一、充电桩的分类
交流充电桩经由过程与车辆进行信息交互把电网的交流电配送给车辆的充电模块，由车辆上的充电模块节制功率进行交流转直流给动力电池充电；
交流充电桩用的交流充电枪上有7个端子孔位，7个孔位都有金属端子的是支撑三订交流充电桩（380V），7个孔位只有5个孔位有金属端子的是单订交流充电桩（220V），交流充电枪对照直流充电枪枪头较小。
直流充电桩经由过程与车辆进行信息交互把电网的交流电转成直流电给车辆的动力电池进行充电，依据车辆上的电池治理器节制充电桩的输出功率；
直流充电桩用的直流充电枪上有9个端子孔位，直流充电枪对照交流充电枪枪头较年夜。
二、直流充电桩的根本事情原理
在国度能源局宣布的直流充电桩相关的行业尺度《NB/T 33001-2010：电动汽车非车载传导式充电机技术前提》中指出，直流充电桩根本组成包含：功率单位、节制单位、计量单位、充电接口、供电接口及人机交互界面等。功率单位是指直流充电模块，节制单位是指充电桩节制器。直流充电桩自己作为一种体系集成产物，除了 “直流充电模块”和“充电桩节制器”这两个组件组成了技术焦点之外，布局设计也是整桩靠得住性设计的症结点之一。“充电桩节制器”属于嵌入式硬件和软件技术领域，“直流充电模块”则代表了电力电子技术在AC/DC范畴的最高成绩。
充电的根本进程是：在电池两头加载直流电压，以恒定年夜电流对电池充电，电池的电压垂垂地迟缓地上升，上升到必定水平，电池电压到达标称值，SoC到达95%（针对分歧电池，纷歧样）以上，继续以恒压小电流对电池充电。“电压上去了，但电量没有充斥，便是没有充实，假如有光阴，可以改用小电流充实”。为了实现这个充电进程，充电桩在功效上就必要有“直流充电模块”提供直流电源;必要有“充电桩节制器”节制充电模块的“开机、关机、输出电压、输出电流”;必要有“触摸屏”作为人机界面下发指令，经由过程节制器将“开机、关机、输出电压、输出电流”等指令下发给充电模块。从电气层面懂得的最简充电桩只要有充电模块，节制板和触摸屏就可以了; 假如开机、关机和输出电压］输出电流等指令在充电模块上做成几个键盘，那么一个充电模块就可以对电池充电了。
直流充电桩的电气部门由主回路和二次回路构成。主回路的输入是三订交流电，颠末输入断路器、交流智能电能表之后由充电模块（整流模块）将三订交流电转换为电池可以接受的直流电，再衔接熔断器和充电枪，给电动汽车充电。二次回路由充电桩节制器、读卡器、显示屏、直流电表等构成。二次回路还提供“启停”节制与“急停”操作;旌旗灯号灯提供“待机”、“充电”与“充斥”状况指导;显示屏作为人机交互装备则提供刷卡、充电方式设置与启停节制操作。
关于直流充电桩的电气原理，总结如下：
单个的充电模块今朝只有15kW，不克不及满意功率要求，必要多个充电模块并联在一路事情，必要有CAN总线来实现多个模块的均流;
充电模块的输入来自电网，是年夜功率供电，涉及到电网和人身平安，分外是人身平安，必要在输入端安装空气开关（学名是“塑壳断路器”），防雷开关乃至泄电开关;
充电桩的输出是高压、年夜电流，电池是电化学品，容易爆炸，要防止误操作的平安问题，输出要有熔断器;
平安问题是最高优先级的，除了有输入真个步伐之外，机器锁和电子锁是必定要有的，绝缘检测是必定要有的，泄放电阻是必定要有的；
电池是否接受充电，这不是由充电桩决议的，是由电池的年夜脑、BMS决议的。BMS下发“是否容许充电，是否终止充电，可以接受多年夜电压，多年夜电流充电”的指令给节制器，节制器再下发给充电模块。是以，必要有实现节制器和BMS之间的CAN通讯，节制器和充电模块之间的CAN通讯；
充电桩还要接受监控治理，节制器必要经由过程WiFi或3G/4G等收集通信模块和后台衔接;
充电的电费不是免费的，必要安装电表，必要读卡器实现计费功效;
充电桩壳体上必要有一览无余的指导灯，通常是三个指导灯，分离表现充电、故障和电源;
直流充电桩的风道设计是症结。风道设计除告终构上的学问，必要在充电桩里面安装有电扇，固然每个充电模块里面都有电扇。
斟酌到上述细节，直流充电桩作为一个体系是比拟繁杂的。
图3给出某单枪直流充电桩更具体的电气原理框图的主回路电气原理图作为设计参考。
三、直流充电桩的技术成长趋向
关于直流充电桩的技术成长趋向，有5个偏向值得存眷：
1.超年夜功率充电堆-功率动态分派-柔性充电
纯电动公交充电站集中停放、运营路线充电的特色决议了其充电办理计划可能朝超年夜功率充电堆的偏向演进。纯电动出租车和物流车乃至也可能朝这个偏向演进。30KW充电模块需求变得急切，其主要推进力便是充电堆的需求正变得急切。
功率动态分派最先是某公司提出来的，每两个模块后面用一个功率继电器，可以把这两个模块投在左枪也可以投在右枪使用；后来另外一家公司提出新的名词柔性充电，必要年夜功率充，电流很年夜的时刻，将其它模块投过来使用，小车来的时刻可以离开使用，如许做是有必定的事理;柔性在电网中有加年夜功率如许一层意思在里面，以是提出柔性充电观点也说的曩昔。分歧叫法，现实上是统一意思。
对付180kW及以下的直流充电桩，谈功率动态分派和柔性充电是个伪需求，乃至分体式的意义都不年夜，然则双枪轮充和均充大概有点现实意义。
充电堆的利用场景是，可以依据当前待充电车辆数目来主动分派给每个车多年夜功率。如许确保将充电模块的功率用到极致，在车辆不多的时刻，每辆车被分派的功率很年夜，可以更快速地充斥。这种利用就必要更多的继电器切换充电模块的功率流向，这会增长一些硬件本钱，靠得住性难度也增长了一些，当然，也必要对充电节制器的软件进行进级。
2.社区泊车场环行智能充电
所谓环行智能充电，这是个很时兴的观点。详细利用场景是：在一个社区泊车场停放了许多电动汽车，中间处置单位自动地巡回检测每台车的电池电量，在夜间主动地轮流将每台车充斥。这实在也是一种柔性充电，也必要在社区泊车场安装超等充电堆。这种做法的利益是：比交流充电的效力更高，比安装多少个直流充电桩，车主列队期待直流充电的机动性年夜，本钱也低许多。
3.家用型壁挂式充电桩进家用电器
大概我们可以加倍乐观，在办理了电力配送之后，便是未来有才能将中国过量的电力供给运送到每个住民小区的时刻，花费者为了寻求更快速的充电体验，小我可以自立决议是安装直流充电桩照样交流充电桩，直流充电桩将做得像家电产物一样小巧、漂亮。壁挂式直流充电桩将是一种刚需。这种产物的贩卖模式就像卖电热器这类商品一样，在阛阓里面卖，在JD，TMALL上面卖。这种像家电一样的产物将去失落直流充电桩构成中一些不太紧要的部件，将充电节制器和触摸屏功效做到一个充电模块年夜小的外壳里面，但模具会做得很风雅。跟着电力电子技术的提高，充电模块功率密度越来高，这个趋向将成为可能。
4.“光充储”充放电一体化
光伏、充电、储能三者组合在一路的观点已经有了详细的产物，便是PowerWall，未来PowerWall进一步成长，组成新型充电站形态，电能在光伏电池板、电动汽车、电网、储能电池四者之间自由地流动。直流充电桩既可以由电网提供电能给电动汽车充电，也可由光伏电池板提供，还可以由储能电池提供。储能电池，电池汽车电池和光伏电池板的电能也可以卖给电网。
5.共享充电、免费充电
假如以互联网的共享思维来思虑将来，任何小我安装的充电桩可以提供应任何其他车主充电，也便是说所有的充电桩都是可以随时开放的。经由过程互联网对象，车主很容易找到闲置的小我充电桩。
未来充电站可能在互联网的思维下做成了O2O的Off-Line的紧张衔接节点，只要有车主来充电，可能就要在充电站期待15分钟。充电站将作为紧张的告白园地资本，这是不难想象的。
四、直流充电桩事情原理及常见故障阐发
直流充电桩内部一样平常由计费节制单位、读卡器、LCD、无线模块、电源模块、电表和非车载充电机构成。非车载充电机提供交直流变换功效，其他装备提供计费、通讯、人机交互等功效。即直流充电模子：
▲ 图1直流充电模子
左边长短车载充电机（即直流充电桩），右边是电动汽车，二者经由过程车辆插头、插座相连。我们可以很清晰的看到，充电模子主要由“非车载充电机”、“车辆接口”、“电动汽车”这三部门组成，以是充电非常中断根本也由这三部门激发，那么接下来我们将对这三部门进行“体检”阐发。第一类病症：非车载充电机部门引起的充电非常中断环境。
▲ 图2非车载充电机非常
在充电进程中，假如非车载充电机呈现不克不及继续充电的故障（如充电桩不测进水或异物进入、情况温度骤变等），则向车辆周期发送“充电机中断充电报文”并节制充电机结束充电，在100ms内断开K1、K2、K3和K4；
▲ 图3非车载充电机故障
在充电进程中，非车载充电机节制装配如产生通信超时（如通信线路故障等），则非车载充电机结束充电，并在10s内断开K1、K2、K5、K6，非车载充电机节制装配产生3次通信超时即确认通信中止，则非车载充电机结束充电，并在10s内断开K1、K2、K3、K4、K5、K6；
▲ 图4非车载充电机通信非常
在充电进程中，非车载充电机输出电压若年夜于车辆最高容许充电总电压（如充电桩输出限压功效失效等），则非车载充电机应该在1s内结束充电，并断开K1、K2、K3、K4；
▲ 图5非车载充电机输出电压>车辆最高容许充电电压
第二类病症：车辆插头、车辆插座引起的充电非常中断环境。
▲ 图6车辆插头|车辆插座非常
在充电进程中，非车载充电机节制装配经由过程对检测点1的电压进行检测，假如断定开关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；
▲ 图7车辆插头内部常闭开关S断开
在充电进程中，非车载充电机节制装配经由过程对检测点1的电压进行检测，假如断定车辆接口由完全衔接变为断开（如车辆不测移动、充电枪线缆被不测扰动等），则节制非车载充电机结束充电，应在100ms内断开K1、K2、K3、K4。
▲ 图8车辆接口断开
第三类病症：电动汽车引起的充电非常中断环境。
▲ 图9电动汽车非常
在充电进程中，假如车辆呈现不克不及继续充电的故障（如BMS体系误报电池及时状况、车辆节制装配误关断充电回路打仗器等），则向非车载充电机发送“车辆中断充电报文”，并在300ms（由车辆依据故障严重水平决议）内断开K5和K6。
▲ 图10车辆呈现不克不及继续充电的故障
