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纯电动商用车充电插座试验方案研究
2021-05-28 15:42:41· 来源：郑州宇通客车股份有限公司 作者：李二鑫等
引 言在纯电动商用车中，采用国标直流充电系统是行业最常见的形式，相比较早期的交流充电系统，纯电动商用车直流充电电压更高，充电电流更大，可以获得更大的充
引 言
在纯电动商用车中，采用国标直流充电系统是行业最常见的形式，相比较早期的交流充电系统，纯电动商用车直流充电电压更高，充电电流更大，可以获得更大的充电功率，加快充电速度，缩短充电时间。纯电动商用车多用于城市公交，运营里程、运营时间长，车辆充电次数多，充电功率大，对车辆充电插座的可靠性、寿命要求高，从而需要探索设计出充电插座的试验平台和方法，对其使用寿命及成本进行精确评估。
1 试验平台的架构
如图1所示，试验平台电路部分模拟车辆充电系统搭建，在电路上增加直流电源、接触器，熔断器、充电插座、充电枪、高压连接线束等形成完成的充电回路，实现0-lOOOA电流动态可调；试验平台辅助装置部分配置气源及气动装置，气动装置带动充电枪、充电插座实现插拔动作，设计定位工装锁定充电插座和充电枪插拔路径及位置，可动态设定插拔速度及频次，模拟人工充电操作；检测部分配置控制模块及充电插座温度传感器、电流传感器、环境温度传感器、插拔次数检测、插拔力矩传感器等，实现对应检测项目的数据检测及存储。
2 试验平台的检测参数
试验平——充电插座正负极温度Tl和T2;充电枪正负极温度T3和T4
电流——充电电流I
时间——充电插座温度稳态时间t
插拔次数——气动设备执行充电插拔操作次数N环境数据环境温度T
插拔力测试——测量充电枪充电插座插拔力大小F
3 测试方案
3.1 线束压接温升测试
线束压接温升测试一个循环周期由t1、t2组成，其中t1为充电插座通电温升稳态时间，t2为充电插座冷却时间，采集每个循环的充电插座稳态温度。其中t1、t2需要根据设定的充电电流、环境温度、充电插座及充电枪实测得出。
3.2 模拟工况寿命测试
根据采集车辆的充电工况，包含充电电流、充电时间、充电频次、环境温度等信息，选取典型工况进行加密回放，控制充电插座试验台架按照实车工况通电升温后进行插拔加密测试，采集每个循环的环境温度、插拔力及充电插座稳态温度。
4 评价标准
4.1 线束压接
按照线束压接测试方法进行循环测试，小千一定循环次数且温升稳定，视为压接合格，如温升随循环次数持续上升不能稳定，视为失效，记录温升及循环次数数据。
4.2 充电插座寿命
试验过程中，监测充电插座温升、插孔完整性、插拔力等情况，数据自动记录。观察充电插座温升、插孔外观、插拔力、插拔次数的变化情况，如果出现低千技术要求现象，判定样件失效，并根据试验终止时的次数计算等效寿命。
5 结论
综上所述，以上试验平台能够灵活模拟整车充电系统并加速实际工况，结合合适的测试评价标准，能够方便快速的等效出车用充电插座的实际使用寿命，并根据过程保养费用计算出全寿命周期使用成本，为产品的使用和推广提供依据。
在纯电动商用车中，采用国标直流充电系统是行业最常见的形式，相比较早期的交流充电系统，纯电动商用车直流充电电压更高，充电电流更大，可以获得更大的充电功率，加快充电速度，缩短充电时间。纯电动商用车多用于城市公交，运营里程、运营时间长，车辆充电次数多，充电功率大，对车辆充电插座的可靠性、寿命要求高，从而需要探索设计出充电插座的试验平台和方法，对其使用寿命及成本进行精确评估。
1 试验平台的架构
如图1所示，试验平台电路部分模拟车辆充电系统搭建，在电路上增加直流电源、接触器，熔断器、充电插座、充电枪、高压连接线束等形成完成的充电回路，实现0-lOOOA电流动态可调；试验平台辅助装置部分配置气源及气动装置，气动装置带动充电枪、充电插座实现插拔动作，设计定位工装锁定充电插座和充电枪插拔路径及位置，可动态设定插拔速度及频次，模拟人工充电操作；检测部分配置控制模块及充电插座温度传感器、电流传感器、环境温度传感器、插拔次数检测、插拔力矩传感器等，实现对应检测项目的数据检测及存储。
2 试验平台的检测参数
试验平——充电插座正负极温度Tl和T2;充电枪正负极温度T3和T4
电流——充电电流I
时间——充电插座温度稳态时间t
插拔次数——气动设备执行充电插拔操作次数N环境数据环境温度T
插拔力测试——测量充电枪充电插座插拔力大小F
3 测试方案
3.1 线束压接温升测试
线束压接温升测试一个循环周期由t1、t2组成，其中t1为充电插座通电温升稳态时间，t2为充电插座冷却时间，采集每个循环的充电插座稳态温度。其中t1、t2需要根据设定的充电电流、环境温度、充电插座及充电枪实测得出。
3.2 模拟工况寿命测试
根据采集车辆的充电工况，包含充电电流、充电时间、充电频次、环境温度等信息，选取典型工况进行加密回放，控制充电插座试验台架按照实车工况通电升温后进行插拔加密测试，采集每个循环的环境温度、插拔力及充电插座稳态温度。
4 评价标准
4.1 线束压接
按照线束压接测试方法进行循环测试，小千一定循环次数且温升稳定，视为压接合格，如温升随循环次数持续上升不能稳定，视为失效，记录温升及循环次数数据。
4.2 充电插座寿命
试验过程中，监测充电插座温升、插孔完整性、插拔力等情况，数据自动记录。观察充电插座温升、插孔外观、插拔力、插拔次数的变化情况，如果出现低千技术要求现象，判定样件失效，并根据试验终止时的次数计算等效寿命。
5 结论
综上所述，以上试验平台能够灵活模拟整车充电系统并加速实际工况，结合合适的测试评价标准，能够方便快速的等效出车用充电插座的实际使用寿命，并根据过程保养费用计算出全寿命周期使用成本，为产品的使用和推广提供依据。
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