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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

發(fā)布時間:2020年03月30日 15:22 作者:潘毅勇、權(quán)鵬輝 來源:湖州市交通集團(tuán)公共交通有限公司

  湖州市交通集團(tuán)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(yōu)越,環(huán)境優(yōu)美,是“綠水青山就是金山銀山”兩山論的發(fā)源地,也是第一批交通運輸部批準(zhǔn)的“公交都市”創(chuàng)建城市之一,在政府及行業(yè)主管部門的大力支持下,目前,公交車輛在城區(qū)已實現(xiàn)了“純電動化、一票制、移動支付” 三個全覆蓋,公司也將持續(xù)保持公交平穩(wěn)高效運營,不斷提升人民對公交的服務(wù)滿意度,高質(zhì)量的推動國家“公交都市”的創(chuàng)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(guān)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(dāng)時為了滿足每天300公里以上的續(xù)航,我們采用了電池快充快補的技術(shù)路線。由于充電樁的建設(shè)問題,2015年投入運營。2017年為響應(yīng)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(biāo)充電技術(shù)建造新的充電站,但當(dāng)時出現(xiàn)了一個問題,由于充電技術(shù)新老國標(biāo)存在差異,導(dǎo)致了17年之前采購的老國標(biāo)純電動車輛發(fā)生不能在新國標(biāo)充電樁充電的情況,考慮到后期車輛均采用新國標(biāo)配置,我們要求對老國標(biāo)充電樁技術(shù)改造,實現(xiàn)新老國標(biāo)的車輛都能充電,充電運營公司對充電樁進(jìn)行了相應(yīng)的改造,但這次改造并不是很徹底,老國標(biāo)充電槍上沒有加裝溫度監(jiān)控,新國標(biāo)充電技術(shù)要求充電樁要有鎖止裝置,充電樁接口與底座均要實現(xiàn)溫度保護(hù)功能,也就是在充電槍接口要有相應(yīng)的NTC熱敏電阻,監(jiān)控接口溫度,實現(xiàn)過溫保護(hù)的功能。(新國標(biāo)充電:2016年8月起,國家執(zhí)行新國標(biāo)充電標(biāo)準(zhǔn),GBT 18487.1-2015第9.1“額定充電電流大于16A的應(yīng)用場合,供電插座、車輛插座均應(yīng)設(shè)置溫度監(jiān)控裝置,供電設(shè)備和電動汽車應(yīng)具備溫度檢測和過溫保護(hù)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(tài)實時監(jiān)控并調(diào)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(fā)班,為確保車輛準(zhǔn)點準(zhǔn)時,減少乘客在公共區(qū)域的等待時間,是需要我們關(guān)注并及時解決充電慢的問題。通過對問題分析,我們認(rèn)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(xiàn)象,引起該現(xiàn)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(huán)不好,導(dǎo)致的充電機內(nèi)部模組溫度升高過快,引起充電機熱保護(hù)降功率限流;

  (3)外部電網(wǎng)不穩(wěn)因素引起的。

  2、車輛電池系統(tǒng)引起的限流:

  (1)電池充電時,溫度過高引起電池系統(tǒng)熱保護(hù)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(tǒng)軟件故障引起的。

  2、充電連接裝置引起的保護(hù)限流,充電樁的供電插頭(充電槍)與車輛充電插座接口產(chǎn)品存在技術(shù)狀態(tài)不佳問題,充電插座內(nèi)部冠簧因經(jīng)常插拔,且內(nèi)部容易留存積塵,導(dǎo)電接觸面會有較大磨損,導(dǎo)致充電時接觸不良,內(nèi)阻增大,發(fā)熱嚴(yán)重,這樣在新國標(biāo)充電技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)下,車輛充電時,就會導(dǎo)致電池或充電樁保護(hù)限流。

  由于充電樁與車輛電池質(zhì)保期較長,一般由廠家專業(yè)人員負(fù)責(zé)處理,在這里我們不做主談,而充電接口引起的保護(hù)限流,需要從充電過程使用、維護(hù)保養(yǎng)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(fā)現(xiàn)新國標(biāo)車輛,由于充電底座有溫度監(jiān)控,電池管理系統(tǒng)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(fā)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(jìn)一步核查,發(fā)現(xiàn)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(fā)黑,不同程度拉傷現(xiàn)象,可能為充電底座接觸的冠簧燒蝕后出現(xiàn)毛刺,在插接中導(dǎo)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(dǎo)致充電底座接孔內(nèi)冠簧與充電槍極柱,由于接觸面不均勻出現(xiàn)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(jìn)行更換冠簧處理;

  b對燒蝕嚴(yán)重的車輛充電底座進(jìn)行部件更換;

  c要求充電站對狀態(tài)不佳的充電槍進(jìn)行更換。

  通過以上處理措施,我們也消除了一些潛在的風(fēng)險,解決了部分充電慢問題。在此我們也給兄弟企業(yè)機務(wù)管理人員提個醒,若發(fā)現(xiàn)充電插座存在發(fā)黑拉弧燒蝕現(xiàn)象時,應(yīng)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(dǎo)致的更大范圍的故障,時間久了,就會影響整個企業(yè)后期的生產(chǎn)效率,給企業(yè)帶來更大的經(jīng)濟(jì)損失。

  對充電接口引起充電慢問題如何防范,我們認(rèn)為要重視在日常運營中,對充電槍與充電底座的維護(hù)保養(yǎng)。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(fù)責(zé)日常檢查,一部分納入到常規(guī)的車輛維護(hù)保養(yǎng)中,增加對充電底座進(jìn)行檢查記錄項目,要求記錄充電底座的目視化狀態(tài),進(jìn)行物理除塵,對存在問題的充電底座進(jìn)行更換。我們要求充電站操作工人在充電前應(yīng)對充電插座進(jìn)行目視化檢查,檢查標(biāo)準(zhǔn)參考車輛制造廠家的檢查規(guī)范:

  a充電插座彈蓋應(yīng)能正常開合和密封,插孔內(nèi)應(yīng)潔凈無異物;無進(jìn)水現(xiàn)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(dǎo)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(jié)構(gòu)完整無損壞及融化變形。

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

  維護(hù)方法可參考:首先車輛停穩(wěn)后,關(guān)鑰匙-電源翹板開關(guān)-總電源機械手柄開關(guān),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(jìn)行擦拭,清除異物灰塵,也可以使用壓縮空氣進(jìn)行吹灰塵,但效果沒有使用棉簽蘸酒精擦拭的效果好。

  關(guān)于充電槍與底座維護(hù)保養(yǎng)中更換的標(biāo)準(zhǔn),我們發(fā)現(xiàn)不同廠家的產(chǎn)品更換標(biāo)準(zhǔn)不一,我們主要有兩個品牌的車輛在使用,兩家充電底座結(jié)構(gòu)狀態(tài)不同,一家產(chǎn)品采用可更換冠簧的充電底座,一家產(chǎn)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(biāo)準(zhǔn),我們進(jìn)一步參考國標(biāo)《GB/T20234.1-2015電動汽車傳導(dǎo)充電系統(tǒng)(第1部分通用要求)》,我們發(fā)現(xiàn)國標(biāo)中對于充電槍與底座的雖然有技術(shù)要求,技術(shù)要求解讀起來比較難以量化,難以形成統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn),最后我們還是參考了制造廠家的更換標(biāo)準(zhǔn),如:

  a充電插座存在絕緣體燒蝕、融化、變形現(xiàn)象;

  b金屬插孔存在發(fā)黃、嚴(yán)重點蝕、銅融化現(xiàn)象;

  c存在外觀無異常但充電時短時快速起熱,對出現(xiàn)該現(xiàn)象的充電插座進(jìn)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(rèn)為新能源車輛充電操作頻繁,充電電流大,充電接口的技術(shù)狀態(tài)涉及到充電安全、經(jīng)營成本,確保充電插座的良好狀態(tài)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(yè)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(yè)機務(wù)人員盡快對車輛充電接口進(jìn)行一次全面的檢查,將充電接口的維護(hù),納入到定期維護(hù)保養(yǎng)當(dāng)中;我們建議充電管理者盡快對充電操作工進(jìn)行充電安全規(guī)范培訓(xùn),正確規(guī)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(yè)采購時,采購者能夠關(guān)注到充電底座的技術(shù)狀態(tài),考慮后期維護(hù)成本,選擇具備充電安全防護(hù)等級高、能夠提供便捷更換充電插座技術(shù)的車輛。

        疫情終會過去,春天必會到來,公交的戰(zhàn)“疫”保障服務(wù)還在繼續(xù),我們終將取得這場勝利,由于知識水平有限,涉及到相關(guān)技術(shù)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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