地频闪。充电桩上的红灯闪烁是一种故障闪码，可以根据闪烁规律判断闪码的含义。经观察，红灯闪灭2次，每2次一循环。根据充电桩等效故障对应表得知，充电桩所报为12号故障码：充电线路“接地”故障。

根据故障现象以及充电桩给出的故障提示及，维修人员初步判断故障并非车辆充电系统和慢充口故障，也不是充电桩本身问题，很可能是供电线路故障，如零线、接地线等。根据维修经验，这些线路问题也是造成车辆充电故障的常见原因。

打开充电桩接线盒，测量接地线，接地电阻不到5Ω，基本合格。测量零线时，发现零地电压达到35.6V（图14），明显偏高。正常充电桩在充电时，零地电压在10.0V左右。由此初步判断充电桩不充电的原因，是零地电压过高造成的。零地电压就是零线上的电压，也可以说是零线和接地线的电势差。在正常情况下接地线电压为零，所以零地电压就是零线上的电压。零地电压的大小跟零线上的电流成正比。

导致零、地电压偏高的原因主要有：①接地线不符合要求;②三相电源负载不平衡;③高频谐波干扰;④其他原因（线缆太细、距离太远等）。根据上述分析，维修人员决定先对接地线路进行重新处理。为了彻底解决接地线本身可能造成的隐患，维修人员建议同时从3个方面解决问题：①调整三相负载的相对平衡;②用接地电阻仪测量地线的接地电阻应小于4Ω;③保证零线和地线的连接处不虚接。

用户按照要求重新处理了接地线（图15），测量接地电阻为2Ω左右，但故障依旧。

用户所在的小区为老社区，电力设施及规划建设比较陈旧，因此维修人员判断可能是三相电源负载不平衡，造成零点漂移。零线有电流通过，就会产生零地电压。通俗点说，就是与充电桩同一根火线上存在其他大负载的用电设备，考虑到进入冬季故障才出现，那么大负载的用电取暖设备可能性更大一些。这也是为什么白天充电正常，晚上无法充电的原因。

由于涉及到小区多个用户，要解决此问题，只能对这些老、旧小区进行整体电力线路升级改造。还要统筹用电量，均匀分配各相用电，尽量保证各相用电户数、用电量平衡，才能从根本上解决零地电压过高的问题。

故障排除：经联系，充电桩厂家售后服务工程师对充电桩进行系统升级，让充电桩容错零地电压的幅值加大。充电桩进行升级后，晚上无法充电问题解决。

3.慢充操作规范

从目前反馈的慢充故障来看，很多故障的原因都是因为车主充电不当所造成的。在此笔者建议车主在给车辆充电时，注意以下事项。

（1）给车辆充电时，只能单独进行交流充电或直流充电，不可以同时插交流充电枪和直流充电枪。若同时插入了交流充电枪和直流充电枪，需将交流充电枪与直流充电枪都拔出后，再插任意一把充电枪进行充电。

（2）插入充电枪时，注意不要按压充电枪开关;将充电枪垂直插入，推入时听到“咔”一声，表示插枪到位。

（3）拔慢充枪前，先用遥控钥匙给车辆解锁，或者通过车内智能大屏结束充电对充电枪解锁。充电枪锁解锁后，按压充电枪开关，同时拔出充电枪。

（4）若发生解锁后充电枪仍无法拔出的情况，请将充电枪再次推紧到位，并用遥控钥匙解锁后，再次尝试拔枪。

（5）多次解锁后充电枪仍无法拔出的，使用应急解锁功能（如小鹏G3，在前机舱右侧找到充电枪锁机械拉锁，拉动解锁），然后拔出充电枪。

（6）避免雷雨天进行充电。为延长锂离子动力电池寿命，建议充电时浅放浅充;动力电池电量在20%～80%时进行使用和充电为最佳。