1、充電樁充電原理

充電樁固定在地面，利用專用充電接口，采用傳導(dǎo)方式，為具有車(chē)載充電機(jī)的電動(dòng)汽車(chē)提供交流電能，具有相應(yīng)的通訊、計(jì)費(fèi)和安全防護(hù)功能。市民只需要購(gòu)買(mǎi)IC卡并充值，就可以使用充電樁為汽車(chē)充電了。

電動(dòng)汽車(chē)蓄電池放電后，用直流電按與放電電流相反的方向通過(guò)蓄電池，使它恢復(fù)工作能力，這個(gè)過(guò)程稱為蓄電池充電。蓄電池充電時(shí)，電池正極與電源正極相聯(lián)，電池負(fù)極與電源負(fù)極相聯(lián)，充電電源電壓必須高于電池的總電動(dòng)勢(shì)。

2、充電樁充電方式

充電方式有恒電流充電和恒電壓充電兩種。

恒流充電法

恒流充電法是用調(diào)整充電裝置輸出電壓或改變與蓄電池串聯(lián)電阻的方法，保持充電電流強(qiáng)度不變的充電方法?？刂品椒ê?jiǎn)單，但由于電池的可接受電流能力是隨著充電過(guò)程的進(jìn)行而逐漸下降的，到充電后期，充電電流多用于電解水，產(chǎn)生氣體，使出氣過(guò)甚，因此，常選用階段充電法。

恒壓充電法

充電電源的電壓在全部充電時(shí)間里保持恒定的數(shù)值，隨著蓄電池端電壓的逐漸升高，電流逐漸減少。與恒流充電法相比，其充電過(guò)程更接近于最佳充電曲線。用恒定電壓快速充電，由于充電初期蓄電池電動(dòng)勢(shì)較低，充電電流很大，隨著充電的進(jìn)行，電流將逐漸減少，因此，只需簡(jiǎn)易控制系統(tǒng)。

3、直流充電樁和交流充電樁的區(qū)別

直流充電樁：直流電動(dòng)汽車(chē)充電站，俗稱就是“快充”，它是固定安裝在電動(dòng)汽車(chē)外，與交流電網(wǎng)連接，可以為非車(chē)載電動(dòng)汽車(chē)動(dòng)力電池提供直流電源的供電裝置。直流充電樁的輸入電壓采用三相四線AC380V±15%，頻率50Hz,輸出為可調(diào)直流電，直接為電動(dòng)汽車(chē)的動(dòng)力電池充電。由于直流充電樁采用三相四線制供電，可以提供足夠的功率，輸出的電壓和電流調(diào)整范圍大，可以實(shí)現(xiàn)快充的要求。

交流充電樁：交流電動(dòng)汽車(chē)充電樁，俗稱就是“慢充”，固定安裝在電動(dòng)汽車(chē)外、與交流電網(wǎng)連接，為電動(dòng)汽車(chē)車(chē)載充電機(jī)（即固定安裝在電動(dòng)汽車(chē)上的充電機(jī)）提供交流電源的供電裝置。交流充電樁只提供電力輸出，沒(méi)有充電功能，需連接車(chē)載充電機(jī)為電動(dòng)汽車(chē)充電。相當(dāng)于只是起了一個(gè)控制電源的作用的。

兩者的區(qū)別：簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)，交流充電樁需要借助車(chē)載充電機(jī)來(lái)充電，直流快速充電樁不需要這個(gè)設(shè)備。二者在充電速度上差別較大，一輛純電動(dòng)汽車(chē)（普通電池容量）完全放電后通過(guò)交流充電樁充滿需要8個(gè)小時(shí)，而通過(guò)直流快速充電樁僅需要2到3個(gè)小時(shí)。交流充電樁給電動(dòng)汽車(chē)的充電機(jī)提供電力輸入，由于車(chē)載充電機(jī)的功率并不大，所以不能實(shí)現(xiàn)快速充電。直流快速充電樁是固定安裝在電動(dòng)汽車(chē)外、與交流電網(wǎng)連接，可以為非車(chē)載電動(dòng)汽車(chē)的動(dòng)力電池提供直流電源的供電裝置，直流充電樁可以提供足夠的功率，輸出的電壓和電流調(diào)整范圍大，可以實(shí)現(xiàn)快充的要求。

直流充電樁的工作原理/狀態(tài) 

圖1 直流充電示意圖

　　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(shè)備地線：PE;充電通信線路：S+、S-;充電連接確認(rèn)線路：CC1、CC2;低壓輔助電源線路：A+、A-。

直流充電樁就是通過(guò)這9根線給電動(dòng)汽車(chē)進(jìn)行充電，其具體的充電模型如下：

　　我們可以看到左邊是非車(chē)載充電機(jī)（即直流充電樁），右邊是電動(dòng)汽車(chē)，二者通過(guò)車(chē)輛插座相連。圖3中的S開(kāi)關(guān)是一個(gè)常閉開(kāi)關(guān)，與直流充電槍頭上的按鍵（即機(jī)械鎖）相關(guān)聯(lián)，當(dāng)我們按下充電槍頭上的按鍵，S開(kāi)關(guān)即打開(kāi)。而圖3中的U1、U2是一個(gè)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(chē)輛插座上。

車(chē)輛接口連接確認(rèn)階段：

　　當(dāng)我們按下槍頭按鍵，插入車(chē)輛插座，再放開(kāi)槍頭按鍵。充電樁的檢測(cè)點(diǎn)1將檢測(cè)到12V-6V-4V的電平變化。一旦檢測(cè)到4V、充電樁將判斷充電槍插入成功，車(chē)輛接口完全連接，并將充電槍中的電子鎖進(jìn)行鎖定，防止槍頭脫落。

　　直流充電樁自檢階段：

　　在車(chē)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(dǎo)通，為電動(dòng)汽車(chē)控制裝置供電（有的車(chē)輛不需要供電）（車(chē)輛得到供電后，將根據(jù)監(jiān)測(cè)點(diǎn)2的電壓判斷車(chē)輛接口是否連接，若電壓值為6V，則車(chē)輛裝置開(kāi)始周期發(fā)送通信握手報(bào)文），接著閉合K1、K2，進(jìn)行絕緣檢測(cè)，所謂絕緣檢測(cè)，即檢測(cè)DC線路的絕緣性能，保證后續(xù)充電過(guò)程的安全性。絕緣檢測(cè)結(jié)束后，將投入泄放回路泄放能量，并斷開(kāi)K1、K2，同時(shí)開(kāi)始周期發(fā)送通信握手報(bào)文。

　　充電準(zhǔn)備就緒階段：

　　接下來(lái)，就是電動(dòng)汽車(chē)與直流充電樁相互配置的階段，車(chē)輛控制K5、K6閉合，使充電回路導(dǎo)通，充電樁檢測(cè)到車(chē)輛端電池電壓正常（電壓與通信報(bào)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(nèi)）后閉合K1、K2，那么直流充電線路導(dǎo)通，電動(dòng)汽車(chē)就準(zhǔn)備開(kāi)始充電了。

　　充電階段：

　　在充電階段，車(chē)輛向充電樁實(shí)時(shí)發(fā)送電池充電需求的參數(shù)，充電樁會(huì)根據(jù)該參數(shù)實(shí)時(shí)調(diào)整充電電壓和電流，并相互發(fā)送各自的狀態(tài)信息（充電樁輸出電壓電流、車(chē)輛電池電壓電流、SOC等）。

圖6 充電樁充電階段示意圖

　　充電結(jié)束階段：

車(chē)輛會(huì)根據(jù)BMS是否達(dá)到充滿狀態(tài)或是受到充電樁發(fā)來(lái)的“充電樁中止充電報(bào)文“來(lái)判斷是否結(jié)束充電（非正常條件在后續(xù)文章進(jìn)行介紹）。滿足以上充電結(jié)束條件，車(chē)輛會(huì)發(fā)送“車(chē)輛中止充電報(bào)文“，在確認(rèn)充電電流小于5A后斷開(kāi)K5、K6。充電樁在達(dá)到操作人員設(shè)定的充電結(jié)束條件，或者收到汽車(chē)發(fā)來(lái)的”車(chē)輛中止充電報(bào)文“，會(huì)發(fā)送”充電樁中止充電報(bào)文”，并控制充電樁停止充電，在確認(rèn)充電電流小于5A后斷開(kāi)K1、K2，并再次投入泄放電路，然后再斷開(kāi)K3、K4。