1. Proteção de aterramento de estacas de carregamento
As estações de carregamento de veículos elétricos dividem-se em dois tipos:pontos de carregamento CAe pontos de carregamento CC. Os pontos de carregamento CA fornecem energia CA de 220 V, que é convertida em energia CC de alta tensão pelo carregador de bordo para carregar a bateria.Pilhas de carregamento CCFornece energia CA trifásica de 380 V, que carrega a bateria diretamente através da porta de carregamento rápido, sem passar pelo carregador de bordo. A norma nacional GB/T20234.1 estipula claramente os requisitos para interfaces veiculares e interfaces de alimentação.Carregadores CA para veículos elétricosusar a interface padrão nacional de sete pinos, enquantocarregadores CCUtilize a interface padrão nacional de nove pinos. Os pinos PE das duas interfaces de carregamento localizadas no lado do veículo são terminais de aterramento (veja a Figura 1). A função do fio terra PE é aterrar de forma confiável a carroceria do veículo elétrico através da corrente alternada.estação de carregamento para carros elétricosNa norma nacional GB/T 18487.1, o fio terra PE do equipamento de alimentação deve ser conectado ao terra da carroceria do veículo elétrico (pino PE na Figura 1) para que o modo de carregamento do veículo elétrico funcione normalmente.
Figura 1. Pino PE da interface de carregamento do lado do veículo
Utilizando o método de carregamento com corrente alternada (CA).estação de carregamento de veículos elétricosUtiliza um conector de veículo de duas vias para conectar aoporta de carregamento do veículo elétricoComo exemplo, o circuito de controle deste sistema de carregamento é analisado, e seu diagrama de circuito é mostrado na Figura 2.
Quando o equipamento de alimentação estiver configurado para carregar, se o equipamento estiver sem defeitos, a tensão no ponto de detecção 1 deverá ser de 12V.
Quando o operador segura a pistola de carregamento e pressiona a trava mecânica, o interruptor S3 fecha, mas a interface do veículo não está totalmente conectada, a tensão no ponto de detecção 1 é de 9V.
Quando oarma em carregamentoCom a porta de carregamento do veículo totalmente conectada, a chave S2 fecha. Nesse momento, a tensão no ponto de detecção 1 cai rapidamente. O equipamento de alimentação confirma o sinal através da conexão CC e detecta a corrente que o cabo de carregamento pode suportar, alternando a chave S1 da extremidade de 12V para a extremidade PWM.
Quando a tensão no ponto de detecção 1 cai para 6V, as chaves K1 e K2 do equipamento de alimentação se aproximam da corrente de saída, completando assim o circuito de alimentação. Após o veículo elétrico e o equipamento de alimentação estabelecerem uma conexão elétrica, o dispositivo de controle do veículo determina a capacidade máxima de alimentação do equipamento, analisando o ciclo de trabalho do sinal PWM no ponto de detecção 2. Por exemplo, para uma bateria de carregamento de 16A, o ciclo de trabalho é de 73,4%, portanto a tensão no terminal CP oscila entre 6V e -12V, enquanto a tensão no terminal CC cai de 4,9V (estado conectado) para 1,4V (estado de carregamento).
Assim que a unidade de controle do veículo determinar que a conexão de carregamento está totalmente conectada (ou seja, S3 e S2 estão fechados) e concluir a configuração da corrente de entrada máxima permitida do carregador de bordo (S1 muda para o terminal PWM, K1 e K2 estão fechados), o carregador de bordo inicia o carregamento do veículo elétrico.
Durante esse processo, se o fio terra PE for desconectado, não haverá alteração de tensão no ponto de detecção, o circuito de alimentação não poderá ser conduzido e não será possível estabelecer uma conexão elétrica entre o veículo elétrico e o equipamento de alimentação. Nesse caso, o carregador de bordo ficará desligado.
2. Teste de desconexão do aterramento do sistema de carregamento
Se o aterramento de umsistema de carregamento do carregador CAEm caso de mau funcionamento, o equipamento de alimentação elétrica pode apresentar fuga de corrente, podendo causar choque elétrico e ferimentos. Portanto, testar e inspecionar as estações de carregamento é essencial. De acordo com normas como GB/T20324, GB/T 18487 e NB/T 33008, os testes de estações de carregamento CA incluem principalmente inspeções gerais, testes de comutação do circuito sob carga e testes de anomalias de conexão. Usando o BAIC EV200 como exemplo, o impacto de um aterramento PE anormal no estado de carregamento do sistema é observado testando as alterações nas correntes de entrada e saída do carregador de bordo.
No sistema mostrado na Figura 3, os terminais CC e CP no lado esquerdo do carregador de bordo são linhas de sinal de controle de carga; PE é o fio terra; e L e N são terminais de entrada de 220 V CA.
Os terminais do lado direito do diagrama do carregador de bordo são terminais de comunicação de baixa tensão. Sua principal função é realimentar o sinal do carregador de bordo para a linha de confirmação de conexão da VCU, ativar a linha de sinal de ativação do carregamento para ativar o painel de instrumentos, exibindo o status da conexão, e para que o carregador ative a VCU e o BMS. A VCU, então, ativa o painel de instrumentos para começar a exibir o status do carregamento. Os relés principais positivo e negativo dentro da bateria de potência são controlados pelo BMS para fechar por meio de comandos da VCU, concluindo o processo de carregamento da bateria de potência. O terminal na parte inferior do carregador de bordo na Figura 3, conectado à caixa de controle de alta tensão, é o terminal de saída CC de alta tensão.
No teste de falha de aterramento do PE, dois alicates amperímetros foram usados para medir simultaneamente as correntes de entrada e saída. Uma falha de circuito aberto no PE foi simulada usando uma fonte de alimentação CA de fabricação própria. Quando a linha PE estava normalmente aterrada, a chave de aterramento estava ligada. Com o alicate amperímetro aplicado à linha L (ou N), a corrente de entrada CA medida do carregador de bordo foi de aproximadamente 16 A. Com o outro alicate amperímetro aplicado ao terminal de saída de energia CC do carregador de bordo, a corrente medida foi de aproximadamente 9 A.
Quando o fio de aterramento PE foi desconectado e a chave de aterramento foi desligada, a corrente de entrada CA medida do carregador de bordo foi de 0 A, e a corrente de saída CC também foi de 0 A. Ao repetir o teste de circuito aberto, ambas as correntes retornaram instantaneamente a 0 A. Este teste de circuito aberto no terminal PE demonstra que, quando o fio de aterramento PE está desconectado, não há corrente nos terminais de entrada e saída do carregador de bordo, o que significa que o carregador de bordo não está funcionando e, portanto, não fornece eletricidade de alta tensão para a caixa de controle de alta tensão, impedindo o carregamento da bateria.
A proteção de aterramento para pontos de carregamento CA é essencial. Sem essa proteção, as estações de carregamento podem causar riscos de choque elétrico. Devido à proteção de desligamento automático do circuito de carregamento, não é possível estabelecer uma conexão entre o veículo elétrico e o equipamento de alimentação, e o carregador de bordo não funcionará.
-O FIM-
Data de publicação: 02/12/2025
