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充电桩工作原理(整理版本)

充电桩工作原理

电气系统

交流充电桩电气系统设计如图5所示，主回路由输入保护断路器、交流智能电能表、交流控制接触器和充电接口连接器组成；二次回路由控制继电器、急停按钮、运行状态指示灯、充电桩智能控制器和人机交互设备（显示、输入与刷卡）组成。

主回路输入断路器具备过载、短路和漏电保护功能；交流接触器控制电源的通断；连接器提供与电动汽车连接的充电接口，具备锁紧装置和防误操作功能。

二次回路提供“启停”控制与“急停”操作；信号灯提供“待机”、“充电”与“充满”状态指示；交流智能电能表进行交流充电计量；人机交互设备则提供刷卡、充电方式设置与启停控制操作。

工作流程

交流充电桩的刷卡交易工作流程如图6所示。

通信管理

整体系统由四部分组成：电动汽车充电桩、集中器、电池管理系统系统(BMS)、充电管理服务平台。

电动汽车充电桩的控制电路主要由嵌入式ARM处理器完成，用户可自助刷卡进行用户鉴权、余额查询、计费查询等功能，也可提供语音输出接口，实现语音交互。用户可根据液晶显示屏指示选择4种充电模式：包括按时计费充电、按电量充电、自动充满、按里程充电等。

电动汽车充电机控制器与集中器利用CAN总线进行数据交互，集中器与服务器平台利用有线互联网或无线GPRS网络进行数据交互，为了安全起见，电量计费和金额数据实现安全加密。

电池管理系统系统(BMS)的主要功能是监控电池的工作状态(电池的电压、电流和温度)、预测动力电池的电池容量(SOC)和相应的剩余行驶里程，进行电池管理以避免出现过放电、过充、过热和单体电池之间电压严重不平衡现象，最大限度地利用电池存储能力和循环寿命。

充电服务管理平台主要有三个功能：充电管理、充电运营、综合查询。充电管理对系统涉及到的基础数据进行集中式管理，如电动汽车信息、电池信息、用户卡信息、充电桩信息;充电运营主要对用户充电进行计费管理;综合查询指对管理及运营的数据进行综合分析查询。

控制导引系统

连接方式见图B2、图B3、图B4。

图中各部件的功能与特性见表B1。

表B1 控制导向器功能表

概述

发展电动汽车是国家新能源战略的重要方向，电动汽车充电站的技术发展、布局、建设又是发展电动汽车必不可少的重要环节。浙江谐平科技股份有限公司依托浙江大学，凭借多年来对电力系统、电力电子技术、电池储能技术的理解和积累推出基于V2G技术和储能技术的电动汽车充电站电气系统解决方案。该方案不但能提供电动汽车电池充电、换电，还能扩展为分布式储能电站，开放、互动、智能的充放电管理，将使具有储能电站功能的充电站成为智能电网的重要组成能部分。

组成部分

X-EVR充电站电气系统包括供电系统、充电设备、监控系统三大部分。

供电系统主要为充电设备提供电源，主要由一次设备（包括开关、变压器及线路等）和二次设备（包括检测、保护、控制装置等）组成，专门配备有源滤波装置消除谐波，稳定电网。

充电设备是整个充电站电气系统的核心部分，一般分直流充电装置和交流充电装置（桩），直流充电装置，即非车载充电机，实现电池快充功能，可按功率输出分成大型、中型、小型，公司产品型号为X-DR。交流充电装置（桩）提供电池慢充功能，公司产品型号X-AR。

X-DR型非车载充电机采用V2G技术，通过进口高频IGBT整流逆变模块，不仅能对动力电池进行安全、快速地充电，而且依靠控制器与后台系统的通讯，能将动力电池的能量回馈到电网，完成电网与电池之间的双向能量交换。X-DR型非车载充电机采用高速CAN总线，保证通讯连接的快速、可靠。具体原理图、实物图如下：

交流充电桩主要提供车辆慢充的功能，输出为交流电，连接车载充电器。具体原理图、实物图如下：

充电监控系统由一台或多台工作站或服务器组成，可以包括监控工作站、数据服务器等，这些计算机通过网络联结。监控工作站提供充电监控人机交互界面，实现充电机的监控和数据收集、查询等工作；数据服务器存储整个充电系统的原始数据和统计分析数据等，提供数据服务及其他应用服务。

技术优势

谐平科技的充电站电气建设方案的主要技术优势：

1. 安全、高效、智能、互动的充放电管理系统，将使充电站真正成为坚强智能电网的重要组成部分，

2. 成熟的输配电技术和优化的电能质量控制技术保证充电站安全、可靠的并网运行。

3. 先进V2G技术、电力电子技术和对动力电池的长期研究既保证动力电池高效的充电效率，也充分考虑电网的高效稳定运行。

电动汽车充电机的分类

直流充电机：指采用直流充电模式为电动汽车动力蓄电池总成进行充电的充电机。直流充电模式是以充电机输出的可控直流电源直接对动力蓄电池总成进行充电的模式。

交流充电机：指采用交流充电模式为电动汽车动力蓄电池总成进行充电的充电机。交流充电模式是以三相或单相交流电源向电动汽车提供充电电源的模式。交流充电模式的特征是：充电机为车载系统。

充电机适应电池类型：充电机至少能为以下三种类型动力蓄电池中的一种充电：锂离子蓄电池、铅酸蓄电池、镍氢蓄电池。

电动汽车充电机详细参数

恒压恒流充电模式，自动完成整个充电过程。使整个充电过程更贴近电池原有特性，避免采用机车原充电方式所造成的蓄电池欠充、过充等问题，有效延长蓄电池使用寿命。机车蓄电池充电机工作时无需人工值守，超长时间充电，无过充危险

电路特点

1．采用已非常成熟的Buck---Boost Converter电路拓扑和技术，使得电路可靠性提高。

2．由于充电机电路工作在开关状态，其转换效率高，整个工作期间效率都在90%以上，不影响机车直流发电机原有工作状态，对机车其它设备不构成影响。

3．采用独特的控制技术，使升降压过渡平稳。

4．电压模式、电流模式双环路控制，工作更稳定。

5．保护电路齐全，各单元电路逐级保护，使充电机工作更加可靠。

6．独特的电路布局和构架，使自身辐射小，不对机车其它设备构成干扰，同时抗干扰能力强，自身工作更稳定。

功能特点

1. 该充电机具有手动、自动和短接三种状态控制，使用操作更加灵活。

a) 自动状态----充电机可根据内燃机工作情况，自动切换工作状态，自动完成电池的接入（短接状态）、断开充电的全过程，不增加工作人员的工作强度。

b) 手动状态----无论是否启动发电机，均可强制充电机工作在充电状态，此功能便于在机车保养维护期间，对其电池的保养和维护时，不需使用其它额外充电设备，通过保养检修时所用110V外接供电线路，就可完成电池的充电保养。

c) 短接状态----在充电机发生故障或不需要充电机工作时，隔离充电机，恢复机车原有线路，无论充电机发生任何情况，均能保证机车正常工作状态

2. 自带LED电压和电流显示，便于监视充电机工作状态。

3. 体积小巧、便于安装。

电动汽车充电机对供电电压的要求

（1）直流充电机输入为额定线电压380V±10%、50±1Hz的三相交流电；

（2）对于容量小于（等于）5kW的交流充电机，输入为额定电压220V±10%、50±1Hz 的单相交流电；

（3）对于容量大于5kW的交流充电机，输入为额定线电压380V±10%、50±1Hz的三相交流电。

电动汽车充电机的工作原理

（1）充电机没有与动力蓄电池总成建立连接时，充电机经过自检后自动初始化为常规控制充电方式（可选择手动、IC卡或充电机监控系统操作方式）。充电机采用手动操作时，应具有明确的操作指导信息。

（2）充电机与动力蓄电池总成建立连接后，通过通信获得动力蓄电池总成的充电信息，自动初始化为动力蓄电池总成ECU自动控制方式（简称自动控制充电方式）。

充电机的充电效率和功率因数

交流输入隔离型AC-DC充电机的输出电压为额定电压的50%～100%，并且输出电流为额定电流时，功率因数应大于0.85，效率应大于等于90%。直流输入非隔离型DC-DC 充电机的效率待定。

电动汽车充电机接口和通信要求

充电机接口：充电机与电动汽车之间的连接应包括以下几部分：高压充电线路、充电控制导引线、充电控制电源线、充电监控通信连接线、接地保护线。同时，充电机应预留与充电站监控系统连接的通信接口。

充电机通信要求：推荐采用CAN总线以及CAN2.0协议作为充电机的通信总线形式和通信协议。

通信内容包括：动力蓄电池单体、模块和总成的相关技术参数，充电过程中电池的状态参数，充电机工作状态参数，车辆基本信息等。

电动汽车充电机的使用和保养

① 交流电源插座必须与充电机的交流电源插头相匹配。

② 交流电压应较稳定，变化不应超过220V±10﹪范围。

③ 充电操作程序：a、开车辆的电源锁开关b、充电插头与车身充电插座c、电源插头与市电插座相连。

④ 充电器接通电源后，当接线正确时电源指示灯亮，1-30A充电电流指示灯亮一路恒充、二路恒充指示灯亮。充电时间亏电状态下10小时以上为好。

⑤ 充电过程变化如下：第一阶段恒流25A充电6小时左右；第二阶段恒压充电3小时左右；最后进入浮充阶段，这时，浮充灯会亮，充电电流指示灯只亮1-2只，风扇停止转动。包合灯亮进入浮充阶段说明电池电量已经充足。

⑥ 待电池充满电后，或任何需要关机时，必须先断开电器输入端电源，然后再断开充电器与电池之间的连接。

充电桩工作原理(整理版本)..

工作流程交流充电桩的刷卡交易工作流程如图6所示。

通信管理

整体系统由四部分组成：电动汽车充电桩、集中器、电池管理系统系统(BMS)、充电管理服务平台。电动汽车充电桩的控制电路主要由嵌入式ARM处理器完成，用户可自助刷卡进行用户鉴权、余额查询、计费查询等功能，也可提供语音输出接口，实现语音交互。用户可根据液晶显示屏指示选择4种充电模式：包括按时计费充电、按电量充电、自动充满、按里程充电等。电动汽车充电机控制器与集中器利用CAN总线进行数据交互，集中器与服务器平台利用有线互联网或无线GPRS网络进行数据交互，为了安全起见，电量计费和金额数据实现安全加密。电池管理系统系统(BMS)的主要功能是监控电池的工作状态(电池的电压、电流和温度)、预测动力电池的电池容量(SOC)和相应的剩余行驶里程，进行电池管理以避免出现过放电、过充、过热和单体电池之间电压严重不平衡现象，最大限度地利用电池存储能力和循环寿命。充电服务管理平台主要有三个功能：充电管理、充电运营、综合查询。充电管理对系统涉及到的基础数据进行集中式管理，如电动汽车信息、电池信息、用户卡信息、充电桩信息;充电运营主要对用户充电进行计费管理;综合查询指对管理及运营的数据进行综合分析查询。控制导引系统连接方式见图B2、图B3、图B4。图中各部件的功能与特性见表B1。

2020充电桩资料简介以及工作原理(整理版本)

一充电桩简介 (3) 1 充电桩 (3) 2 功能 (3) 3 种类 (3) 4 技术要求 (3) 交流式 (4) 直流式 (5) 一体式 (6) 5 通用性 (6) 二建设要求 (7) 1 概述 (7) 2 充电桩安装说明 (7) 3 充电桩布局 (8) 4 充电桩验收流程 (8) 三中国知名充电桩生产企业介绍 (10) 四存在问题和风险分析 (10) 存在问题 (10) 风险分析 (12) 五充电桩行业优势和风险 (12) 1、充电桩行业投资机会分析 (13) 2、充电桩行业投资风险分析 (14) 政策和体制风险 (14) 宏观经济波动风险 (14)

技术风险 (15) 原材料价格波动风险 (15) 市场竞争风险 (15) 资金不足风险 (15) 经营和管理风险 (16)

一充电桩简介 1 充电桩充电桩其功能类似于加油站里面的加油机，可以固定在地面或墙壁，安装于公共建筑（公共楼宇、商场、公共停车场等）和居民小区停车场或充电站内，可以根据不同的电压等级为各种型号的电动汽车充电。充电桩的输入端与交流电网直接连接，输出端都装有充电插头用于为电动汽车充电。充电桩一般提供常规充电和快速充电两种充电方式，人们可以使用特定的充电卡在充电桩提供的人机交互操作界面上刷卡使用，进行相应的充电方式、充电时间、费用数据打印等操作，充电桩显示屏能显示充电量、费用、充电时间等数据。 2 功能充电桩（栓）能实现计时、计电度、计金额充电，可以作为市民购电终端。同时为提高公共充电桩（栓）的效率和实用性，今后将陆续增加一桩（栓）多充和为电动自行车充电的功能。 3 种类按安装方式分：可分为落地式充电桩、挂壁式充电桩。落地式充电桩适合安装在不靠近墙体的停车位。挂壁式充电桩适合安装在靠近墙体的停车位。按安装地点分：按照安装地点，可分为公共充电桩和专用充电桩。公共充电桩是建设在公共停车场（库）结合停车泊位，为社会车辆提供公共充电服务的充电桩。专用充电桩是建设单位（企业）自有停车场（库），为单位（企业）内部人员使用的充电桩。自用充电桩是建设在个人自有车位（库），为私人用户提供充电的充电桩。充电桩一般结合停车场（库）的停车位建设。安装在户外的充电桩防护等级不应低于IP54。安装在户内的充电桩防护等级不应低于IP32。按充电接口数分：可分为一桩一充和一桩多充。按充电方式分：充电桩（栓）可分为直流充电桩（栓），交流充电桩（栓）和交直流一体充电桩（栓）。 4 技术要求

直流充电桩的工作原理状态

直流充电桩的工作原理/状态直流充电线路组成。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：

(完整版)国标交流充电桩接口和直流充电桩接口标准分析

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：

双充直流充电桩的电气结构及工作原理

双充直流充电桩的电气结构及工作原理索瑞德电动汽车充电系统解决方案专家为大家提供、双充直流充电桩的电气结构及工作原理绍介！充电桩系统和充电电源模块融于一体,实现对电动车充电智能化的管理,计费和相应的电池信息检测和快速自动化充电过程、无需看守和手动操作。适合电动大巴,中巴,混合动力公交车,电动轿车,出租车,工程车等快速直流充电。一桩双充直流充电桩：指交直流功率变换及直流输出控制两部分组合为一体的形式。产品内部结构图

▲适应电池范围充电机能够对下述电池中的一种或多种充电：磷酸铁锂电池、三元电池等。充电机控制器能自动识别并选择相应的充电程序和管理参数，具有为电动汽车动力电池系统安全、自动充满电的能力。 ▲充电方式设定充电机的充电设定方式可以分为手动设定方式和自动设定方式两种,一般选择自动充电模式。 2.1手动设定方式通过专业操作人员设置充电方式、充电电压、充电电流等参数，当充电机与电动汽车连正常时，充电机根据设定参数执行相应操作，完成充电过程。 2.2 自动设定方式充电过程中，充电机控制器依据电池管理系统（BMS）提供的数据，自动动态调节充电电流和电压参数，执行相应的动作，完成充电过程。 ▲通讯管理功能 ■具备高速 CAN 网络与电动汽车 BMS 通信，用于判断电动汽车动力电池类型；获得动力电池系统参数，充电前和充电过程中动力电池的电压、电流、温度等状态数据，完成充电机的充电控制。

■通过 RS485 网络与智能电能表通信，获取电能计量信息，完成充电计费与充电过程的联动控制。 ■通过 RS485 网络与高频充电模块通信，获取充电模块状态和运行信息，完成充电模块状态监测与充电过程的联动控制。 ■通过 RS485 网络与智能变送器通信，获取充电机的输出电压和电流信息，完成充电输出数据监测与充电过程的联动控制。 ■通过高速 CAN 网络将电能计量、充电机工作信息传送给用户终端（UT），获取并执行 UT 上送的控制命令。 ▲人机交互功能 ■充电机人机交互界面： ■显示输出功能：充电机具有 LCD 显示器，充电方式、充电电流、充电电压、充电时间； ■充电机具有 LED 信号灯，指示下列状态： ■白色信号灯指示充电机“故障”通电状态； ■绿色信号灯指示“充电”状态； ■红色信号灯指示充电机“电源”状态。 ■用户终端（UT）人机交互界面：配置彩色触摸液晶显示屏，充电计费方式可设置按电量、 ■按金额、按时间和自动充满。 ■设置射频读卡器，支持 IC 卡付费方式。 ■交流计费和直流计费可选，支持二维码付费 ■后台通信协议支持以太网，3G、4G模块及国网计费系数统。 ▲安全保护功能 ■具备完善的充电保护功能，防止车辆电池过充，安全性高。 ■具备输入侧的过流保护和短路保护功能。 ■具备防感应雷、防静电、防过热、电池反接保护。 ■具备交流输入的过压、欠压和缺相保护功能。 ■具备输出侧的过流保护和短路保护功能。 ■具备软启动功能，防止直流冲击电流输出。 ■具备急停按钮，能快速切断充电模块电源和分断直流输出开关。 ■具有自动判断充电连接器、充电电缆是否正确连接。 ■在充电过程中，充电机能自动监测各设备的运行和通信状态是否正常， ■在充电过程中，充电机能自动根据 BMS 发送的电池状态和运行信息动态。 ■充电机具备充电限制功能，能根据 BMS 发送的电池信息，自动选择 ■充电机具备阻燃功能与绝缘检测保护。

2021年充电桩工作原理(整理版本)

充电桩工作原理欧阳光明（2021.03.07）电气系统交流充电桩电气系统设计如图5所示，主回路由输入保护断路器、交流智能电能表、交流控制接触器和充电接口连接器组成；二次回路由控制继电器、急停按钮、运行状态指示灯、充电桩智能控制器和人机交互设备（显示、输入与刷卡）组成。主回路输入断路器具备过载、短路和漏电保护功能；交流接触器控制电源的通断；连接器提供与电动汽车连接的充电接口，具备锁紧装置和防误操作功能。二次回路提供“启停”控制与“急停”操作；信号灯提供“待机”、“充电”与“充满”状态指示；交流智能电能表进行交流充电计量；人机交互设备则提供刷卡、充电方式设置与启停控制操作。工作流程交流充电桩的刷卡交易工作流程如图6所示。通信管理整体系统由四部分组成：电动汽车充电桩、集中器、电池管理系统系统(BMS)、充电管理服务平台。

电动汽车充电桩的控制电路主要由嵌入式ARM处理器完成，用户可自助刷卡进行用户鉴权、余额查询、计费查询等功能，也可提供语音输出接口，实现语音交互。用户可根据液晶显示屏指示选择4种充电模式：包括按时计费充电、按电量充电、自动充满、按里程充电等。电动汽车充电机控制器与集中器利用CAN总线进行数据交互，集中器与服务器平台利用有线互联网或无线GPRS网络进行数据交互，为了安全起见，电量计费和金额数据实现安全加密。电池管理系统系统(BMS)的主要功能是监控电池的工作状态(电池的电压、电流和温度)、预测动力电池的电池容量(SOC)和相应的剩余行驶里程，进行电池管理以避免出现过放电、过充、过热和单体电池之间电压严重不平衡现象，最大限度地利用电池存储能力和循环寿命。充电服务管理平台主要有三个功能：充电管理、充电运营、综合查询。充电管理对系统涉及到的基础数据进行集中式管理，如电动汽车信息、电池信息、用户卡信息、充电桩信息;充电运营主要对用户充电进行计费管理;综合查询指对管理及运营的数据进行综合分析查询。控制导引系统连接方式见图B2、图B3、图B4。图中各部件的功能与特性见表B1。

交直流充电桩设计及技术参数

桩充电桩其功能类似于加油站里面的加油机，可以固定在地面或墙壁，安装于公共建筑（公共楼宇、商场、公共停车场等）和居民小区停车场或充电站内，可以根据不同的电压等级为各种型号的电动汽车充电。充电桩的输入端与交流电网直接连接，输出端都装有充电插头用于为电动汽车充电。充电桩一般提供常规充电和快速充电两种充电方式，人们可以使用特定的充电卡在充电桩提供的人机交互操作界面上刷卡使用，进行相应的充电方式、充电时间、费用数据打印等操作，充电桩显示屏能显示充电量、费用、充电时间等数据。充电桩充电桩由桩体、电气模块、计量模块等部分组成，充电桩分为交流充电桩和直流充电桩。交流充电桩又称为交流供电装置，固定安装在电动汽车外、与交流电网连接，为电动汽车车载充电机（即固定安装在电动汽车上的充电机）提供交流电源的供电装置。交流充电桩只提供电力输出，没有充电功能，需连接车载充电机为电动汽车充电。交流充电桩设计要求的功能规范有以下六点， 1.可以提供AC220V/7kw供电能力 2.具备漏电、短路、过压、欠压、过流等保护功能，确保充电桩安全可靠运行 3.具备显示、操作等必需的人机接口 4.交流充电计量 5.设置刷卡接口，支持RFID卡、IC卡等常见的刷卡方式，并可配置打印机，提供票据打印功能 6.具备充电接口的连接状态判断、控制导引等完善的安全保护控制逻辑交流充电桩的电源要求为，输入电压：单相AC220V±10%，输出频率50Hz±2%，输出为AC220V/7kw

交流充电桩的系统框图如下交流充电桩给电动汽车的充电机提供电力输入，由于一般的车载充电机的功率不是很大，所以不能很好的实现快速充电。但我们可以采用直流充电桩来实现快充。直流充电桩是固定安装在电动汽车外、与交流电网连接，可以为非车载电动汽车动力电池提供直流电源的供电装置。直流充电桩的输入电压采用三相四线AC380V±15%，频率50Hz,输出为可调直流电，直接为电动汽车的动力电池充电。由于直流充电桩采用三相四线制供电，可以提供足够的功率，输出的电压和电流调整范围大，可以实现快充的要求。直流充电桩与交流充电桩的计量和通信及扩展计费功能类似，因此可以设计框图如下图所示其工作原理：三相 380V 交流电源经过整流滤波变成直流输入电压，供给IGBT 桥。单片机通过驱动电路使功率开关IGBT工作把直流输入电压转换成脉宽调制的交流电压，然后由高频变压器变压隔离，最后通过输出整流滤波得到直流，进而对铅酸蓄电池充电。同时通过可控的电流电压反馈回路改变充电电流和充电电压，通过检测电池的端电压，充电电流以提供单片机进行决策。放电电路在充电电压较高时工作，以提高电池的接受能力。辅助电路提供器件工作电源，而保护电路（过流，过压、过温）可以保证系统安全、可靠工作。同时通过单片机来显示电量、时间等数据。

浅谈直流充电桩原理及未来

浅谈直流充电桩原理及未来随着科技的进步，未来的汽车行业新能源的自动驾驶汽车肯定会是主流。既然是主角，那么作为它的动力提供者充电桩就是必不可少的一部分，充电桩作为电动汽车产业的基础设施建设越来越受到中央和地方政府的重视。今天小编就来分享一下它的原理是什么？又会有什么样的未来。 2016年11月7日，国家发改委、国家能源局召开新闻发布会，对外正式发布《电力发展十三五规划》，提出加快充电设施建设，促进电动汽车发展：到2020年，新增集中式换电站超过1.2万座，分布式充电桩超过480万个，基本建成适度超前、车桩相随、智能高效的充电基础设施体系，满足全国超过500万辆电动汽车的充电需求。有专家预测，到2030年，新能源汽车的推广量将达到5000万辆。由此推算，到2020年需要2万座充电站、507万个充电桩;2030年建14万座充电站、5000万个充电桩。一线城市北京、上海、深圳都积极响应电动汽车的国家战略政策，纷纷出台政策规划。到2020 年，北京将基本建成互联互通、智能高效的充电设施服务网络，可保障60万辆电动汽车的充电需求，重点区域的充电服务半径小于0.9公里。根据十三五规划，上海将全面建成651座公共充电站、39座公交车充电站、225座出租车充电站及3495台环卫物流专用充电桩。 2017年8月9日，安徽省发展和改革委员会、安徽省能源局、安徽省经济和信息化委员会、安徽省财政厅、安徽省住房和城乡建设厅、安徽省交通运输厅、安徽省质量技术监督局、安徽省物价局联合印发《安徽省电动汽车充电基础设施建设规划（2017-2020年）的通知》，通知中指出，至2020年，建成公交车专用充换电站200座，环卫、物流等专用车充电站100座，城市公共充电站130座，分散式公共充电桩3万个，公务车与私家车分散式自用充电桩15万个，城际快充站170座，为满足20万辆以上电动汽车充电需求。这样的政策浪潮下，充电桩行业发展迅猛，但对于绝大多数普通消费者，充电桩还是一个新生事物，相关的专业文章也还很少。本文将介绍充电桩的分类及直流充电桩的基本工作

双充直流充电桩的电气结构及工作原理

双充直流充电桩的电气结构及工作原理 -标准化文件发布号：（9556-EUATWK-MWUB-WUNN-INNUL-DDQTY-KII

▲适应电池范围

充电机能够对下述电池中的一种或多种充电：磷酸铁锂电池、三元电池等。充电机控制器能自动识别并选择相应的充电程序和管理参数，具有为电动汽车动力电池系统安全、自动充满电的能力。 ▲充电方式设定充电机的充电设定方式可以分为手动设定方式和自动设定方式两种,一般选择自动充电模式。 2.1手动设定方式通过专业操作人员设置充电方式、充电电压、充电电流等参数，当充电机与电动汽车连正常时，充电机根据设定参数执行相应操作，完成充电过程。 2.2 自动设定方式充电过程中，充电机控制器依据电池管理系统（BMS）提供的数据，自动动态调节充电电流和电压参数，执行相应的动作，完成充电过程。 ▲通讯管理功能 ■具备高速 CAN 网络与电动汽车 BMS 通信，用于判断电动汽车动力电池类型；获得动力电池系统参数，充电前和充电过程中动力电池的电压、电流、温度等状态数据，完成充电机的充电控制。 ■通过 RS485 网络与智能电能表通信，获取电能计量信息，完成充电计费与充电过程的联动控制。 ■通过 RS485 网络与高频充电模块通信，获取充电模块状态和运行信息，完成充电模块状态监测与充电过程的联动控制。 ■通过 RS485 网络与智能变送器通信，获取充电机的输出电压和电流信息，完成充电输出数据监测与充电过程的联动控制。 ■通过高速 CAN 网络将电能计量、充电机工作信息传送给用户终端（UT），获取并执行 UT 上送的控制命令。 ▲人机交互功能 ■充电机人机交互界面： ■显示输出功能：充电机具有 LCD 显示器，充电方式、充电电流、充电电压、充电时间； ■充电机具有 LED 信号灯，指示下列状态： ■白色信号灯指示充电机“故障”通电状态； ■绿色信号灯指示“充电”状态； ■红色信号灯指示充电机“电源”状态。 ■用户终端（UT）人机交互界面：配置彩色触摸液晶显示屏，充电计费方式可设置按电量、 ■按金额、按时间和自动充满。 ■设置射频读卡器，支持 IC 卡付费方式。 ■交流计费和直流计费可选，支持二维码付费 ■后台通信协议支持以太网，3G、4G模块及国网计费系数统。

直流充电桩的工作原理状态

直流充电桩的工作原理/状态直流充电线路组成。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：

直流充电模型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。 4IMIU ■ ?■% tmiM 4*Ai -------- d)fc —— 41■卑? Jt&L — 篡总吒车

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车辆接口连接确认阶段: 当按下枪头按键，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。理I■罠■■■■ 图4充电桩自检阶段示意图充电准备就绪阶段:

充电桩工作原理DOC

充电桩工作原理(DOC)

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充电桩工作原理 1.电气系统交流充电桩电气系统设计如图5所示，主回路由输入保护断路器、交流智能电能表、交流控制接触器和充电接口连接器组成；二次回路由控制继电器、急停按钮、运行状态指示灯、充电桩智能控制器和人机交互设备（显示、输入与刷卡）组成。主回路输入断路器具备过载、短路和漏电保护功能；交流接触器控制电源的通断；连接器提供与电动汽车连接的充电接口，具备锁紧装置和防误操作功能。二次回路提供“启停”控制与“急停”操作；信号灯提供“待机”、“充电”与“充满”状态指示；交流智能电能表进行交流充电计量；人机交互设备则提供刷卡、充电方式设置与启停控制操作。 2.工作流程交流充电桩的刷卡交易工作流程如图6所示。

交流充电接口通信管理

充电桩工作原理版本

充电桩工作原理版本 The document was prepared on January 2, 2021

充电桩工作原理电气系统交流充电桩电气系统设计如图5所示，主回路由输入保护断路器、交流智能电能表、交流控制接触器和充电接口连接器组成；二次回路由控制继电器、急停按钮、运行状态指示灯、充电桩智能控制器和人机交互设备（显示、输入与刷卡）组成。主回路输入断路器具备过载、短路和漏电保护功能；交流接触器控制电源的通断；连接器提供与电动汽车连接的充电接口，具备锁紧装置和防误操作功能。二次回路提供“启停”控制与“急停”操作；信号灯提供“待机”、“充电”与“充满”状态指示；交流智能电能表进行交流充电计量；人机交互设备则提供刷卡、充电方式设置与启停控制操作。工作流程交流充电桩的刷卡交易工作流程如图6所示。通信管理整体系统由四部分组成：电动汽车充电桩、集中器、电池管理系统系统(BMS)、充电管理服务平台。电动汽车充电桩的控制电路主要由嵌入式ARM处理器完成，用户可自助刷卡进行用户鉴权、余额查询、计费查询等功能，也可提供语音输出接口，实现语音交互。用

户可根据液晶显示屏指示选择4种充电模式：包括按时计费充电、按电量充电、自动充满、按里程充电等。电动汽车充电机控制器与集中器利用CAN总线进行数据交互，集中器与服务器平台利用有线互联网或无线GPRS网络进行数据交互，为了安全起见，电量计费和金额数据实现安全加密。电池管理系统系统(BMS)的主要功能是监控电池的工作状态(电池的电压、电流和温度)、预测动力电池的电池容量(SOC)和相应的剩余行驶里程，进行电池管理以避免出现过放电、过充、过热和单体电池之间电压严重不平衡现象，最大限度地利用电池存储能力和循环寿命。充电服务管理平台主要有三个功能：充电管理、充电运营、综合查询。充电管理对系统涉及到的基础数据进行集中式管理，如电动汽车信息、电池信息、用户卡信息、充电桩信息;充电运营主要对用户充电进行计费管理;综合查询指对管理及运营的数据进行综合分析查询。控制导引系统连接方式见图B2、图B3、图B4。图中各部件的功能与特性见表B1。表B1 控制导向器功能表

充电桩工作原理(整理版本)

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工作流程交流充电桩的刷卡交易工作流程如图6所示。

通信管理

直流充电桩的工作原理

直流充电桩的工作原理：1.认识充电枪： DC+、DC-:直流电源线路 A+、A-:低压辅助电源线路 S+、S-:充电通信线路屏蔽线 CC1、CC2:充电连接确认线路PE:设备地线充电模型图：

2.直流充电机充电的几个阶段：物理连接阶段、低压辅助上电阶段、充电握手阶段、充电参数配置阶段、充电阶段、充电结束阶段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。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。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。

充电桩工作原理

交流充电接口通信管理

直流充电机与充电桩说课讲解

直流充电机与充电桩

1概述 CEV1200系列直流充电机是根据采用锂动力电池电动车辆的充电需求而专业设计生产的。该产品采用国际先进的软开关技术，具有转换效率高、输出电流稳定、可靠性高、寿命长等特点，具有反接保护、短路保护、低压保护、过压保护、过热保护等功能。采用模块化设计，具有强大的容错性。操作界面使用图形化的触摸屏。具有CAN现场总线，能完成与电池管理系统BMS，充电桩和电力后台监控系统实时通信，从而对锂动力电池的充电进行优化和可靠的保护。 2系统示意图图：系统示意图 3充电机组成充电机主要由充电机控制器、整流设备、直流充电桩、计量计费设备等组成，总括为整流柜和充电桩两部分。

3.1设备型号及含义根据充电机整流设备工作原理的不同，分为相控式和高频开关式两大类，具体命名规则如下：相控式充电机： CEV1200-Axxyy；高频开关式充电机: CEV1200-Bxxxx。其中xx代表充电机的输出电压，xx乘以10，即为充电机额定输出电压；yy代表充电机的输出电流； yy乘以10，即为充电机额定输出电流。举例如下： CEV1200-A5020 表示是额定输出DC500V200A的相控充电机； CEV1200-B3508表示是额定输出DC350V80A的高频开关式充电机。选型表

3.2 技术指标额定输入电压：三相五线 AC380V±20% 额定频率：45～65 Hz 输出电压：见直流充电机选型表输出电流：见直流充电机选型表功率因数：≥0.9 满载效率：≥94％工作温度：-30℃～+60℃ 存储温度：-40℃～+100℃