国标交流充电桩接口和直流充电桩接口介绍

1、背景

与传统油车相比，纯电车有太多的优势，但是纯电需要考虑充电时间的长短以及电池的使用寿命。然而相比较而言，混动有好多的备选方案比如插电式、增程式等，除了满足比电车较远的续航外，充电等待时间大大缩短。

在纯电领域，很难优化充电时间以及电池使用寿命，因为电池的寿命与充电倍率有关，一般充电倍率越大，循环使用的次数就越小，同样的电池使用寿命就越短。
因此，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。

1.1、交流插头

在这里插入图片描述

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。

在这里插入图片描述
如上图图一，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。交流充电桩就是通过这7根线给电动汽车进行充电

1.2、直流插头

在这里插入图片描述

如上图二，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-。直流充电桩就是通过这9根线给电动汽车进行充电

1.3、国内外的充电桩原理大同小异，但外形略有区别

在这里插入图片描述

2、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：

在这里插入图片描述

2.1、各端子功能定义

在这里插入图片描述
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。

2.2、下面详细介绍控制导引电路的工作原理：

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。

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：
在这里插入图片描述