本次文章的内容依附于充电国标协议(电动汽车非车载传导式充电机与电池管理系统之间的通信协议,GB/T 27930-2015),有兴趣的朋友可以对照深究一下。

通常来讲,非车载直流充电桩的充电过程分作6步,见图1。在每一个完整的充电周期内,充电机和车载BMS(电池管理系统)之间通过频繁的数据交互来监控彼此并以实现正常充电,这就是所谓的报文通讯,通信方式采用can通信。

物理连接、低压辅助上电:
将直流枪头插入车端充电口,在桩端车端均无故障的前提下,桩端送入车端低压辅助直流电源,如图2-1的A+、A-。
当我们按照步骤:按下枪头电子锁(未插枪)、将枪插入车端(同时电子锁保持按下状态)、松开电子锁(此时枪插入车端),桩端检测点1将分别检测到12V、6V、4V的电压变化。当读取到4V,桩端判断此时充电枪插入成功,车端准备就绪,充电枪头部的电子锁锁定。电子锁的作用是:模拟并传回插枪状态,锁住枪头防止脱落。

充电握手、充电参数配置:
插枪完成后,充电桩将控制K3、K4闭合,为车端电池控制系统提供辅助电源,辅助电源导通后,通过判断检测点2的电压值来判断车、桩是否连接成功,若电压为6V,车端将持续发送握手报文,紧接着闭合K1、K2,进行桩端绝缘检测,绝缘检测的工作是检查充电线路的绝缘性能,保证后续充电过程的安全。绝缘检测完成后,桩端投入泄放回路释放无用电能,同时断开K1、K2。此时,车、桩双方互发辨识报文,确定电池和充电机的必要信息。
接下来,就是车端与桩端相互配置的阶段,充电机向BMS发送充电机的最大输出能力报文,BMS根据充电机的最大输出能力判断是否能够进行充电。车端系统控制K5、K6闭合,此时充电回路部分导通,如果桩端检测到车端电池电压正常(获取到的电池电压值与报文描述的值的误差≤5%,且在充电桩输出最大、最小电压的范围内),就会闭合K1、K2使充电线路导通,电动汽车进入准备充电状态。
充电阶段:
进入充电状态后,车端根据BMS需求向桩端发送设置电池充电需求的报文,桩端会根据该报文参数实时调整充电的电压、电流等需求以保证充电过程正常进行,同时二者会持续互发实时充电状态信息相互监控状态,如充电的电压、电流,当前电池电量,当前充电用时、电费,设备温度等等。

充电结束阶段:
车辆BMS会根据电池是否到达充满状态或着收到桩端发来的中止充电报文来判断是否应该结束充电,满足以上任一结束条件,车端控制系统会发送中止充电报文到桩端,同时,在确认充电电流小于5A后,断开K5、K6。当桩端执行完人为设定的充电结束条件或者收到车端发来的中止充电报文后,桩端控制系统停止充电,并在确认充电线回路的电流小于5A后断开K1、K2,此时充电电源端再次投入泄放回路释放无用电能,最后再断开K3、K4,停止低压辅助电源的输出。