2020年，我国在联合国大会上提出了力争于2030年前实现“碳达峰”，在2060年前实现“碳中和”的国家自贡献预案目标。汽车产业在“碳达峰”和“碳中和”计划中承担着重要的角色，作为汽车产业重要组成部分的重型卡车在近年来亦逐步向电动化转型且市场份额持续稳定增长。
动力电池的电能作为重型电动卡车的动力源，充电是否能正常进行，直接关系着车辆是否能正常运营，因此，是否了解直流充电系统并能快速解决重型电动卡车充电故障就显得至关重要。
直流充电是指外部电网输入给车辆的电压为直流电，通过GB/T20234.3规定的直流充电连接装置（直流充电插头和插座）直接给动力电池充电，如图1所示。
GB/T20234.3对直流充电接口进行了规范性要求。重型电动卡车的直流充电插座有9个接口，如图2所示。分别是直流高压回路（DC+和DC-），保护接地回路（Pe），充电连接信号回路（CC1和CC2），充电控制器域网（ControllerAreaNetwork,CAN）通信回路（CAN_H和CAN_L），低压辅助供电回路（A+和A-），各接口定义如表1所示。
国标规定之外，各制造商还在直流充电插座上装置了温度传感器，用来实时监测直流充电插座的温度，当动力电池的电池管理系统（BatteryManagementSystem,BMS）监测到直流充电插座温度过高时，会控制减小充电电流，防止过热。
充电机是指控制和调整蓄电池充电的电能转换装置。非车载充电机是指所有部件均不安装在车上的充电机。
直流充电桩属于非车载充电机，能把高压交流电转化为高压直流电，然后通过标准的直流充电连接装置，直接将高压直流电输送至动力电池，完成车载动力电池或快速换电动力电池的直流充电。
目前重型电动卡车的直流充电方式仅一种，即GB/T18487.1所述的充电模式4：将电动汽车连接到直流电网时，使用了带控制导引功能的直流供电设备。
GB/T18487.1明确规定了电动汽车的直流充电控制导引电路及原理，原理图如图3所示。重型电动卡车的直流充电控制导引原理亦按国标执行，在整个充电过程中，直流充电桩的控制装置能监测其内部的高压直流电源DC+和DC-的接触器以及辅助电源A+和A-的接触器，电动卡车的车辆控制装置能监测车辆上的高压直流电源DC+和DC-的接触器状态并控制其接通及关断。
直流充电过程中，为了方便、有效地完成执行和控制，直流充电桩在给动力电池充电时，直接与动力电池的BMS进行信息交互和检测，同时为了确保执行和控制更可靠更科学，整车控制器整车控制器（VehicleControlUnit,VCU）又进行辅助判断，其控制策略和顺序如图4所示。
重型电动卡车在新车调试和日常的运行过程中，直流充电故障主要有通信故障、绝缘故障和充电连接信号异常三种类型。
需注意的是，故障排查涉及高压电缆或高压元件时，请将车辆下高压电。必要时还需拆除高压维修开关（ManualServiceDevice,MSD），摘下佩戴的手表、戒指等金属饰品，并戴好绝缘帽、绝缘手套再操作。
基于对直流充电控制导引电路原理的分析并结合笔者在车辆调试过程中积累的大量经验得出，充电时充电桩与电动汽车之间通信异常常见的故障原因主要有以下4点：
1）充电插座高压连接电缆的DC1+和DC2+或DC1-和DC2-在BMS上接反；
2）充电插座低压连接线束的1和2与动力底盘线束的1和2接反；
其中故障原因1）和2）通过观察高压电缆和低压线束连接状态即可发现，在故障排查过程中，推荐优先排查；故障原因3）和4）涉及到辅助电源、CAN通信信号和线束异常情况，可以根据排查习惯或者个人喜好选择切入点，找到故障点并进行维修。
注意：辅助电源是直流充电桩输出的低压直流电，当直流充电桩检测确认车辆接口完全连接后，闭合K3和K4，才会输出。
绝缘电阻是绝缘物在规定条件下的直流电阻，对于重型电动卡车来说，是车辆高压电器系统最基本的绝缘指标。在最大工作电压下，直流充电电路绝缘电阻，即取DC+和Pe间的绝缘电阻与DC-和Pe间的绝缘电阻两者的最小值，应不小于100Ω/V[5]。对于新车，电动车辆的绝缘电阻R≥1MΩ，为了整车绝缘电阻更高，充电插座带连接电缆和动力电池BMS的单体绝缘电阻设计值一般为11GΩ。
1）整车断电，用绝缘表分别测量直流充电插座DC+和DC-与整车地的绝缘电阻值，若小于100MΩ（以DC+为例），则表明充电DC+回路异常；
2）断开直流充电插座DC+与BMS充电+之间的连接，用绝缘表分别测量直流充电插座DC+和BMS充电+与整车地的绝缘电阻值，若小于11GΩ（以直流充电插座为例），则说明直流充电插座带高压电缆绝缘电阻异常；
3）更换直流充电插座带高压电缆，用绝缘表分别测量直流充电回路DC+和DC-与整车地的绝缘电阻值，若正常，则进行充电测试，充电应正常。
高压回路绝缘故障的诊断和维修，最常见也是最实用的方法就是断开高压回路，分别测量绝缘值以判定故障发生区域，重复排查直到锁定故障点，通过更换或者联系专业人员维修解决。
充电连接确认是直流充电能正常进行的必要条件之一。国标规定的充电插座中有2个接口用于检测“充电连接确认”状态，其中CC1接口是直流充电桩判断充电插头和插座是否连接的信号；CC2接口是车辆判断充电插头和插座是否连接的信号，两者必须同时检测有效，直流充电桩和车辆才会同时认为两者连接正常。再结合直流充电控制导引电路原理图（图3）中“充电连接确认”信号回路以及GB/T18487.1对“充电连接确认”信号作出的明确规定，即接口CC1和CC2对地电阻值为（1000±30）Ω，可知，直流充电桩与车辆之间充电连接信号异常主要有3种原因，对应的排查方法如表2所示，排查顺序不分先后。
国标对直流充电系统的组成和原理有明确要求，各制造商都按照国标要求进行了系统开发设计。诊断重型电动卡车直流充电故障，首先需要对国标要求的直流充电插座各接口定义、直流充电导引电路原理以及控制策略和顺序有深入的理解，在此基础上进行故障诊断并不断总结经验，才能取得事半功倍效果。
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