国标交流充电桩接口和直流充电桩接口标准分析.pdf

国标交流充电桩接口和直流充电桩接口标准分析 本文将介绍两种国标充电桩接口——交流充电桩接口和直流充电桩接口，并围绕常用的交流 充电接口，介绍相关的接口技术。 一、充电桩接口基本介绍 跟传统油车相比，纯电动车有很多优点，这里就不一一列举，但纯电动车有一个麻烦的地方是 需要考虑充电时间长短和电池使用寿命。混合动力领域有好多折中方案比如插电式，增程式等，这 样不需要较大的电池容量，相比于纯电动车，缩短了充电等待时间（并且使用汽油 / 柴油而提高了 续航里程）。 而在纯电动车领域，很难单方面优化充电时间或电池使用寿命，鱼和熊掌不可兼得，因为电池 的寿命和充电倍率大小有关，一般情况下充放电倍率越大，循环使用次数就越小。 为了保证电池的循环充电次数能在 800~1000 之间，通常充电倍率应该在 0.5C~0.25C 之间，采 用国家电网供电，利用车载充电机为动力电池充电，这属于慢充方案，配套的公共设施是交流充电 桩。 交流充电桩接口 为了应对紧急情况，希望在 15~30min 分钟内能把电池充满到最大容量的 80%，对应的充电倍 率应该在 2C~4C 之间，这属于快充方案，配套的公共设施是直流充电桩。直流充电桩对电池损害比 较大，车主花费在更换电池上的成本就会增大，所以如果不是很紧急的情况，应该尽量减少直流充 电桩的使用（土豪随意）。 直流充电桩接口 国内外的充电桩原理大同小异，但外形略有区别，如下： 二、详解交流充电桩的接口技术 交流充电桩通过车载充电机为电池充电，相对于直流充电桩而言，交流充电桩成本低，结构简 单，对蓄电池更友好，适合大范围面积进行普及推广，接下来将由浅入深介绍一下交流充电桩的接 口技术。 交流充电桩（包括国标和非国标）的主要功能就是将单相电或者三相电引出来，充电桩只起到 电流中转站的作用，后续的整流 +DC/DC 变换都是由车载充电机完成。 国标交流充电桩就是在上图所示的原始交流充电桩基础上，添加了一些商业化模块（比如人机 交互界面、计费模块、报警模块等）和控制引导电路，控制引导电路是交流充电桩接口技术的核心 内容。并且为了单相电和三相电都能兼容，国标交流充电桩接口最终采用的 7 端子结构，其端子分 布方式如下图所示： 2 各端子功能定义： 充电模式 3 连接方式 B 的典型控制导引电路图： 控制导引电路主要作用是用来确认充电接口和充电插座是否连接，然后在充电过程中进行周期 性检测，以判断继续充电还是停止充电等。 下面详细介绍控制导引电路的工作原理： 1. 连接确认 （1）车辆控制装置通过检测 PE 和监测点 3 之间的电阻值来确认车辆插头和车辆插座是否连 接； （2）充电桩侧的供电控制装置通过检测监测点 4 或检测点 1 的电压值来判断供电插头和供电 插座是否连接。 2. 充电开始 当车辆接口和供电接口都确认连接后，充电桩将开关 S1 从 12V 连接状态切换到 PWM 状态， 并等待车辆控制装置闭合开关 S2，此时测检点 1 峰值电压 9V，CP 端产生 1KHz 的 PWM 波，其占空 比代表充电桩额定电流大小。当车辆侧开关 S2 闭合，代表车辆已经充电准备就绪了，此时检测点 1 的电压峰值为 6V。确认车辆就绪后，充电桩闭合接触器 K1 和 K2，使交流回路导通，充电开始。 整个过程中检测点 1 的电压状态如下： 3 3. 充电过程周期检测 在充电过程中，充电桩对检测点进行周期性检测，以确认充电连接装置的连接状态和车辆是否 处于可充电状态，检测周期不大于 50ms 。