充電樁正變得越來越普及。本文以一體式雙槍直流充電樁為例，總結(jié)了充電樁的直流電氣回路和以控制器為核心的二次回路，介紹了充電樁的云后臺服務(wù)，簡述了電池汽車充電的操作過程，說明了具備功率自動分配功能的雙槍直流充電機(jī)的六種工作狀態(tài)。

直流充電樁的主要功能就是將電網(wǎng)的交流電轉(zhuǎn)換成動力電池可以接受的直流電，并具備有人機(jī)交互，網(wǎng)絡(luò)連接，互聯(lián)互通，后臺計(jì)費(fèi)，遠(yuǎn)程升級，遠(yuǎn)程遙控等一系列當(dāng)代大數(shù)據(jù)特點(diǎn)的功能。

直流充電樁由充電樁之“芯”，充電樁之“核”，充電樁之“云”三大核心技術(shù)組成。相對而言,充電樁之“芯”的技術(shù)門檻。

直流充電樁電氣原理

直流充電系統(tǒng)在電路原理上分為兩大部分， 一部分是強(qiáng)電回路，另一部分是二次回路，也稱為弱電控制部分?，F(xiàn)在市面上直流充電樁的類型有很多，本文以雙槍均充、輪充都具備的120kW直流充電樁為例，簡要說明其電氣原理。 

如圖1所示，380V三相動力電源首先經(jīng)過塑殼斷路器和交流接觸器，作為樁體內(nèi)的輸入端總斷點(diǎn)。由于自然災(zāi)害中的直擊雷或者感應(yīng)雷產(chǎn)生的浪涌對電子產(chǎn)品的破壞，所以需要一個(gè)防雷器將瞬間的大能量釋放到大地，防止雷擊帶來的破壞。經(jīng)過導(dǎo)通和保護(hù)，380VAC安全電壓連接到充電樁之“芯”（充電模塊）的輸入端。

充電模塊可并聯(lián)工作。例如，一個(gè)120kW充電樁如果用15KW模塊，總共就需要8個(gè)充電模塊并聯(lián)輸出才能達(dá)到120kW。雙槍直流充電樁上有兩把充電槍。充電模塊分成兩組，每組由四個(gè)模塊組成，兩組模塊輸出分別接到兩把充電槍上即可實(shí)現(xiàn)“均充”。兩組模塊分別輸出，輸出電壓可達(dá)200-750V，輸出電流0-150A。為了保證充電安全，需要在輸出回路上連接熔斷器和直流接觸器。如果充電樁用來作為運(yùn)營，還需要在輸出端加上一個(gè)符合入網(wǎng)資質(zhì)的直流電表。直流電表需要采集電壓和電流，所以在輸出側(cè)還要接上一個(gè)分流器。分流器是為了采集輸出電流。

雙槍充電樁除了實(shí)現(xiàn)均充，還要能實(shí)現(xiàn)輪充，也就是“全部充電模塊”先同時(shí)并聯(lián)輸出給輛車充電; 如果有另外一輛車加入，就將”全部充電模塊”分成兩組， 分別給兩輛車充電。為了實(shí)現(xiàn)這種功率的動態(tài)分配，需要在兩組模塊的輸出DC+和DC-之間加上兩個(gè)個(gè)拓展接觸器。所謂均充和輪充的切換，具體有6種模式，后文將予以說明。

圖1  雙槍充電樁電氣原理圖

通過對強(qiáng)電回路的了解，可能會產(chǎn)生幾個(gè)問題：充電模塊什么時(shí)候開始工作？接觸器什么時(shí)候閉合？如何調(diào)節(jié)輸出電壓、電流，使之滿足電動汽車電池能接受的電壓電流范圍？這就需要充電樁之“核”作為充電樁的“大腦”來實(shí)現(xiàn)相關(guān)的連接，控制和調(diào)節(jié)。

連接A、B槍的CANH，CANL，和車輛電池的BMS（整個(gè)充電系統(tǒng)的大腦）進(jìn)行通信，接受來自BMS的電壓、電流請求，下發(fā)指令給充電模塊。

連接充電模塊，接受BMS指令, 控制充電模塊的開關(guān)機(jī)，調(diào)節(jié)輸出電壓和電流。

連接4G模通訊，直流電表，刷卡器，顯示屏，指示燈，接觸器，電子鎖，急停按鈕，充電槍溫度檢測線，插槍檢測線，等。

在充電過程中，控制器首先會進(jìn)行插槍檢測，通過CC1判斷充電槍和車輛接口是否連接，判斷連接后鎖止電子鎖，完成物理連接之后，控制輔助電源的12V/24V給電動汽車BMS供電，然后BMS和充電樁開始信息交互，完成充電握手和充電參數(shù)配置，確認(rèn)電壓、電流以及充電環(huán)境是否符合，控制器判斷充電模塊的工作狀況，控制充電模塊啟止，通過接觸器輔助觸點(diǎn)的反饋及充電需求控制接觸器的閉合，通過充電槍的CAN通訊了解BMS的請求電壓和電流，再通過調(diào)節(jié)充電模塊的輸出的電壓和電流以滿足電動汽車需求的電壓和電流。整個(gè)過程中要符合GB/T 27950規(guī)定的流程和協(xié)議。 

一體式雙槍直流充電樁雙槍切換模式

一體式雙槍直流充電樁有六種工作狀況：

1、A槍充電，B槍不充電

當(dāng)控制器接收到A槍充電指令時(shí)，經(jīng)過檢測物理連接-輔源給BMS供電-充電握手-充電信息配置等充電流程后接觸器K1、K2、K5 、K6閉合， A組和B組充電模塊同時(shí)給A槍供電。

2 、B槍充電，A槍不充電

當(dāng)控制器接收到B槍充電指令時(shí)，經(jīng)過檢測物理連接-輔源給BMS供電-充電握手-充電信息配置等充電流程后接觸器K3、K4、K5 、K6閉合， A組和B組充電模塊同時(shí)給B槍供電。

3、 A槍充電時(shí)，B槍加入充電

當(dāng)A槍正在充電時(shí)，控制器接收到B槍充電指令，此時(shí)B組模塊先停止工作，然后K5、K6接觸器斷開，B槍完成檢測物理連接-輔源給BMS供電-充電握手-充電信息配置后K3 、K4閉合，B組模塊重新開始工作，實(shí)現(xiàn)A、B組模塊分別為A、B槍供電。

4 、B槍充電時(shí)，A槍加入充電

當(dāng)B槍正在充電時(shí)，控制器接收到A槍充電指令，此時(shí)A組模塊先停止工作，然后K5、K6接觸器斷開，對A槍檢測物理連接-輔源給BMS供電-充電握手-充電信息配置后K1 、K2閉合，A組模塊再重新開始工作，實(shí)現(xiàn)A、B組模塊分別為A、B槍供電。

5、A、B槍同時(shí)充電時(shí)，A槍先結(jié)束充電

當(dāng)A、B槍同時(shí)在工作時(shí)，控制器接收到A槍停止充電時(shí)，此時(shí)A組模塊先停止工作，接著K1 、K2關(guān)斷，再閉合K5、K6，之后A組模塊再重新開始工作，A、B組模塊一同為B槍供電。

6、 A、B槍同時(shí)充電時(shí)，B槍先結(jié)束充電

當(dāng)A、B槍同時(shí)在工作時(shí)，控制器接收到B槍停止充電時(shí)，此時(shí)B組模塊先停止工作，接著K3 、K4關(guān)斷，再閉合K5、K6，之后B組模塊再重新開始工作，A、B組模塊一同為B槍供電。