नई ऊर्जा वाहनों के लिए एसी/डीसी चार्जिंग पाइलों के लिए ग्राउंडिंग सुरक्षा परीक्षण

1. चार्जिंग पाइलों की ग्राउंडिंग सुरक्षा

इलेक्ट्रिक वाहन चार्जिंग स्टेशन दो प्रकार के होते हैं:एसी चार्जिंग पाइलऔर डीसी चार्जिंग पाइल। एसी चार्जिंग पाइल 220V एसी पावर प्रदान करती हैं, जिसे ऑन-बोर्ड चार्जर द्वारा उच्च-वोल्टेज डीसी पावर में परिवर्तित किया जाता है ताकि पावर बैटरी को चार्ज किया जा सके।डीसी चार्जिंग पाइल्सयह 380V थ्री-फेज़ एसी पावर प्रदान करता है, जो ऑन-बोर्ड चार्जर का उपयोग किए बिना सीधे फास्ट चार्जिंग पोर्ट के माध्यम से बैटरी को चार्ज करता है। राष्ट्रीय मानक GB/T20234.1 वाहन इंटरफेस और पावर सप्लाई इंटरफेस के लिए आवश्यकताओं को स्पष्ट रूप से निर्धारित करता है।एसी ईवी चार्जरराष्ट्रीय मानक सात-पिन इंटरफ़ेस का उपयोग करें, जबकिडीसी चार्जरराष्ट्रीय मानक नौ-पिन इंटरफ़ेस का उपयोग करें। वाहन की तरफ स्थित दोनों चार्जिंग इंटरफ़ेस के PE पिन ग्राउंडिंग टर्मिनल हैं (चित्र 1 देखें)। ग्राउंड वायर PE का कार्य AC के माध्यम से इलेक्ट्रिक वाहन के बॉडी को विश्वसनीय रूप से ग्राउंड करना है।इलेक्ट्रिक कार चार्जिंग स्टेशनराष्ट्रीय मानक जीबी/टी 18487.1 में, विद्युत वाहन के चार्जिंग मोड के सामान्य रूप से कार्य करने के लिए बिजली आपूर्ति उपकरण के ग्राउंड वायर पीई को विद्युत वाहन बॉडी ग्राउंड (चित्र 1 में पीई पिन) से जोड़ा जाना चाहिए।

चित्र 1. वाहन-पक्षीय चार्जिंग इंटरफ़ेस का पीई पिन

जहां एसी चार्जिंग विधि का उपयोग किया जाता हैइलेक्ट्रिक वाहन चार्जिंग स्टेशनयह वाहन से जुड़ने के लिए दो-तरफ़ा प्लग कनेक्टर का उपयोग करता है।इलेक्ट्रिक वाहन का चार्जिंग पोर्टउदाहरण के तौर पर, इस चार्जिंग सिस्टम के कंट्रोल सर्किट का विश्लेषण किया गया है, और इसका सर्किट डायग्राम चित्र 2 में दिखाया गया है।

जब बिजली आपूर्ति उपकरण को चार्ज करने के लिए सेट किया जाता है, यदि उपकरण दोषरहित है, तो पता लगाने के बिंदु 1 पर वोल्टेज 12V होना चाहिए।

जब ऑपरेटर चार्जिंग गन को पकड़ता है और मैकेनिकल लॉक को दबाता है, तो S3 बंद हो जाता है, लेकिन वाहन इंटरफ़ेस पूरी तरह से कनेक्ट नहीं होता है, डिटेक्शन पॉइंट 1 पर वोल्टेज 9V होता है।

जबचार्जिंग गनजब केबल वाहन के चार्जिंग पोर्ट से पूरी तरह से जुड़ जाती है, तो S2 बंद हो जाता है। इस समय, डिटेक्शन पॉइंट 1 पर वोल्टेज तेजी से गिरता है। बिजली आपूर्ति उपकरण CC कनेक्शन के माध्यम से सिग्नल की पुष्टि करता है और चार्जिंग केबल द्वारा सहन की जा सकने वाली धारा का पता लगाता है, जिससे स्विच S1 12V सिरे से PWM सिरे पर स्विच हो जाता है।

जब डिटेक्शन पॉइंट 1 पर वोल्टेज 6V तक गिर जाता है, तो पावर सप्लाई उपकरण के स्विच K1 और K2 आउटपुट करंट के करीब आ जाते हैं, जिससे पावर सप्लाई सर्किट पूरा हो जाता है। इलेक्ट्रिक वाहन और पावर सप्लाई उपकरण के बीच विद्युत कनेक्शन स्थापित होने के बाद, वाहन नियंत्रण उपकरण डिटेक्शन पॉइंट 2 पर PWM सिग्नल के ड्यूटी साइकिल का आकलन करके पावर सप्लाई उपकरण की अधिकतम पावर सप्लाई क्षमता निर्धारित करता है। उदाहरण के लिए, 16A चार्जिंग पाइल के लिए, ड्यूटी साइकिल 73.4% है, इसलिए CP सिरे पर वोल्टेज 6V और -12V के बीच घटता-बढ़ता रहता है, जबकि CC सिरे पर टर्मिनल वोल्टेज 4.9V (कनेक्टेड अवस्था) से गिरकर 1.4V (चार्जिंग अवस्था) हो जाता है।

एक बार जब वाहन नियंत्रण इकाई यह निर्धारित कर लेती है कि चार्जिंग कनेक्शन पूरी तरह से जुड़ गया है (अर्थात, S3 और S2 बंद हैं) और ऑन-बोर्ड चार्जर के अधिकतम अनुमेय इनपुट करंट की सेटिंग पूरी कर लेती है (S1 PWM टर्मिनल पर स्विच हो जाता है, K1 और K2 बंद हो जाते हैं), तो ऑन-बोर्ड चार्जर इलेक्ट्रिक वाहन को चार्ज करना शुरू कर देता है।

इस प्रक्रिया के दौरान, यदि पीई ग्राउंड वायर डिस्कनेक्ट हो जाता है, तो डिटेक्शन पॉइंट पर वोल्टेज में कोई परिवर्तन नहीं होगा, पावर सप्लाई सर्किट चालू नहीं हो पाएगा, और इलेक्ट्रिक वाहन तथा पावर सप्लाई उपकरण के बीच विद्युत कनेक्शन स्थापित नहीं हो पाएगा। इस स्थिति में, ऑन-बोर्ड चार्जर बंद अवस्था में चला जाएगा।

2. चार्जिंग सिस्टम का ग्राउंडिंग डिस्कनेक्शन परीक्षण

यदि किसी वस्तु की नींवएसी चार्जिंग पाइल की चार्जिंग प्रणालीखराबी की स्थिति में, बिजली आपूर्ति उपकरण से करंट लीक हो सकता है, जिससे बिजली का झटका लगने और व्यक्तिगत चोट लगने की संभावना रहती है। इसलिए, चार्जिंग पाइल का परीक्षण और निरीक्षण करना आवश्यक है। GB/T20324, GB/T 18487 और NB/T 33008 जैसे मानकों के अनुसार, AC चार्जिंग पाइल के परीक्षण में मुख्य रूप से सामान्य निरीक्षण, ऑन-लोड सर्किट स्विचिंग परीक्षण और कनेक्शन संबंधी असामान्यताओं के परीक्षण शामिल हैं। BAIC EV200 को उदाहरण के रूप में लेते हुए, ऑन-बोर्ड चार्जर के इनपुट और आउटपुट करंट में होने वाले परिवर्तनों का परीक्षण करके चार्जिंग सिस्टम की चार्जिंग स्थिति पर असामान्य PE ग्राउंडिंग के प्रभाव का अवलोकन किया गया है।

चित्र 3 में दर्शाए गए सिस्टम में, ऑन-बोर्ड चार्जर के बाईं ओर स्थित CC और CP टर्मिनल चार्जिंग कंट्रोल सिग्नल लाइनें हैं; PE ग्राउंड वायर है; और L और N 220V AC इनपुट टर्मिनल हैं।

ऑन-बोर्ड चार्जर आरेख के दाईं ओर स्थित टर्मिनल निम्न-वोल्टेज संचार टर्मिनल हैं। इनका मुख्य कार्य ऑन-बोर्ड चार्जर सिग्नल को VCU कनेक्शन पुष्टिकरण लाइन पर वापस भेजना, चार्जिंग वेक-अप सिग्नल लाइन को सक्रिय करके इंस्ट्रूमेंट पैनल को कनेक्शन स्थिति प्रदर्शित करने के लिए सक्रिय करना और चार्जर द्वारा VCU और BMS को सक्रिय करना है। इसके बाद VCU इंस्ट्रूमेंट पैनल को सक्रिय करके चार्जिंग स्थिति प्रदर्शित करना शुरू कर देता है। पावर बैटरी के भीतर स्थित धनात्मक और ऋणात्मक मुख्य रिले BMS द्वारा नियंत्रित होते हैं और VCU से प्राप्त आदेशों के माध्यम से बंद हो जाते हैं, जिससे पावर बैटरी चार्जिंग प्रक्रिया पूरी हो जाती है। चित्र 3 में ऑन-बोर्ड चार्जर के निचले भाग में स्थित टर्मिनल, जो उच्च-वोल्टेज नियंत्रण बॉक्स से जुड़ा है, उच्च-वोल्टेज DC आउटपुट टर्मिनल है।

पीई ग्राउंडिंग फॉल्ट परीक्षण में, इनपुट और आउटपुट धाराओं को एक साथ मापने के लिए दो करंट क्लैंप का उपयोग किया गया था। एक स्व-निर्मित एसी पावर सप्लाई का उपयोग करके पीई ओपन-सर्किट फॉल्ट उत्पन्न किया गया था। जब पीई लाइन सामान्य रूप से ग्राउंडेड थी, तो ग्राउंडिंग स्विच चालू था। एल (या एन) लाइन पर करंट क्लैंप लगाने पर, ऑन-बोर्ड चार्जर की मापी गई एसी इनपुट धारा लगभग 16A थी। ऑन-बोर्ड चार्जर के डीसी आउटपुट पावर टर्मिनल पर दूसरे करंट क्लैंप को लगाने पर, मापी गई धारा लगभग 9A थी।

जब पीई ग्राउंडिंग तार को डिस्कनेक्ट किया गया और ग्राउंडिंग स्विच को बंद किया गया, तो ऑन-बोर्ड चार्जर का मापा गया एसी इनपुट करंट 0A था, और डीसी आउटपुट पावर करंट भी 0A था। ओपन-सर्किट परीक्षण को दोबारा करने पर, दोनों करंट तुरंत 0A पर वापस आ गए। पीई टर्मिनल पर यह ओपन-सर्किट परीक्षण दर्शाता है कि जब पीई ग्राउंडिंग तार डिस्कनेक्ट होता है, तो ऑन-बोर्ड चार्जर के इनपुट और आउटपुट टर्मिनलों पर कोई करंट नहीं होता है, जिसका अर्थ है कि ऑन-बोर्ड चार्जर काम नहीं कर रहा है और इसलिए हाई-वोल्टेज कंट्रोल बॉक्स को हाई-वोल्टेज बिजली आउटपुट नहीं करता है, जिससे पावर बैटरी चार्ज नहीं हो पाती है।

एसी चार्जिंग पाइलों के लिए ग्राउंडिंग सुरक्षा आवश्यक है। ग्राउंडिंग सुरक्षा के बिना, चार्जिंग स्टेशन बिजली के झटके का खतरा पैदा कर सकते हैं। चार्जिंग सर्किट की स्वतः बंद होने की सुरक्षा के कारण, इलेक्ट्रिक वाहन और बिजली आपूर्ति उपकरण के बीच कनेक्शन स्थापित नहीं हो पाता है, और ऑन-बोर्ड चार्जर काम नहीं करेगा।

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