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      湖州公交:純電動車充電接口引起充電慢問題的分析及防范措施

      2020-03-30 作者:潘毅勇、權鵬輝 來源:湖州市交通集團公共交通有限公司

        湖州市交通集團公共交通有限公司位于浙江省北部的湖州市,湖州是一座具有兩千多年歷史的江南古城,地理位置優越,環境優美,是“綠水青山就是金山銀山”兩山論的發源地,也是第一批交通運輸部批準的“公交都市”創建城市之一,在政府及行業主管部門的大力支持下,目前,公交車輛在城區已實現了“純電動化、一票制、移動支付” 三個全覆蓋,公司也將持續保持公交平穩高效運營,不斷提升人民對公交的服務滿意度,高質量的推動國家“公交都市”的創建。

        隨著純電公交車的全覆蓋后逐漸遇到一些問題,在此我就說說關于充電接口問題,我先介紹下車輛的使用背景:我們公司最早于2014年年底采購了第一批新能源純電動車,當時為了滿足每天300公里以上的續航,我們采用了電池快充快補的技術路線。由于充電樁的建設問題,2015年投入運營。2017年為響應政府的號召在湖州市率先實踐“三個全覆蓋”。公司開始大量采購新能源純電動車,同年也開始按照新國標充電技術建造新的充電站,但當時出現了一個問題,由于充電技術新老國標存在差異,導致了17年之前采購的老國標純電動車輛發生不能在新國標充電樁充電的情況,考慮到后期車輛均采用新國標配置,我們要求對老國標充電樁技術改造,實現新老國標的車輛都能充電,充電運營公司對充電樁進行了相應的改造,但這次改造并不是很徹底,老國標充電槍上沒有加裝溫度監控,新國標充電技術要求充電樁要有鎖止裝置,充電樁接口與底座均要實現溫度保護功能,也就是在充電槍接口要有相應的NTC熱敏電阻,監控接口溫度,實現過溫保護的功能。(新國標充電:2016年8月起,國家執行新國標充電標準,GBT 18487.1-2015第9.1“額定充電電流大于16A的應用場合,供電插座、車輛插座均應設置溫度監控裝置,供電設備和電動汽車應具備溫度檢測和過溫保護功能”。車輛充電插座、充電槍增加溫度檢測裝置,對充電連接裝置溫度狀態實時監控并調控充電電流大小。)

        接下來,我講一下純電動車輛充電接口在運營中遇到的問題. 由于我們采購的新能源車輛電池主要以快充為主, 利用班次間隔時間在車輛首末站給車輛充電也就15-20分鐘,如果車輛充電時間延長會直接影響車輛的排班發班,為確保車輛準點準時,減少乘客在公共區域的等待時間,是需要我們關注并及時解決充電慢的問題。通過對問題分析,我們認為充電慢是車輛在充電過程中充電功率受到限制,引起充電電流變小的現象,引起該現象常見的原因如下:

        1、充電樁引起的充電限流:

        (1)充電樁自身故障,如充電接觸器接觸不良、充電模組功率不足;

        (2)充電樁散熱循環不好,導致的充電機內部模組溫度升高過快,引起充電機熱保護降功率限流;

        (3)外部電網不穩因素引起的。

        2、車輛電池系統引起的限流:

        (1)電池充電時,溫度過高引起電池系統熱保護限功率限流;

        (2)電池自身連接點接觸不良引起的;

        (3)電池管理系統軟件故障引起的。

        2、充電連接裝置引起的保護限流,充電樁的供電插頭(充電槍)與車輛充電插座接口產品存在技術狀態不佳問題,充電插座內部冠簧因經常插拔,且內部容易留存積塵,導電接觸面會有較大磨損,導致充電時接觸不良,內阻增大,發熱嚴重,這樣在新國標充電技術標準下,車輛充電時,就會導致電池或充電樁保護限流。

        由于充電樁與車輛電池質保期較長,一般由廠家專業人員負責處理,在這里我們不做主談,而充電接口引起的保護限流,需要從充電過程使用、維護保養來分析制定防范措施。在對問題處理時,廠家售后人員通過診斷檢查,發現新國標車輛,由于充電底座有溫度監控,電池管理系統檢測到充電溫度高的時候,會限制減小充電功率需求,減小充電電流,問題的發生原因多為充電底座與充電槍接觸不良,引起充電溫度高限流。進一步核查,發現車輛充電插座的存在燒蝕點,充電槍接口極柱上存在拉弧發黑,不同程度拉傷現象,可能為充電底座接觸的冠簧燒蝕后出現毛刺,在插接中導致充電槍拉傷,由于我們采用雙槍約400A大電流快速充電,這就導致充電底座接孔內冠簧與充電槍極柱,由于接觸面不均勻出現點蝕。對于以上問題,我們采取了如下防范措施:

        a對車輛底座冠簧有毛刺、燒蝕的進行更換冠簧處理;

        b對燒蝕嚴重的車輛充電底座進行部件更換;

        c要求充電站對狀態不佳的充電槍進行更換。

        通過以上處理措施,我們也消除了一些潛在的風險,解決了部分充電慢問題。在此我們也給兄弟企業機務管理人員提個醒,若發現充電插座存在發黑拉弧燒蝕現象時,應盡快更換處理,防微杜漸,防止充電槍與底座交叉使用感染損壞,導致的更大范圍的故障,時間久了,就會影響整個企業后期的生產效率,給企業帶來更大的經濟損失。

        對充電接口引起充電慢問題如何防范,我們認為要重視在日常運營中,對充電槍與充電底座的維護保養。我們聽取了車輛廠家的使用建議,把檢查分為兩部分,一部分由充電工負責日常檢查,一部分納入到常規的車輛維護保養中,增加對充電底座進行檢查記錄項目,要求記錄充電底座的目視化狀態,進行物理除塵,對存在問題的充電底座進行更換。我們要求充電站操作工人在充電前應對充電插座進行目視化檢查,檢查標準參考車輛制造廠家的檢查規范:

        a充電插座彈蓋應能正常開合和密封,插孔內應潔凈無異物;無進水現象;

        b冠簧簧片自然彎曲無異常變形、鍍層完整且具有銀色光澤、無變色點蝕,插孔導電部分鍍層完整且具有銀色光澤無變色;

        c充電槍與底座絕緣體結構完整無損壞及融化變形。

        在車輛維護項目中除了以上充電底座的目視化檢查,還要進行除塵操作,那么怎么除塵呢?

        維護方法可參考:首先車輛停穩后,關鑰匙-電源翹板開關-總電源機械手柄開關,等待十五分鐘后,用萬用表電壓檔測量充電底座“DC+”、“DC-”無高電位電壓,確保各方面安全后,可使用長竹棒棉簽,蘸酒精進行擦拭,清除異物灰塵,也可以使用壓縮空氣進行吹灰塵,但效果沒有使用棉簽蘸酒精擦拭的效果好。

        關于充電槍與底座維護保養中更換的標準,我們發現不同廠家的產品更換標準不一,我們主要有兩個品牌的車輛在使用,兩家充電底座結構狀態不同,一家產品采用可更換冠簧的充電底座,一家產品采用不可更換的貫通式整體冠簧充電底座,在后期使用更換的成本差異很大,能更換冠簧的成本也就幾十元,而另一家只能更換整體底座,成本較高。對于更換標準,我們進一步參考國標《GB/T20234.1-2015電動汽車傳導充電系統(第1部分通用要求)》,我們發現國標中對于充電槍與底座的雖然有技術要求,技術要求解讀起來比較難以量化,難以形成統一的標準,最后我們還是參考了制造廠家的更換標準,如:

        a充電插座存在絕緣體燒蝕、融化、變形現象;

        b金屬插孔存在發黃、嚴重點蝕、銅融化現象;

        c存在外觀無異常但充電時短時快速起熱,對出現該現象的充電插座進行更換處理。

        以上是我們對純電動車充電接口引起充電慢問題的深入分析,通過對充電接口問題處理的措施探討,我們認為新能源車輛充電操作頻繁,充電電流大,充電接口的技術狀態涉及到充電安全、經營成本,確保充電插座的良好狀態對保證充電安全、車輛正常運營具有重要意義,為此,我們對新能源車輛充電問題的使用給出一些建議,希望兄弟企業處理相似問題時,可予以參考,這也是我們寫這篇文章的初衷。我們建議兄弟企業機務人員盡快對車輛充電接口進行一次全面的檢查,將充電接口的維護,納入到定期維護保養當中;我們建議充電管理者盡快對充電操作工進行充電安全規范培訓,正確規范的操作會延長充電接口的使用壽命;同時我們也建議公交企業采購時,采購者能夠關注到充電底座的技術狀態,考慮后期維護成本,選擇具備充電安全防護等級高、能夠提供便捷更換充電插座技術的車輛。

              疫情終會過去,春天必會到來,公交的戰“疫”保障服務還在繼續,我們終將取得這場勝利,由于知識水平有限,涉及到相關技術問題,文中有不妥之處,還請各位兄弟同行交流指正,再次感謝您閱讀!

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      公共交通
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