1. การป้องกันการต่อลงดินของเสาเข็มชาร์จ
สถานีชาร์จรถยนต์ไฟฟ้าแบ่งออกเป็นสองประเภท:แท่นชาร์จ ACและแท่นชาร์จ DC แท่นชาร์จ AC ให้พลังงาน AC 220V ซึ่งจะถูกแปลงเป็นพลังงาน DC แรงดันสูงโดยเครื่องชาร์จในตัวเพื่อชาร์จแบตเตอรี่กองชาร์จ DCจ่ายไฟกระแสสลับสามเฟส 380 โวลต์ ซึ่งจะชาร์จแบตเตอรี่โดยตรงผ่านพอร์ตชาร์จเร็วโดยไม่ต้องผ่านเครื่องชาร์จในรถยนต์ มาตรฐานแห่งชาติ GB/T20234.1 กำหนดข้อกำหนดสำหรับอินเทอร์เฟซของรถยนต์และอินเทอร์เฟซแหล่งจ่ายไฟไว้อย่างชัดเจนเครื่องชาร์จรถยนต์ไฟฟ้ากระแสสลับ (AC EV chargers)ใช้พอร์ตเชื่อมต่อเจ็ดพินตามมาตรฐานแห่งชาติ ในขณะที่เครื่องชาร์จ DCใช้มาตรฐานอินเทอร์เฟซเก้าขาของประเทศ ขา PE ของอินเทอร์เฟซการชาร์จทั้งสองที่อยู่ด้านตัวรถเป็นขั้วต่อกราวด์ทั้งคู่ (ดูรูปที่ 1) หน้าที่ของสายกราวด์ PE คือการต่อกราวด์ตัวถังรถยนต์ไฟฟ้าอย่างน่าเชื่อถือผ่านกระแสสลับสถานีชาร์จรถยนต์ไฟฟ้าตามมาตรฐานแห่งชาติ GB/T 18487.1 ระบุว่า สายดิน PE ของอุปกรณ์จ่ายไฟจะต้องเชื่อมต่อกับสายดินของตัวถังรถยนต์ไฟฟ้า (ขา PE ในรูปที่ 1) เพื่อให้โหมดการชาร์จของรถยนต์ไฟฟ้าทำงานได้อย่างปกติ
รูปที่ 1. ขั้วต่อ PE ของอินเทอร์เฟซการชาร์จด้านรถยนต์
โดยใช้วิธีชาร์จแบบ ACสถานีชาร์จรถยนต์ไฟฟ้าใช้ขั้วต่อปลั๊กสองทางสำหรับรถยนต์เพื่อเชื่อมต่อกับช่องเสียบชาร์จรถยนต์ไฟฟ้าตัวอย่างเช่น วงจรควบคุมของระบบชาร์จนี้ได้รับการวิเคราะห์ และแผนภาพวงจรแสดงอยู่ในรูปที่ 2
เมื่อตั้งค่าอุปกรณ์จ่ายไฟให้เริ่มชาร์จ หากอุปกรณ์ไม่มีข้อผิดพลาด แรงดันไฟฟ้าที่จุดตรวจจับที่ 1 ควรเป็น 12V
เมื่อผู้ใช้งานถือปืนชาร์จและกดตัวล็อคเชิงกล S3 จะปิดลง แต่ส่วนต่อประสานกับตัวรถยังไม่เชื่อมต่ออย่างสมบูรณ์ แรงดันไฟฟ้าที่จุดตรวจจับ 1 คือ 9V
เมื่อปืนชาร์จเมื่อเสียบสายชาร์จเข้ากับพอร์ตชาร์จของรถอย่างสมบูรณ์แล้ว สวิตช์ S2 จะปิดลง ในขณะนี้ แรงดันไฟฟ้าที่จุดตรวจจับ 1 จะลดลงอย่างรวดเร็ว อุปกรณ์จ่ายไฟจะยืนยันสัญญาณผ่านการเชื่อมต่อ CC และตรวจจับกระแสไฟที่สายชาร์จสามารถรับได้ โดยจะสลับสวิตช์ S1 จากด้าน 12V ไปยังด้าน PWM
เมื่อแรงดันไฟฟ้าที่จุดตรวจจับที่ 1 ลดลงเหลือ 6V สวิตช์ K1 และ K2 ของอุปกรณ์จ่ายไฟจะปิดเพื่อจ่ายกระแสไฟ ทำให้วงจรจ่ายไฟสมบูรณ์ หลังจากที่รถยนต์ไฟฟ้าและอุปกรณ์จ่ายไฟเชื่อมต่อกันแล้ว อุปกรณ์ควบคุมรถยนต์จะกำหนดความสามารถในการจ่ายไฟสูงสุดของอุปกรณ์จ่ายไฟโดยพิจารณาจากรอบการทำงาน (duty cycle) ของสัญญาณ PWM ที่จุดตรวจจับที่ 2 ตัวอย่างเช่น สำหรับแบตเตอรี่ชาร์จ 16A รอบการทำงานคือ 73.4% ดังนั้นแรงดันไฟฟ้าที่ปลาย CP จะผันผวนระหว่าง 6V และ -12V ในขณะที่แรงดันไฟฟ้าที่ปลาย CC… แรงดันไฟฟ้าที่ขั้วจะลดลงจาก 4.9V (สถานะเชื่อมต่อ) เหลือ 1.4V (สถานะชาร์จ)
เมื่อหน่วยควบคุมรถยนต์ตรวจสอบแล้วว่าการเชื่อมต่อการชาร์จสมบูรณ์แล้ว (เช่น S3 และ S2 ปิดอยู่) และตั้งค่ากระแสอินพุตสูงสุดที่อนุญาตของเครื่องชาร์จในตัวเสร็จสมบูรณ์แล้ว (S1 สลับไปที่ขั้ว PWM, K1 และ K2 ปิดอยู่) เครื่องชาร์จในตัวจะเริ่มชาร์จรถยนต์ไฟฟ้า
ในระหว่างกระบวนการนี้ หากสายดินของอุปกรณ์จ่ายไฟ (PE) ถูกตัดการเชื่อมต่อ จะไม่มีการเปลี่ยนแปลงแรงดันไฟฟ้า ณ จุดตรวจจับ วงจรจ่ายไฟจะไม่สามารถทำงานได้ และจะไม่สามารถสร้างการเชื่อมต่อทางไฟฟ้าKระหว่างรถยนต์ไฟฟ้าและอุปกรณ์จ่ายไฟได้ ในกรณีนี้ เครื่องชาร์จในรถยนต์จะอยู่ในสถานะปิดเครื่อง
2. การทดสอบการตัดการต่อลงดินของระบบชาร์จไฟ
หากการต่อสายดินของระบบชาร์จไฟของแท่นชาร์จ ACหากอุปกรณ์จ่ายไฟทำงานผิดปกติ กระแสไฟอาจรั่วไหล ซึ่งอาจนำไปสู่ไฟฟ้าช็อตและการบาดเจ็บได้ ดังนั้น การทดสอบและตรวจสอบแท่นชาร์จจึงมีความสำคัญอย่างยิ่ง ตามมาตรฐานต่างๆ เช่น GB/T20324, GB/T 18487 และ NB/T 33008 การทดสอบแท่นชาร์จ AC ส่วนใหญ่ประกอบด้วยการตรวจสอบทั่วไป การทดสอบการสลับวงจรขณะมีโหลด และการทดสอบความผิดปกติของการเชื่อมต่อ โดยใช้ BAIC EV200 เป็นตัวอย่าง จะสังเกตผลกระทบของการต่อสายดิน PE ที่ผิดปกติต่อสถานะการชาร์จของระบบชาร์จ โดยการทดสอบการเปลี่ยนแปลงกระแสไฟขาเข้าและขาออกของเครื่องชาร์จในตัว
ในระบบที่แสดงในรูปที่ 3 ขั้วต่อ CC และ CP ทางด้านซ้ายของเครื่องชาร์จในตัวคือสายสัญญาณควบคุมการชาร์จ PE คือสายดิน และ L และ N คือขั้วต่ออินพุตไฟ AC 220V
ขั้วต่อทางด้านขวาของแผนภาพเครื่องชาร์จในตัวรถเป็นขั้วต่อสื่อสารแรงดันต่ำ หน้าที่หลักของขั้วต่อเหล่านี้คือการส่งสัญญาณจากเครื่องชาร์จในตัวรถกลับไปยังสายยืนยันการเชื่อมต่อ VCU กระตุ้นสายสัญญาณปลุกการชาร์จเพื่อปลุกแผงหน้าปัดให้แสดงสถานะการเชื่อมต่อ และเพื่อให้เครื่องชาร์จปลุก VCU และ BMS จากนั้น VCU จะปลุกแผงหน้าปัดให้เริ่มแสดงสถานะการชาร์จ รีเลย์หลักบวกและลบภายในแบตเตอรี่จะถูกควบคุมโดย BMS ให้ปิดผ่านคำสั่งจาก VCU ทำให้กระบวนการชาร์จแบตเตอรี่เสร็จสมบูรณ์ ขั้วต่อที่ด้านล่างของเครื่องชาร์จในตัวรถในรูปที่ 3 ซึ่งเชื่อมต่อกับกล่องควบคุมแรงดันสูง คือขั้วต่อเอาต์พุต DC แรงดันสูง
ในการทดสอบความผิดพลาดการต่อลงดินของ PE นั้น ใช้แคลมป์วัดกระแสสองตัวเพื่อวัดกระแสขาเข้าและขาออกพร้อมกัน ได้ทำการตั้งค่าความผิดพลาดวงจรเปิดของ PE โดยใช้แหล่งจ่ายไฟ AC ที่สร้างขึ้นเอง เมื่อสาย PE ต่อลงดินตามปกติ สวิตช์ต่อลงดินจะเปิดอยู่ เมื่อใช้แคลมป์วัดกระแสกับสาย L (หรือ N) กระแสขาเข้า AC ที่วัดได้ของเครื่องชาร์จในตัวมีค่าประมาณ 16A เมื่อใช้แคลมป์วัดกระแสอีกตัวกับขั้วต่อไฟ DC ขาออกของเครื่องชาร์จในตัว กระแสที่วัดได้มีค่าประมาณ 9A
เมื่อถอดสายดิน PE ออกและสวิตช์สายดินอยู่ในตำแหน่ง OFF กระแสไฟฟ้ากระแสสลับขาเข้าที่วัดได้ของเครื่องชาร์จในตัวมีค่า 0A และกระแสไฟฟ้ากระแสตรงขาออกก็มีค่า 0A เช่นกัน เมื่อทำการทดสอบวงจรเปิดอีกครั้ง กระแสไฟฟ้าทั้งสองกลับมาเป็น 0A ทันที การทดสอบวงจรเปิดที่ขั้ว PE นี้แสดงให้เห็นว่า เมื่อถอดสายดิน PE ออก จะไม่มีกระแสไฟฟ้าไหลที่ขั้วขาเข้าและขาออกของเครื่องชาร์จในตัว ซึ่งหมายความว่าเครื่องชาร์จในตัวไม่ทำงานและจึงไม่ส่งกระแสไฟฟ้าแรงสูงไปยังกล่องควบคุมแรงสูง ทำให้แบตเตอรี่ไม่สามารถชาร์จได้
การต่อสายดินเพื่อป้องกันอันตรายจากไฟฟ้าช็อตสำหรับสถานีชาร์จไฟกระแสสลับนั้นมีความสำคัญอย่างยิ่ง หากไม่มีการต่อสายดิน สถานีชาร์จอาจก่อให้เกิดอันตรายจากไฟฟ้าช็อตได้ เนื่องจากวงจรชาร์จมีระบบตัดไฟอัตโนมัติ จึงไม่สามารถเชื่อมต่อระหว่างรถยนต์ไฟฟ้ากับอุปกรณ์จ่ายไฟได้ และเครื่องชาร์จในรถยนต์จะไม่ทำงาน
—จบ—
วันที่โพสต์: 2 ธันวาคม 2025
