Pengujian proteksi pentanahan untuk tiang pengisian AC/DC pada kendaraan energi baru

1. Perlindungan pentanahan pada tiang pengisian daya

Stasiun pengisian daya kendaraan listrik (EV) terbagi menjadi dua jenis:Tiang pengisian daya ACdan tiang pengisian DC. Tiang pengisian AC menyediakan daya AC 220V, yang diubah menjadi daya DC tegangan tinggi oleh pengisi daya di dalam kendaraan untuk mengisi daya baterai.Tiang pengisian daya DCMenyediakan daya AC tiga fasa 380V, yang langsung mengisi daya baterai melalui port pengisian cepat tanpa melalui pengisi daya internal. Standar nasional GB/T20234.1 secara jelas menetapkan persyaratan untuk antarmuka kendaraan dan antarmuka catu daya.Pengisi daya AC EVmenggunakan antarmuka tujuh pin standar nasional, sementarapengisi daya DCGunakan antarmuka sembilan pin standar nasional. Pin PE dari kedua antarmuka pengisian daya yang terletak di sisi kendaraan keduanya merupakan terminal pentanahan (lihat Gambar 1). Fungsi kabel pentanahan PE adalah untuk secara andal menghubungkan bodi kendaraan listrik ke tanah melalui arus AC.stasiun pengisian daya mobil listrikDalam standar nasional GB/T 18487.1, kabel ground PE dari peralatan catu daya harus dihubungkan ke ground bodi kendaraan listrik (pin PE pada Gambar 1) agar mode pengisian daya kendaraan listrik dapat berfungsi normal.

Gambar 1. Pin PE Antarmuka Pengisian Daya Sisi Kendaraan

Menggunakan metode pengisian daya di mana arus ACstasiun pengisian kendaraan listrikmenggunakan konektor kendaraan colokan dua arah untuk terhubung keport pengisian daya kendaraan listrikSebagai contoh, rangkaian kontrol dari sistem pengisian daya ini dianalisis, dan diagram rangkaiannya ditunjukkan pada Gambar 2.

Saat peralatan catu daya diatur untuk mengisi daya, jika peralatan tersebut tidak mengalami kerusakan, tegangan pada titik deteksi 1 seharusnya 12V.

Ketika operator memegang pistol pengisian dan menekan kunci mekanis, S3 tertutup, tetapi antarmuka kendaraan tidak terhubung sepenuhnya, tegangan pada titik deteksi 1 adalah 9V.

Ketikasenjata pengisianSaat terhubung sepenuhnya ke port pengisian daya kendaraan, S2 tertutup. Pada saat ini, tegangan pada titik deteksi 1 turun dengan cepat. Peralatan catu daya mengkonfirmasi sinyal melalui koneksi CC dan mendeteksi arus yang dapat ditahan oleh kabel pengisian daya, mengalihkan sakelar S1 dari ujung 12V ke ujung PWM.

Ketika tegangan pada titik deteksi 1 turun menjadi 6V, sakelar K1 dan K2 dari peralatan catu daya mendekati arus keluaran, sehingga melengkapi rangkaian catu daya. Setelah kendaraan listrik dan peralatan catu daya terhubung secara elektrik, perangkat kontrol kendaraan menentukan kapasitas catu daya maksimum dari peralatan catu daya dengan menilai siklus kerja sinyal PWM pada titik deteksi 2. Misalnya, untuk tiang pengisian daya 16A, siklus kerjanya adalah 73,4%, oleh karena itu tegangan pada ujung CP berfluktuasi antara 6V dan -12V, sedangkan tegangan pada ujung CC… Tegangan terminal turun dari 4,9V (kondisi terhubung) menjadi 1,4V (kondisi pengisian daya).

Setelah unit kontrol kendaraan menentukan bahwa koneksi pengisian daya terhubung sepenuhnya (yaitu, S3 dan S2 tertutup) dan menyelesaikan pengaturan arus input maksimum yang diizinkan oleh pengisi daya onboard (S1 beralih ke terminal PWM, K1 dan K2 tertutup), pengisi daya onboard mulai mengisi daya kendaraan listrik.

Selama proses ini, jika kabel ground PE terputus, tidak akan ada perubahan tegangan pada titik deteksi, sirkuit catu daya tidak dapat dialirkan, dan koneksi listrik tidak dapat terjalin antara kendaraan listrik dan peralatan catu daya. Dalam hal ini, pengisi daya onboard akan berada dalam keadaan mati daya.

2. Uji pemutusan pentanahan pada sistem pengisian daya

Jika pentanahanSistem pengisian daya tiang pengisian ACJika terjadi malfungsi, peralatan catu daya akan mengalami kebocoran arus, yang berpotensi menyebabkan sengatan listrik dan cedera pribadi. Oleh karena itu, pengujian dan inspeksi tiang pengisian daya sangat penting. Menurut standar seperti GB/T20324, GB/T 18487, dan NB/T 33008, pengujian tiang pengisian daya AC terutama meliputi inspeksi umum, pengujian pengalihan sirkuit beban, dan pengujian abnormalitas koneksi. Dengan menggunakan BAIC EV200 sebagai contoh, dampak dari grounding PE yang abnormal pada status pengisian daya sistem pengisian diamati dengan menguji perubahan arus input dan output dari pengisi daya onboard.

Pada sistem yang ditunjukkan pada Gambar 3, terminal CC dan CP di sisi kiri pengisi daya terpasang adalah jalur sinyal kontrol pengisian daya; PE adalah kabel ground; dan L dan N adalah terminal input AC 220V.

Terminal-terminal di sisi kanan diagram pengisi daya onboard adalah terminal komunikasi tegangan rendah. Fungsi utamanya adalah untuk mengirimkan kembali sinyal pengisi daya onboard ke jalur konfirmasi koneksi VCU, mengaktifkan jalur sinyal pengaktifan pengisian daya untuk mengaktifkan panel instrumen yang menampilkan status koneksi, dan agar pengisi daya mengaktifkan VCU dan BMS. VCU kemudian mengaktifkan panel instrumen untuk mulai menampilkan status pengisian daya. Relai utama positif dan negatif di dalam baterai daya dikendalikan oleh BMS untuk menutup melalui perintah dari VCU, menyelesaikan proses pengisian daya baterai daya. Terminal di bagian bawah pengisi daya onboard pada Gambar 3, yang terhubung ke kotak kontrol tegangan tinggi, adalah terminal keluaran DC tegangan tinggi.

Pada uji gangguan pentanahan PE, dua penjepit arus digunakan untuk mengukur arus input dan output secara bersamaan. Gangguan rangkaian terbuka PE diatur menggunakan catu daya AC buatan sendiri. Ketika saluran PE terhubung ke tanah secara normal, sakelar pentanahan dalam posisi ON. Dengan penjepit arus yang diterapkan pada saluran L (atau N), arus input AC terukur dari pengisi daya onboard adalah sekitar 16A. Dengan penjepit arus lainnya yang diterapkan pada terminal daya output DC dari pengisi daya onboard, arus terukur adalah sekitar 9A.

Ketika kabel ground PE dilepas dan sakelar ground dimatikan, arus input AC terukur dari pengisi daya onboard adalah 0A, dan arus daya output DC juga 0A. Setelah melakukan uji rangkaian terbuka kembali, kedua arus tersebut langsung kembali ke 0A. Uji rangkaian terbuka pada terminal PE ini menunjukkan bahwa ketika kabel ground PE dilepas, tidak ada arus pada terminal input dan output pengisi daya onboard, yang berarti pengisi daya onboard tidak beroperasi dan oleh karena itu tidak mengeluarkan listrik tegangan tinggi ke kotak kontrol tegangan tinggi, sehingga mencegah baterai daya terisi.

Perlindungan pentanahan untuk tiang pengisian daya AC sangat penting. Tanpa perlindungan pentanahan, stasiun pengisian daya dapat menyebabkan bahaya sengatan listrik. Karena perlindungan pemutusan daya otomatis pada sirkuit pengisian daya, koneksi tidak dapat terjalin antara kendaraan listrik dan peralatan catu daya, dan pengisi daya onboard tidak akan berfungsi.

—TAMAT—