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摘 要：随着纯电动汽车的使用越来越广，充电需求越来越多，市场对车辆的充电安全性和便利性提出越来越高的要求，便利、安全且快速的充电是市场对车辆的一致需求。充电桩作为电动汽车充电装置，主要为电动汽车提供充电服务。现阶段人们驾驶电动汽车，需要的充电桩有两种类型，一种为直流充电桩，另一种为交流充电桩。
关键词：直流充电桩;工作原理;发展趋势
前言
在工业发展过程中汽车的出现极大地推动了社会和经济的发展，但同时对环境产生污染日益严重，成为当前应主要解决的问题，由此为电动汽车创造出巨大的发展空间。电动汽车是以电力能源为主，汽车通过充电桩获得电力能源，提升充电桩的充电性能，既能为电动汽车发展奠定坚实的基础，又能为人们提供便利的充电服务。
1 电动汽车充电桩概述
（1）交流充电。交流充电是由电网公司以220V或者380V电压的形式，为电动汽车提供交流充电服务。在电动汽车内部，车载充电装置通过滤波、整流的方式，将电流储存到电动汽车蓄电池内，可以快速完成充电过程，主要在小型纯电动汽车上采用交流充电方法。
（2）直流充电。将地面作为电源为电动汽车提供充电服务，与交流充分方式相比，大型电动汽车和电动汽车，可以快速完成充电，同时无需使用蓄电池存储电量，即可使汽车行驶。
（3）更换电池组。采用更换电池组方法对电动汽车进行充电，要求电动汽车应有两组蓄电池，一组作为电源为电动汽车提供能源，另一组作为蓄电池通过地面获得电能。为电动汽车配置两组蓄电池，避免电动汽车在行驶时一组蓄电池电力不足，导致汽车停止行驶，这时另一组蓄电池提供电能，可以保证汽车正常的行驶。
（4）非接触式充电。采用非接触式充电方法，会以地面为基础配置充电电器元件，只有保证汽车与电器元件的有效连接，才能使汽车进行有效的充电。在充电过程中无论汽车保持静止或者行驶状态，都可以进行充电，无需使用充电桩，但是现阶段非接触式充电还无法应用在实际充电过程中。
2 直流充电系统
2.1 直流充电的组成
直流充电是指外部电网输入给车辆的电压为直流电，即直流充电桩把380VAC三相电转化为直流电，通过标准直流充电插头和充电插座输送给车辆，直接给动力电池充电，完成基本的直流充电。直流充电的部件主要有直流充电插座（直流充电插座线束）、车辆控制器（VCU、BMS）和直流充电桩等。
其中直流充电插座固定在车辆上，直接连接动力电池，直流充电桩固定在停车场，各部件的作用如下：
（1）直流充电插座是国家标准件，是车辆连接外部电网的接口，其有1路CAN通讯回路（2个接口），1路低压辅助供电回路（2个接口），2个信号回路，1个接地回路和1正1负的2个高压回路，共9个接口。
（2）车辆控制器是实时监控车辆状态，并根据国家标准GB/T27930-2015《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》协议格式和内容，发出控制指令给直流充电桩，使其工作或停止工作，控制其输出电流和电压等，是车辆充电的控制大脑。
（3）直流充电桩是一个大功率的非车载充电机，其把380VAC交流电转化为直流电后，通过标准充电插头和充电插座连接，直接给动力电池充电。其工作功率一般都较大，因此大大缩短充电时间。
2.2 直流充电的电气原理
直流充电方式只有一种模式，直流充电是国家标准的充电方式，其电气原理图、检测和控制要满足标准GB/T18487.1-2015《电动汽车传导充电系统第1部分：通用要求》的要求，根据标准要求，CC1信号是直流充电桩判断充电插头和充电插座是否连接的信号;CC2是车辆判断充电插头和插座是否连接的信号;S+和S-是CAN信号通道;A+和A-是辅助电源，以乘用车为例是12V，以大巴车为例是24V。直流充电桩可通过A+和A-提供辅助电源，但在标准里并未强调一定要使用此辅助电源，车辆可根据实际需求应用
2.3 直流充电的控制策略
直流充电的电气原理图不仅要满足标准要求，且与车辆的控制器的通讯协议也必须符合国标格式和内容，车辆才可实现在市场上充电。以某个项目为例，充电是给动力电池充电，为了便于执行控制，直接使用动力电池的BMS与直流充电桩进行信息交互和检测，VCU只作为辅助判断，其控制策略和顺序如下：
①车辆未使用A+和A-辅助电源，因为此电源为车辆外部电压，其可靠性不稳定，因此未使用。
②BMS检测CC2信号和通过S+和S-与直流充电桩进行信息交互。
③车辆在休眠或停车状态时，当直流充电插头和直流充电插座插合时，BMS检测到CC2信号，自唤醒。
④BMS自唤醒后唤醒VCU，车辆进入直流充电模式。
⑤直流充电桩通过检测到CC1信号，判断充电插座和插头是否连接完全。
⑥BMS和直流充电桩进行信息交互。
⑦BMS根据直流充电桩反馈的信息和车辆状态进行判断，发送开始充电或停止充电给直流充电桩。
⑧直流充电桩根据CC1信号和BMS反馈信息，执行充电或停止充电。
⑨当充电完成或停止充电后，整车进入休眠，减少能量的消耗。
以上是简单的控制过程，在使用和操作要求上与交流充电相似。但直流充电过程，当停止充电后，需重新拔枪再插抢，才可进行第二次充电，此方式区别于交流充电，也是为了保证充电安全。
結束语
随着人们对新能源汽车需求的提升，直流配电网络的巨大优势愈加凸显。目前直流配电网的研究更加深入和成熟，许多国家都已经加快了这方面的应用实践，甚至是基础的样机试制。我们可以清晰地预见到，在不久的未来，直流配电网络会和交流配电网络一样占据重要的位置，两者并行，为各自的关键应用提供可靠保障。
参考文献
[1]GB/T18487.1-2015《电动汽车传导充电系统第1部分：通用要求》.
[2]GB/T20234.1-2015《电动汽车传导充电用连接装置第1部分：通用要求》.
关键词：直流充电桩;工作原理;发展趋势
前言
在工业发展过程中汽车的出现极大地推动了社会和经济的发展，但同时对环境产生污染日益严重，成为当前应主要解决的问题，由此为电动汽车创造出巨大的发展空间。电动汽车是以电力能源为主，汽车通过充电桩获得电力能源，提升充电桩的充电性能，既能为电动汽车发展奠定坚实的基础，又能为人们提供便利的充电服务。
1 电动汽车充电桩概述
（1）交流充电。交流充电是由电网公司以220V或者380V电压的形式，为电动汽车提供交流充电服务。在电动汽车内部，车载充电装置通过滤波、整流的方式，将电流储存到电动汽车蓄电池内，可以快速完成充电过程，主要在小型纯电动汽车上采用交流充电方法。
（2）直流充电。将地面作为电源为电动汽车提供充电服务，与交流充分方式相比，大型电动汽车和电动汽车，可以快速完成充电，同时无需使用蓄电池存储电量，即可使汽车行驶。
（3）更换电池组。采用更换电池组方法对电动汽车进行充电，要求电动汽车应有两组蓄电池，一组作为电源为电动汽车提供能源，另一组作为蓄电池通过地面获得电能。为电动汽车配置两组蓄电池，避免电动汽车在行驶时一组蓄电池电力不足，导致汽车停止行驶，这时另一组蓄电池提供电能，可以保证汽车正常的行驶。
（4）非接触式充电。采用非接触式充电方法，会以地面为基础配置充电电器元件，只有保证汽车与电器元件的有效连接，才能使汽车进行有效的充电。在充电过程中无论汽车保持静止或者行驶状态，都可以进行充电，无需使用充电桩，但是现阶段非接触式充电还无法应用在实际充电过程中。
2 直流充电系统
2.1 直流充电的组成
直流充电是指外部电网输入给车辆的电压为直流电，即直流充电桩把380VAC三相电转化为直流电，通过标准直流充电插头和充电插座输送给车辆，直接给动力电池充电，完成基本的直流充电。直流充电的部件主要有直流充电插座（直流充电插座线束）、车辆控制器（VCU、BMS）和直流充电桩等。
其中直流充电插座固定在车辆上，直接连接动力电池，直流充电桩固定在停车场，各部件的作用如下：
（1）直流充电插座是国家标准件，是车辆连接外部电网的接口，其有1路CAN通讯回路（2个接口），1路低压辅助供电回路（2个接口），2个信号回路，1个接地回路和1正1负的2个高压回路，共9个接口。
（2）车辆控制器是实时监控车辆状态，并根据国家标准GB/T27930-2015《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》协议格式和内容，发出控制指令给直流充电桩，使其工作或停止工作，控制其输出电流和电压等，是车辆充电的控制大脑。
（3）直流充电桩是一个大功率的非车载充电机，其把380VAC交流电转化为直流电后，通过标准充电插头和充电插座连接，直接给动力电池充电。其工作功率一般都较大，因此大大缩短充电时间。
2.2 直流充电的电气原理
直流充电方式只有一种模式，直流充电是国家标准的充电方式，其电气原理图、检测和控制要满足标准GB/T18487.1-2015《电动汽车传导充电系统第1部分：通用要求》的要求，根据标准要求，CC1信号是直流充电桩判断充电插头和充电插座是否连接的信号;CC2是车辆判断充电插头和插座是否连接的信号;S+和S-是CAN信号通道;A+和A-是辅助电源，以乘用车为例是12V，以大巴车为例是24V。直流充电桩可通过A+和A-提供辅助电源，但在标准里并未强调一定要使用此辅助电源，车辆可根据实际需求应用
2.3 直流充电的控制策略
直流充电的电气原理图不仅要满足标准要求，且与车辆的控制器的通讯协议也必须符合国标格式和内容，车辆才可实现在市场上充电。以某个项目为例，充电是给动力电池充电，为了便于执行控制，直接使用动力电池的BMS与直流充电桩进行信息交互和检测，VCU只作为辅助判断，其控制策略和顺序如下：
①车辆未使用A+和A-辅助电源，因为此电源为车辆外部电压，其可靠性不稳定，因此未使用。
②BMS检测CC2信号和通过S+和S-与直流充电桩进行信息交互。
③车辆在休眠或停车状态时，当直流充电插头和直流充电插座插合时，BMS检测到CC2信号，自唤醒。
④BMS自唤醒后唤醒VCU，车辆进入直流充电模式。
⑤直流充电桩通过检测到CC1信号，判断充电插座和插头是否连接完全。
⑥BMS和直流充电桩进行信息交互。
⑦BMS根据直流充电桩反馈的信息和车辆状态进行判断，发送开始充电或停止充电给直流充电桩。
⑧直流充电桩根据CC1信号和BMS反馈信息，执行充电或停止充电。
⑨当充电完成或停止充电后，整车进入休眠，减少能量的消耗。
以上是简单的控制过程，在使用和操作要求上与交流充电相似。但直流充电过程，当停止充电后，需重新拔枪再插抢，才可进行第二次充电，此方式区别于交流充电，也是为了保证充电安全。
結束语
随着人们对新能源汽车需求的提升，直流配电网络的巨大优势愈加凸显。目前直流配电网的研究更加深入和成熟，许多国家都已经加快了这方面的应用实践，甚至是基础的样机试制。我们可以清晰地预见到，在不久的未来，直流配电网络会和交流配电网络一样占据重要的位置，两者并行，为各自的关键应用提供可靠保障。
参考文献
[1]GB/T18487.1-2015《电动汽车传导充电系统第1部分：通用要求》.
[2]GB/T20234.1-2015《电动汽车传导充电用连接装置第1部分：通用要求》.