充電階段

在充電配置階段，車端閉合K5、K6，然后樁端閉合K1、K2，這樣充電模塊就和被充電的動(dòng)力電池構(gòu)成了充電回路，充電流程就進(jìn)入了充電階段。在充電階段，車端按50ms周期發(fā)BCL報(bào)文，按250ms周期發(fā)BCS報(bào)文，樁端按50ms周期發(fā)CCS報(bào)文。充電樁根據(jù)車端電壓和電流需求，實(shí)時(shí)調(diào)整充電電壓和充電電流。車端還會(huì)按照250ms的周期發(fā)送BSM報(bào)文，按10s的周期發(fā)送可選的報(bào)文，如BMV、BML、BSP等。樁端根據(jù)報(bào)文信息，實(shí)時(shí)判斷電池狀態(tài)是否正常，實(shí)時(shí)判斷樁端是否滿足充電結(jié)束條件。車端實(shí)時(shí)判斷電壓和電流是否正常，判斷車端是否滿足充電結(jié)束條件。車端滿足充電結(jié)束條件，發(fā)送BST，樁端滿足充電結(jié)束條件，發(fā)送CST。BST和CST的發(fā)送周期是10ms。充電狀態(tài)流程如圖1所示。

交互BCS、BCL和CCS報(bào)文

BCS報(bào)文信息包括動(dòng)力電池組的充電電壓、充電電流、最高單體電池電壓、SOC、估算剩余時(shí)間。樁端超過5s沒有收到該報(bào)文，就應(yīng)立即結(jié)束充電。

BCL報(bào)文信息包括電壓需求、電流需求和充電模式。樁端超過1s沒有收到該報(bào)文，就應(yīng)立即結(jié)束充電。正常情況下，電壓需求要大于BCP報(bào)文中“整車動(dòng)力蓄電池當(dāng)前電池電壓”，小于等于車輛允許充電最高總電壓。市場上出現(xiàn)過BCL報(bào)文的電壓需求小于等于“整車動(dòng)力蓄電池當(dāng)前電池電壓”的失效模式。這種情況下，無電流輸出。此外，市場上還出現(xiàn)電池電壓大于車輛允許充電最高總電壓。隨著SOC越來越高，車輛電池電壓逐漸增加，比如允許充電最高總電壓為450V，但充電中隨著SOC越來越高，有些車輛的電池電壓超過了最高允許充電總電壓，這樣也會(huì)導(dǎo)致突然無電流。

CCS文信息包括充電模塊的輸出電壓、輸出電流、累計(jì)充電時(shí)間、充電允許或暫停。BMS超過1s沒有收到該報(bào)文，就應(yīng)立即結(jié)束充電。

這三種報(bào)文包含了非常重要的常用參數(shù)和指令。

充電模塊響應(yīng)電壓和電流需求

充電樁控制器收到BCL報(bào)文中的電壓和電流需求后，下發(fā)給充電模塊。充電模塊的輸出電壓和電流的控制是通過典型的負(fù)反饋實(shí)現(xiàn)的。充電模塊如何響應(yīng)電壓和電流需求，如何確定是工作在恒壓模式還是恒流模式，這個(gè)問題對于沒有控制理論基礎(chǔ)的從業(yè)者是比較難以理解的部分，甚至很多寫充電樁控制器軟件的工程師也沒搞明白。

我們在之前的一篇文章中給出過下面的結(jié)論：

BMS給出恒壓或恒流要求，只能表示BMS希望充電模塊工作在恒壓或恒流，但實(shí)際上充電模塊工作在恒壓或恒流，是由“電壓需求”，“電流需求”，及電池這個(gè)被充電的負(fù)載的當(dāng)前電壓決定的。

當(dāng)滿足“電壓需求>電池電壓+內(nèi)阻x電流+連接線壓降+防反接二極管壓降“這個(gè)條件時(shí)，就是恒流，否則，就是恒壓。

“ 內(nèi)阻x電流+連接線壓降+防反接二極管壓降”，這三者的電壓是很小的，因此，只要電壓需求略大于當(dāng)前電池電壓，就工作在恒流。充電過程中，絕大部分時(shí)候都是工作在恒流，只有在快充滿的時(shí)候，SOC接近100%的時(shí)候，可能工作在恒壓。但實(shí)際上，我們在測試多種車輛時(shí)，從開始到SOC達(dá)到100%、充電結(jié)束的全過程都沒有進(jìn)入恒壓狀態(tài)。

如果大家有一定的控制理論基礎(chǔ)，我們可以理解一下雙環(huán)競爭，如圖3所示。假設(shè)電壓需求是450V，當(dāng)前電池電壓是400V，電流需求（請求電流）是120A，充電模塊的最大輸出電流20A，因此，環(huán)路的給定電流是20A（取模塊的最大輸出電流和電流需求較小值），給定電壓就是450V。充電模塊的輸出直接和電池連接在一起，輸出電壓被拉到和電池電壓一樣、400V，輸出電流是20A。那么，電壓的誤差為50V，電流的誤差為0A，PI計(jì)算的結(jié)果，在計(jì)算幾個(gè)周期后就達(dá)到了PI的最大值，電壓環(huán)和電流環(huán)的PI值比較，取較小值來產(chǎn)生PWM控制輸出，因此，環(huán)路工作在電流環(huán)。

我們在市場上遇到過一種案例，XX車型在充電過程中的需求電壓與實(shí)際電池電壓壓差過小，導(dǎo)致充電樁報(bào)出“三分鐘無電流”故障。

在充電到SOC 90%之后，電流需求會(huì)突然降低，譬如從120A降低到5A，這時(shí)候，充電模塊的輸出電流要能響應(yīng)這個(gè)變化。有些大樁，由于是多個(gè)模塊并聯(lián)，控制器下發(fā)電流指令是輪流發(fā)送，而不是廣播一次性發(fā)送，通信上產(chǎn)生的延遲將導(dǎo)致電流下降速度太慢，導(dǎo)致車端發(fā)出結(jié)束充電指令。?在18487.1的附錄B中，對電流的響應(yīng)速度有明確要求，小于20A的變化，要求在1s內(nèi)完成調(diào)節(jié)，大于20A的變化，要求調(diào)節(jié)速度大于20A/s。

BYD漢在充電過程中需求電壓會(huì)不斷上漲，初始需求電壓一般在500V以下，上漲到500V以上時(shí)，模塊會(huì)進(jìn)行串并聯(lián)切換導(dǎo)致模塊輸出電壓先下降再上升，在這個(gè)期間，BMS會(huì)立即根據(jù)模塊的輸出電壓調(diào)整需求電壓使需求電壓降回500V以下。此時(shí)的實(shí)際電壓下降沒那么快，觸發(fā)充電樁的輸出過壓故障 。

車端發(fā)送BSM和BMV、BML、BSP報(bào)文

BSM報(bào)文給出了電池的狀態(tài)，具體報(bào)文格式如下，包括最高單體動(dòng)力蓄電池電壓所在編號(hào)，最高動(dòng)力蓄電池溫度，最高溫度檢測點(diǎn)編號(hào)，最低動(dòng)力蓄電池溫度，最低溫度檢測點(diǎn)編號(hào)，單體動(dòng)力蓄電池電壓過高/過低/正常，SOC過高/過低/正常，充電電流正常/過流/不可信狀態(tài)，溫度過高/正常/不可信狀態(tài)，絕緣狀態(tài)正常/不正常/不可信狀態(tài)，輸出連接器狀態(tài)正常/不正常/不可信狀態(tài)，充電允許/禁止。BMV、BML和BSP報(bào)文都是可選項(xiàng)，BMV報(bào)文給出了各個(gè)單體動(dòng)力蓄電池電壓值，BML給出了各個(gè)單體動(dòng)力蓄電池溫度，BSP是動(dòng)力蓄電池預(yù)留報(bào)文。

實(shí)時(shí)判斷電池和電壓、電流狀態(tài)

在27930的充電時(shí)序流程圖中，樁端要判斷電池狀態(tài)是否正常，但是充電樁該如何根據(jù)BSM來判斷電池是否正常呢？? 上文提到的BSM報(bào)文中會(huì)給出電池電壓過高、過流、過溫、絕緣不正常、充電禁止等不宜繼續(xù)充電流程的信息，充電樁應(yīng)根據(jù)這些信息停止充電，但是，如果電池出現(xiàn)這些異常，BMS應(yīng)發(fā)出結(jié)束充電的指令。是否可能BSM報(bào)文中有這些異常信息，但是BMS并不發(fā)出停止充電呢？

車端對樁的狀態(tài)做出哪些判斷？?充電過程中隨機(jī)的偶發(fā)的“跳槍”問題，很多時(shí)候就是車端判斷有風(fēng)險(xiǎn)，主動(dòng)結(jié)束充電的。樁端報(bào)文主要就是CML和CCS，CML給出了充電樁的電壓范圍和電流范圍，CCS給出了當(dāng)前的輸出電壓和輸出電流，充電允許和禁止。?車端判斷輸出電壓和輸出電流超過了電池的最大允許電壓和最大允許電流，當(dāng)然會(huì)結(jié)束充電。如果充電電流紋波過大，部分車型會(huì)報(bào)出他故障并主動(dòng)停機(jī)。

實(shí)時(shí)判斷是否滿足充電結(jié)束條件，互發(fā)BST&CST報(bào)文

充電結(jié)束的判斷及發(fā)送充電結(jié)束報(bào)文是在充電階段，而不屬于充電結(jié)束階段。在流程圖上給出了樁端和車端判斷充電結(jié)束的條件。樁端的結(jié)束條件如下。

1. 收到車輛的充電停止報(bào)文。就是收到車端BMS發(fā)出的BST。

2. 預(yù)先設(shè)定的條件成立（時(shí)間等？）。譬如設(shè)置了SOC達(dá)到99%就停止充電，充電持續(xù)4小時(shí)就停止充電，賬戶沒有余額就停止充電，等各種設(shè)置。

3. 操作者做出停止處理（按下按鈕等？）。譬如按下了急停按鈕，槍頭停止按鍵，等操作。

4. 充電時(shí)序結(jié)束條件成立時(shí)。我沒能理解這個(gè)是需要在軟件上怎么處理。

樁端滿足條件后，樁端控制器就按10ms周期持續(xù)發(fā)送CST給車端BMS，相應(yīng)地，車端收到CST后，就滿足了充電結(jié)束條件，開始按10ms周期持續(xù)發(fā)送BST給樁端BMS。

BST和CST是非常重要的報(bào)文。售后的疑難雜癥，大家知道，就是所謂的”跳槍“問題，偶發(fā)性的隨機(jī)性的停止充電。充電樁廠家很多時(shí)候希望從BST和CST報(bào)文中查出些端倪。我曾寫過一篇這方面的文章：

充電過程中偶發(fā)“跳槍”，是什么回事？

BST和CST報(bào)文中提供了中止充電的原因，中止充電故障原因，中止充電錯(cuò)誤原因。標(biāo)準(zhǔn)里區(qū)分了故障和錯(cuò)誤這兩個(gè)詞。為了文章信息的完整性，將這些原因整理如下。充電機(jī)故障原因區(qū)分了充電機(jī)過溫故障和充電機(jī)內(nèi)部過溫故障。其實(shí)充電機(jī)本身的故障種類非常多，僅僅靠CST里面的這些信息是不能診斷有些問題的。