充电桩之芯 | 直流充电桩概述：直流充电桩入门、收藏之作

引言：
在《"充电桩之芯及其它"系列之三-电动汽车动力电池及其充放电原理：交流充电桩 or直流充电桩？》 一文中，我们简单提到了直流充电桩和交流充电桩的区别，本文将从下面5个方面概述直流充电桩，以期和同行一起交流切磋！

1. 什么叫直流充电桩
2. 直流充电桩的分类
3. 直流充电桩的相关标准
4. 直流充电桩的基本构成及基本工作原理
5. 直流充电桩的发展趋势
(1） 超大功率充电堆-功率动态分配-柔性充电
(2） 社区停车场环行智能充电
(3） 家用型壁挂式充电桩进家用电器卖场，进家庭
(4） "光充储"充放电一体化
(5） 共享充电、免费充电

文中抛出了11个关于充电桩设计的技术问题，充电桩同行技术从业者需要对此感兴趣：

1.充电模块组的输出端是否可以只用一个熔断器? 是否可以只用一个直流接触器？
2.直流接触器是否可以不通过继电器来控制,直接由控制器的I/O信号来控制?
3.辅助电源的输入端加了漏电开关，这是否可以省去? 三相交流输入端却没有加漏电开关，这是否可以接受？
4.风扇是否可以不用继电器控制？
5.辅助电源是否可以由两个合并为一个？
6.是否可以只要一种12V的辅助电源？
7.电子锁是否可以不用通过继电器切合？
8.图中没有电压和电流检测单元，这是否可以接受？
9.电表在采集电压和电流信息，BMS也在采集电压和电流信息，每个充电模块本身也给充电控制器上报电压和电流信息，他们之间的差异是什么？
10.充电模块组整体端接了一个120欧电阻，那么在充电模块内部是否需要在每个模块CAN输出接口端接120欧电阻匹配？
11.图中总共用了几个CAN通讯口？几个RS485通讯口？如果是双枪，需要几个CAN通讯口？

-------------------------------------------------------------

1.什么叫直流充电桩

笔者没有考证出"直流充电桩"这个词最早是怎么出现的。在一些国家标准、行业标准中，相类似的名词术语是 "非车载充电机"，"非车载传导式充电机"，"传导充电系统"，"电池汽车直流充电系统"等，"桩"这个字也许很难上大雅之堂？ 但是，在国内的行业语境中，人们已经习惯叫"直流充电桩"，而不是叫"直流充电机"或"非车载充电机" ; "车载充电机"则成了一个固定的术语，而且和国际上的表述On-board Charger是一致的。

在能源局颁发的行业标准《NB/T 33001-2010：电动汽车非车载传导式充电机技术条件》中，对于"非车载充电机"给出了这样的定义：

非车载充电机：固定安装在地面,将电网交流电能变换为直流电能，采用传导方式为电动汽车动力蓄电池充电的专用装置。 （用了"蓄电池"这个字样，让人不舒服，可能是因为这个标准比较老了。 ）

在业内人士逐字研读、最受关注的国家标准《GB/T 18487.1-2015：电动汽车传导充电系统 第1部分：通用要求》中，没有专门定义"非车载充电机" 术语，但它对"充电"术语给了定义。这个定义很不接地气，很别扭，像是从英文"直译"过来的：
充电：将交流或直流电网（电源）调整为校准的电压/电流，为电动汽车动力电池提供电能，也可额外地为车载电气设备供电。

直流充电桩,俗称"快充"，顾名思义，就是可以快速地对电动汽车充电。特斯拉取了个名字"SuperCharger"，翻译为中文是"超级充电桩"之意。 国外是似乎已将超级充电桩作为直流充电桩的代名词了，笔者看到ABB发布的新产品新闻稿标题也就叫SuperCharger。

"快充"有多快？ 主要取决于充电桩的功率大小和电池的充电倍率。 一个简单的算术题：假如以250A电流给287KWh的纯电动大巴充电，电池电压标称值为556.8V，多长时间可以充满，需要多大功率的充电桩？ （ "充满"不是一个严肃的学术概念。专业的表达应该是，充电80% SOC之类的。实际使用中，也不可能是电池的电被放光了再充电，往往是"补电"，每次补上60% SOC的电。）

充电的过程中电池电压其实是在变化的，我们就以556.8V这个固定的电压估算，
250A*556.8V=139200W，因此，需要150KW的充电桩。有了150KW的充电桩，它能输出多大的电流呢? 高斯宝电气"充电桩之芯"的单个功率是15KW，是一种"恒功率充电模块"，对于750V模块，它可以在200V-600V范围之内恒定输出25A电流。150KW充电桩是10个"充电桩之芯"组成的，正好可以输出250A电流，粗略估算，它充满287KWh的大巴需要将近2小时（287KWh/150KW =1.913小时）。这并不够快！ 所以，对于纯电动大巴的充电方案，其技术路线还在演进中。

2.直流充电桩的分类
可以从功率大小、充电枪的多少、结构形式、安装方式等不同维度对直流充电桩进行分类：

功率大小：
现在主流的充电桩功率大小有30KW、60KW、120KW、150KW、180KW等。出租车、物流车、乘运车一般使用30KW、60KW的，公交大巴则使用120KW甚至更大功率的。因为充电模块主流的都是15KW了，所以充电桩的功率总是15KW的倍数。 功率大小的不同也许不能算为一种分类方式，只是代表了充电桩的规格。