直流充电桩的工作原理/状态

本篇文件中我们就详细介绍一下，今日为各位网友科普直流充电桩是如何充电的。

在讲述直流充电桩的充电流程前，我们有必要回顾一下上一篇文章的内容，直流充电线路组成。

图1 直流充电示意图

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-。

直流充电桩就是通过这9根线给电动汽车进行充电，其具体的充电模型如下：

图2 直流充电模型

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。

图3 直流充电模型

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。

图4 充电桩自检阶段示意图

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。

图 5 充电桩准备就绪阶段示意图

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)。

图6 充电桩充电阶段示意图

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。

图7 充电桩充电结束阶段示意图