前段时间出了一个国产MCU设计6.6kW充电桩,交错PFC+LLC,踩坑续系列文章,有想了解的朋友可以查看第一篇文章系列文章。
上一篇文章我们介绍了车机通信的第一步:物理连接,今天我们来介绍第二步低压辅助上电和第三步充电握手阶段。
低压辅助上电
低压辅助上顾明思意就是低压辅助电源工作,充电桩的辅助电源通过S3、S4开关接通到新能源汽车的A+、A-端子。说起来很简单,的确也是很简单,不过有几个注意事项还是和大家简单聊聊。
1)辅助电源的开关S3、S4其实厂家为了省成本,S3采用都是单触点的继电器,S4直接和车端的A-是直通的。
2)很多车型都是不需要充电桩给BMS进行供电的。因为如此有些声音是建议取消低压辅助电源,毕竟这个12V/10A的电源成本还是要十几二十块钱。取消低压辅助电源的声音应该是没有考虑到车端的电池处于亏电状态时,自身的12V电源无法提供车端低压系统正常工作,这个时候12V的电源就体现了他存在的价值了,包括建议12V/10A做成12/1A这些建议都是考虑欠缺的。毕竟国标的编写不是那么随便的,不然这个地方早就优化掉了。
3)12V电源的过流保护也是需要注意的一个地方,比如BMS的12V供电刚接入的时候,有很大的容性负载,此时冲击电流会很大。
截止目前我们说的车机通讯,其实都还没有真正的开始通讯,在低压辅助上电完成后,才开始真正的“车机通讯”
充电握手阶段
值得注意的是在行国标《GB/T 27930-2015》全称为《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》。在即将实施的国标《 GB/T 27930-2023》中已经改名字了,叫《非车载传导式充电机与电动汽车之间的数字通信协议》。对文件的适用范围做了更详细的描述。2015版本我放附件里面吧,大家自行下载。2023版本处于即将实施阶段,还不能下载。
也就是说这个协议不再仅限于BMS和充电桩之间的协议了,也包含了其它需要和充电机通讯的车内系统(我的理解是以后车端的充电控制就不一定要做在BMS上了)。
1)充电握手阶段分为握手启动阶段和握手辨识阶段,简单的理解握手启动阶段就是指充电机在完成物理连接和低压辅助上电后,需要进行自检,在自检通过后再进入握手辨识阶段,相互之间交互通信报文。国标18487.1的附录B的T4-T12就基本代表整个充电握手阶段
2)充电握手报文如下表3,先是充电机发CHM报文,车辆回复BHM报文,充电机在发CRM报文,充电机回复BRM报文,报文的周期都是250ms。
CHM报文主要是充电机的一些版本信息。BHM报文只发送了车端绝缘监测允许总电压。这个时候充电机就根据车辆允许的绝缘监测总电压进行自检。
3)充电机自检,除了充电机自行判断是否有错误之外,最重要的就是绝缘检测、继电器粘连检测、短路检测等。绝缘监测模块IMD的主要工作原理如下:
①、判断C1、C2两端的压差,压差正常后再闭合C1、C2
②、充电桩根据BHM报文车端绝缘监测允许总电压和充电桩自己的能力,开机输出,浮空电压。比我开发这个充电机就是输出800V(如果车辆允许)。
③、IMD模块分辨判断DC+和DC-两根线上对PE的电阻值来判断绝缘特性,IMD模块电路设计我这里就不赘述了,网上资料也比较多。
④,绝缘检测判断ok后,关闭充电模块的输出。打开泄放通道。泄放完成后再端口C1、C2。
在这个过程中还顺带判断了继电器是否粘连,输出是否短路。
4)自检通过后就进入了握手辨识阶段,充电机停止发送CHM,继而发送报文CRM,包括是否识别到BMS、充电机标号等信息。继而车辆端回复BRM报文(包含包括通信协议版本,电池类型、容量、电池电压、电池组序号、电池组生产日期、电池组充电次数、VIN 代码、BMS版本号,车辆个信息等)。两个报文也都是250ms的周期发送。
在充电机收到车辆的辨识报文之前,确认码=0x00; 在收到车辆的辨识报文后,确认码=0xAA。
至此,车机通信的充电握手阶段才算是完成。
申明:由于本人水平一般,分享的知识有误,或者采用的方案不够好的,欢迎各路大神指正批评,给大家带来的不便,敬请谅解,本文观点仅供参考。