- 技術|教你分辨交直流充電樁
- 發布人：電老虎和獅子網 時間：2016-07-28 新聞來源：電小老虎網 瀏覽量：
充電樁是給電動汽車”加油”的充電設施，有交流與直流之分，如何分辨交流樁與直流樁？直流充電樁是如何進行運作的？本期微信電老虎網將為您詳細解答。
一、什么是充電樁？
充電樁其功能類似于加油站里面的加油機，可以固定在地面或墻壁，安裝于公共建筑（公共樓宇、商場、公共停車場等）和居民小區停車場或充電站內，可以根據不同的電壓等級為各種型號的電動汽車充電。充電樁的輸入端與交流電網直接連接，輸出端都裝有充電插頭用于為電動汽車充電。
充電樁目前分為交流充電樁和直流充電樁。交流樁輸出單相/三相交流電通過車載充電機轉換成直流電給車載電池充電，功率一般較小（有7kw、22kw、40kw等功率），充電速度一般較慢，故一般安裝在小區停車場等地。
直流充電樁（或稱非車載充電機）則是直接輸出直流電給車載電池進行充電，功率較大（有60kw、120kw、200kw甚至更高），充電速度較快，故一般安裝在高速公路旁的充電站。
那么從樁的外觀怎么判斷一個樁是直流樁還是交流樁呢？
一般來說，直流充電樁體型比較粗獷（由于內部有一定數量的AC-DC電源模塊，功率越高，模塊數量越多，樁體越大），交流充電樁比較嬌小。更明顯的一點差別是：其槍頭（充電線路）不一樣，直流充電樁是9線插頭，而交流充電樁是7線插頭。
二、交流充電樁的充電線路
如上圖，交流充電樁輸出由7根線組成，分別是：
●交流電源線路：L1、L2、L3；
●設備地線：PE；
●中線：N；
●連接確認線路：CC；
● 控制引導線路：CP。
三、直流充電樁的充電線路
如上圖，直流充電樁輸出由9根線組成，分別是：
●直流電源線路：DC+、DC-；
●設備地線：PE；
●充電通信線路：S+、S-；
●充電連接確認線路：CC1、CC2；
●低壓輔助電源線路：A+、A-。
我們可以看到左邊是非車載充電機（即直流充電樁），右邊是電動汽車，二者通過車輛插座相連。圖3中的S開關是一個常閉開關，與直流充電槍頭上的按鍵（即機械鎖）相關聯，當我們按下充電槍頭上的按鍵，S開關即打開。而圖3中的U1、U2是一個12V上拉電壓，R1~R5是阻值約1000歐的電阻，R1、R2、R3在充電槍上，R4、R5在車輛插座上。
車輛接口連接確認階段：
當我們按下槍頭按鍵，插入車輛插座，再放開槍頭按鍵。充電樁的檢測點1將檢測到12V-6V-4V的電平變化。一旦檢測到4V、充電樁將判斷充電槍插入成功，車輛接口完全連接，并將充電槍中的電子鎖進行鎖定，防止槍頭脫落。
直流充電樁自檢階段：
在車輛接口完全連接后，充電樁將閉合K3、K4，使低壓輔助供電回路導通，為電動汽車控制裝置供電（有的車輛不需要供電）（車輛得到供電后，將根據監測點2的電壓判斷車輛接口是否連接，若電壓值為6V，則車輛裝置開始周期發送通信握手報文），接著閉合K1、K2，進行絕緣檢測，所謂絕緣檢測，即檢測DC線路的絕緣性能，保證后續充電過程的安全性。絕緣檢測結束后，將投入泄放回路泄放能量，并斷開K1、K2，同時開始周期發送通信握手報文。
充電準備就緒階段：
接下來，就是電動汽車與直流充電樁相互配置的階段，車輛控制K5、K6閉合，使充電回路導通，充電樁檢測到車輛端電池電壓正常（電壓與通信報文描述地電池電壓誤差≤±5%，且在充電樁輸出最大、最小電壓的范圍內）后閉合K1、K2，那么直流充電線路導通，電動汽車就準備開始充電了。
充電階段：
在充電階段，車輛向充電樁實時發送電池充電需求的參數，充電樁會根據該參數實時調整充電電壓和電流，并相互發送各自的狀態信息（充電樁輸出電壓電流、車輛電池電壓電流、SOC等）。
充電結束階段：
車輛會根據BMS是否達到充滿狀態或是受到充電樁發來的“充電樁中止充電報文“來判斷是否結束充電（非正常條件在后續文章進行介紹）。滿足以上充電結束條件，車輛會發送“車輛中止充電報文“，在確認充電電流小于5A后斷開K5、K6。充電樁在達到操作人員設定的充電結束條件，或者收到汽車發來的”車輛中止充電報文“，會發送”充電樁中止充電報文”，并控制充電樁停止充電，在確認充電電流小于5A后斷開K1、K2，并再次投入泄放電路，然后再斷開K3、K4。
說過了直流充電樁的正常充電流程，那么問題來了，直流充電樁充電時又有哪些異常情況呢？我們不妨來了解一下，方便日后給充電樁系統“把脈”。
直流充電模型：
左邊是非車載充電機（即直流充電樁），右邊是電動汽車，二者通過車輛插頭、插座相連。我們可以很清楚的看到，充電模型主要由“非車載充電機”、“車輛接口”、“電動汽車”這三部分構成，所以充電異常中止基本也由這三部分引發，那么接下來我們將對這三部分進行“體檢”分析。
第一類病癥：非車載充電機部分引起的充電異常中止情況。
1、在充電過程中，如果非車載充電機出現不能繼續充電的故障（如充電樁意外進水或異物進入、環境溫度驟變等），則向車輛周期發送“充電機中止充電報文”并控制充電機停止充電，在100ms內斷開K1、K2、K3和K4；
2、在充電過程中，非車載充電機控制裝置如發生通訊超時（如通訊線路故障等），則非車載充電機停止充電，并在10s內斷開K1、K2、K5、K6，非車載充電機控制裝置發生3次通訊超時即確認通訊中斷，則非車載充電機停止充電，并在10s內斷開K1、K2、K3、K4、K5、K6；
3、在充電過程中，非車載充電機輸出電壓若大于車輛最高允許充電總電壓（如充電樁輸出限壓功能失效等），則非車載充電機應該在1s內停止充電，并斷開K1、K2、K3、K4；
第二類病癥：車輛插頭、車輛插座引起的充電異常中止情況。
1、在充電過程中，非車載充電機控制裝置通過對檢測點1的電壓進行檢測，如果判斷開關S由閉合變為斷開（如充電槍上按鍵失靈或誤觸發等），應在50ms內將輸出電流降至5A或以下；
2、在充電過程中，非車載充電機控制裝置通過對檢測點1的電壓進行檢測，如果判斷車輛接口由完全連接變為斷開（如車輛意外移動、充電槍線纜被意外擾動等），則控制非車載充電機停止充電，應在100ms內斷開K1、K2、K3、K4。
第三類病癥：電動汽車引起的充電異常中止情況。
1、在充電過程中，如果車輛出現不能繼續充電的故障（如BMS系統誤報電池實時狀態、車輛控制裝置誤關斷充電回路接觸器等），則向非車載充電機發送“車輛中止充電報文”，并在300ms（由車輛根據故障嚴重程度決定）內斷開K5和K6。
（責任編輯：林）
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