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国产MCU设计6.6kW充电桩(续)--车机通讯4(全过程详解)

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四步:充电参数配置阶段,今天我们来介绍第五步充充电阶段,充电阶段也可以叫能量传输阶段。充电握手阶段完成后,充电机和车辆进入充电参数配置阶段。充电参数配置阶段完成后,充电机和车辆进入充电阶段。

充电阶段

在能量传输阶段,车辆控制器向充电桩实时发送车辆接口充电需求参数,充电桩调整充电电流下降时:△I≤20 A,最长在 1 s 内将充电电流调整到与需求值相一致;当△I>20 A,最长在 Idimin  s(dlmin 为电流调整速率至少 20 A/s)时间内将充电电流调整到与需求值相一致。充电桩根据车辆接口充电需求参数实时调整充电电压和充电电流。此外,车辆控制器和充电桩还相互发送各自的状态信息。在能量传输阶段,车端应能检测 PE 针断线。

在能量传输阶段,充电机和电动汽车均可发起暂停。暂停开始时,充电机应确认充电电流降至 5A及以下时再断开接触器 C1和 C2,并投入泄放回路将前端电压降至 60V DC 以下,且电子锁保持可靠锁止。在暂停过程中,电动汽车应保持 C5 和 C6 为闭合状态并且应对检测点2 的电压进行持续检测,当暂停过程中充电机检测到 C5 和 C6 断开时,则开始周期性发送“充电机中止充电报文”且不允许再进入能量传输阶段。暂停结束且双方充电准备就绪时,充电机应将内部输出电压调整到车辆接口当前电压减去1V~10 V DC再闭合 C1和 C2,使直流供电回路导通,此时双方重新进入能量传输阶段。电动汽车或充电机自发送暂停请求到暂停恢复的时间不应超过 10 min。

充电阶段报文交互

在整个充电阶段,车辆实时向充电机发送车辆充电需求,充电机根据车辆充电需求调整充电电压和充电电流,保证充电过程正常进行。在充电过程中,充电机和车辆发送各自的充电状态。除此之外,车辆可向充电机发送动力蓄电池具体状态信息及电压、温度等信息。BMV、BMT、BSP 为可选报文,充电机不对其进行报文超时判定,也可依据传输协议功能拒绝接收。车辆根据充电过程是否正常、电池状态是否达到自身设定的充电结束条件或者是否接收充电机中止充电报文来判断是否结束充电:充电机根据是否接收停止充电指令、充电过程是否正常、是否达到预先设定的充电参数值,或者是否接收车辆中止充电报文来判断是否结束充电。

电池充电需求BCL报文:双方充电准备就绪后,车辆开始按照 50 ms 的时间间隔周期发送 BCL 报文,充电机根据充电需求调整充电电压和充电电流,确保充电过程正常进行。如果充电机在充电阶段 1 s 内没有接收该报文,即为超时错误,充电机应发送错误报文。

在恒压充电模式下,充电机的输出电压应满足电压需求值,输出电流不应超过电流需求值;在恒流充电模式下,充电机的输出电流应满足电流需求值,输出电压不应超过电压需求值。在恒流充电模式下,BCL 报文中的充电电压需求应不大于 CML 中的充电机的最高充电电压,否则充电机应将其自身的最大充电电压值作为限压值。当 BCL 报文中的充电电流需求大于 CML 报文中的充电机最大充电电流时,充电机按其最大输出能力输出;当 BCL 报文中的充电电流需求值在充电机的最大输出能力范围内,充电机按请求电流输出;当 BCL 报文中的充电电流需求小于充电机的最小充电电流时,充电机应按最小输出能力输出:当 BCL 报文中的充电电压需求小于充电机的最小充电电压时,充电机应发送 CST 报文停止充电。充电期间,充电需求电流应是车辆的实际需求,不应受到充电机输出能力变化影响。

电池充电总状态BCS报文:充电过程中车辆按照 250 s 的时间间隔周期发送车辆接口当前充电电压充电电流等充电状态。如果充电机在充电过程中超过 5 s 没有接收该报文,即为超时错误,充电机应发送错误报文。由于该报文参数组长度超出8 字节,应使用传输协议功能传输。

充电机充电状态CCS报文:充电过程中充电机按照 50 ms 的时间间隔周期发送充电机当前的充电电流、电压值等信息。如果车辆在充电过程中超过 1 s 没有接收该报文,即为超时错误,车辆应发送错误报文。

车辆状态信息BSM报文:充电阶段车辆按照 250 ms 的时间间隔周期发送动力蓄电池状态信息。为了保证兼容性,在充电机没有接收 BSM 报文之前,不应以 BSM 报文超时为由中止充电;如果充电机接收 BSM报文后,在后续充电过程中超过 5 s 未接收 BSM 报文,即为超时错误,充电机应发送错误报文中止充电,且不应在未重新插拔枪的情况下重新握手。车辆可通过发送SPN3096=0 的 BSM 报文请求暂停。

车辆或充电机自发送暂停请求到暂停恢复的时间不应超过 10 min,且充电机恢复充电时的冲击电流应满足 GB/T 18487.1一2023 中 10.7.2的要求15GB/T27930-2023当充电机接收 BSM 报文中 SPN3090~SPN3095 均为 00(电池状态正常),且 SPN3096 为 00(禁止充电)时,充电机根据实际情况暂停输出;当接收 BSM 报文中SPN3090~SPN3095 均为 00(电池状态正常),且 SPN3096 为 01(允许充电)时,充电机恢复充电;当充电机接收 BSM 报文中 SPN3090~SPN3095 中至少一项为异常状态或接收 BST 报文时充电机应发送 CST 报文停止充电;当车辆检测到电池状态异常时,应发送 BST 报文,结束充电。

车辆终止充电BST报文:车辆主动中止充电或接收 CST 报文后,按照 10 ms 的时间间隔周期发送 BST 报文,报文内容应与中止原因一致。通信开始后(车辆接收 CHM 报文后)的各个阶段,车辆都可发送 BST 报文主动中止充电。车辆出现必须中止充电的异常或故障时,应发送 BST 报文。

充电机终止CST报文:充电机主动中止充电或接收 BST 报文后,按照 10 s 的时间间隔周期发送 CST 报文,报文内容应与中止原因一致。通信开始后(充电机发送 CHM 报文后)的各个阶段,充电机都可发送CST 报文主动中止充电。充电机出现必须中上充电的异常或故障时,应发送 CST 报文。

总结:以上就是充电阶段,也是能量传输阶段的内容。

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。

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