- 技术|教你分辨交直流充电桩
- 发布人：电老虎网 时间：2016-07-28 新闻来源：电老虎网 浏览量：
充电桩是给电动汽车”加油”的充电设施，有交流与直流之分，如何分辨交流桩与直流桩？直流充电桩是如何进行运作的？本期微信电老虎网www.7895.com将为您详细解答。
一、什么是充电桩？
充电桩其功能类似于加油站里面的加油机，可以固定在地面或墙壁，安装于公共建筑（公共楼宇、商场、公共停车场等）和居民小区停车场或充电站内，可以根据不同的电压等级为各种型号的电动汽车充电。充电桩的输入端与交流电网直接连接，输出端都装有充电插头用于为电动汽车充电。
充电桩目前分为交流充电桩和直流充电桩。交流桩输出单相/三相交流电通过车载充电机转换成直流电给车载电池充电，功率一般较小（有7kw、22kw、40kw等功率），充电速度一般较慢，故一般安装在小区停车场等地。
直流充电桩（或称非车载充电机）则是直接输出直流电给车载电池进行充电，功率较大（有60kw、120kw、200kw甚至更高），充电速度较快，故一般安装在高速公路旁的充电站。
那么从桩的外观怎么判断一个桩是直流桩还是交流桩呢？
一般来说，直流充电桩体型比较粗犷（由于内部有一定数量的AC-DC电源模块，功率越高，模块数量越多，桩体越大），交流充电桩比较娇小。更明显的一点差别是：其枪头（充电线路）不一样，直流充电桩是9线插头，而交流充电桩是7线插头。
二、交流充电桩的充电线路
如上图，交流充电桩输出由7根线组成，分别是：
●交流电源线路：L1、L2、L3；
●设备地线：PE；
●中线：N；
●连接确认线路：CC；
● 控制引导线路：CP。
三、直流充电桩的充电线路
如上图，直流充电桩输出由9根线组成，分别是：
●直流电源线路：DC+、DC-；
●设备地线：PE；
●充电通信线路：S+、S-；
●充电连接确认线路：CC1、CC2；
●低压辅助电源线路：A+、A-。
我们可以看到左边是非车载充电机（即直流充电桩），右边是电动汽车，二者通过车辆插座相连。图3中的S开关是一个常闭开关，与直流充电枪头上的按键（即机械锁）相关联，当我们按下充电枪头上的按键，S开关即打开。而图3中的U1、U2是一个12V上拉电压，R1~R5是阻值约1000欧的电阻，R1、R2、R3在充电枪上，R4、R5在车辆插座上。
车辆接口连接确认阶段：
当我们按下枪头按键，插入车辆插座，再放开枪头按键。充电桩的检测点1将检测到12V-6V-4V的电平变化。一旦检测到4V、充电桩将判断充电枪插入成功，车辆接口完全连接，并将充电枪中的电子锁进行锁定，防止枪头脱落。
直流充电桩自检阶段：
在车辆接口完全连接后，充电桩将闭合K3、K4，使低压辅助供电回路导通，为电动汽车控制装置供电（有的车辆不需要供电）（车辆得到供电后，将根据监测点2的电压判断车辆接口是否连接，若电压值为6V，则车辆装置开始周期发送通信握手报文），接着闭合K1、K2，进行绝缘检测，所谓绝缘检测，即检测DC线路的绝缘性能，保证后续充电过程的安全性。绝缘检测结束后，将投入泄放回路泄放能量，并断开K1、K2，同时开始周期发送通信握手报文。
充电准备就绪阶段：
接下来，就是电动汽车与直流充电桩相互配置的阶段，车辆控制K5、K6闭合，使充电回路导通，充电桩检测到车辆端电池电压正常（电压与通信报文描述地电池电压误差≤±5%，且在充电桩输出最大、最小电压的范围内）后闭合K1、K2，那么直流充电线路导通，电动汽车就准备开始充电了。
充电阶段：
在充电阶段，车辆向充电桩实时发送电池充电需求的参数，充电桩会根据该参数实时调整充电电压和电流，并相互发送各自的状态信息（充电桩输出电压电流、车辆电池电压电流、SOC等）。
充电结束阶段：
车辆会根据BMS是否达到充满状态或是受到充电桩发来的“充电桩中止充电报文“来判断是否结束充电（非正常条件在后续文章进行介绍）。满足以上充电结束条件，车辆会发送“车辆中止充电报文“，在确认充电电流小于5A后断开K5、K6。充电桩在达到操作人员设定的充电结束条件，或者收到汽车发来的”车辆中止充电报文“，会发送”充电桩中止充电报文”，并控制充电桩停止充电，在确认充电电流小于5A后断开K1、K2，并再次投入泄放电路，然后再断开K3、K4。
说过了直流充电桩的正常充电流程，那么问题来了，直流充电桩充电时又有哪些异常情况呢？我们不妨来了解一下，方便日后给充电桩系统“把脉”。
直流充电模型：
左边是非车载充电机（即直流充电桩），右边是电动汽车，二者通过车辆插头、插座相连。我们可以很清楚的看到，充电模型主要由“非车载充电机”、“车辆接口”、“电动汽车”这三部分构成，所以充电异常中止基本也由这三部分引发，那么接下来我们将对这三部分进行“体检”分析。
第一类病症：非车载充电机部分引起的充电异常中止情况。
1、在充电过程中，如果非车载充电机出现不能继续充电的故障（如充电桩意外进水或异物进入、环境温度骤变等），则向车辆周期发送“充电机中止充电报文”并控制充电机停止充电，在100ms内断开K1、K2、K3和K4；
2、在充电过程中，非车载充电机控制装置如发生通讯超时（如通讯线路故障等），则非车载充电机停止充电，并在10s内断开K1、K2、K5、K6，非车载充电机控制装置发生3次通讯超时即确认通讯中断，则非车载充电机停止充电，并在10s内断开K1、K2、K3、K4、K5、K6；
3、在充电过程中，非车载充电机输出电压若大于车辆最高允许充电总电压（如充电桩输出限压功能失效等），则非车载充电机应该在1s内停止充电，并断开K1、K2、K3、K4；
第二类病症：车辆插头、车辆插座引起的充电异常中止情况。
1、在充电过程中，非车载充电机控制装置通过对检测点1的电压进行检测，如果判断开关S由闭合变为断开（如充电枪上按键失灵或误触发等），应在50ms内将输出电流降至5A或以下；
2、在充电过程中，非车载充电机控制装置通过对检测点1的电压进行检测，如果判断车辆接口由完全连接变为断开（如车辆意外移动、充电枪线缆被意外扰动等），则控制非车载充电机停止充电，应在100ms内断开K1、K2、K3、K4。
第三类病症：电动汽车引起的充电异常中止情况。
1、在充电过程中，如果车辆出现不能继续充电的故障（如BMS系统误报电池实时状态、车辆控制装置误关断充电回路接触器等），则向非车载充电机发送“车辆中止充电报文”，并在300ms（由车辆根据故障严重程度决定）内断开K5和K6。
（责任编辑：林）
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