歐洲電動汽車充電標(biāo)準(zhǔn)CCS2是一個集成了交流充電和直流充電的組合式標(biāo)準(zhǔn)。組合式充電系統(tǒng)是一個開放的國際標(biāo)準(zhǔn)化系統(tǒng)，主要由奧迪，寶馬，克萊斯勒，戴姆勒，福特，通用汽車，保時捷和大眾汽車公司推動。出口到歐洲的車輛需要滿足其物理接口和通訊的要求。

歐洲電動汽車充電標(biāo)準(zhǔn)主要有：

1.接口標(biāo)準(zhǔn)：IEC 62196-1、IEC 62196-2、IEC 62196-3；

2.電源供電標(biāo)準(zhǔn)：IEC 61851-1、IEC 61851-21、IEC 61851-22、IEC 61851-23；

3.整車標(biāo)準(zhǔn)：ISO 6469-3、ISO 17409；

4.通訊標(biāo)準(zhǔn)：ISO/IEC 15118-1、ISO/IEC 15118-2、ISO/IEC 15118-3、ISO/IEC 15118-4、IEC 61851-24、IEC 61850、ISO/IEC 15118-20；

5.通用標(biāo)準(zhǔn)：IEC 61439-7、IEC 60038、IEC 61000-4-4、IEC 61000-4-5、IEC 61000-4-5、IEC 61000-4-11、IEC 61557-8、IEC 61000-6-1、IEC 60529、IEC 60364-7-722。

下面我們主要梳理一下直流充電的一些要求。

直流充電時序圖

在IEC 61851-23附錄CC中詳細(xì)描述了直流充電的時序及其相關(guān)系統(tǒng)活動。

圖1、正常工作時序圖

來源：IEC 61851-23

圖2、充電時序詳細(xì)說明

來源：IEC 61851-23

以下是詳細(xì)介紹

1.車樁未配對時：所有的物理接口均未連接、通訊未開啟，系統(tǒng)如下圖所示。

2.進(jìn)入T0時刻，車樁開始握手匹配。此時當(dāng)插槍后CP電壓由12V變?yōu)?V，電子鎖上鎖。

3.T1-T2初始化階段，電子鎖上鎖，CP電壓為9V ?PWM波，占空比為5%，進(jìn)行絕緣檢測和插座溫度檢測；建立PLC通信，交換操作限制和充電參數(shù)。充電樁檢測到直流電壓> 60V或電動汽車與直流電源不兼容時停機(jī)。

4.T3時刻連接檢測。車輛將CP狀態(tài)由9V變?yōu)?V或者3V，車輛進(jìn)入準(zhǔn)備狀態(tài)。同時進(jìn)行電子鎖鎖止?fàn)顟B(tài)和絕緣狀態(tài)檢查并上報其狀態(tài)，建立PLC通信。

5.T4時刻連接檢測。車輛將CP幅值拉為6V或者3V。直流進(jìn)行隔離檢查，? 絕緣電阻≥100 kΩ為正常。隔離檢查成功后，樁端指示狀態(tài)為“有效”，并進(jìn)入“就緒”狀態(tài)。

6.T5時刻進(jìn)入預(yù)充狀態(tài)，車輛發(fā)送電壓、電流請求，電流請求＜2A等。樁端主繼電器閉合。

7.T6階段，直流充電樁在公差范圍內(nèi)調(diào)整直流輸出電壓，并將電流限制為最大值2 A。

8.T7階段，車輛預(yù)充繼電器閉合。當(dāng)電池電壓與樁端輸出電壓壓差＜20V，車輛端預(yù)充繼電器斷開。

9.T8階段，車輛發(fā)送充電請求以啟用直流電源輸出。在直流充電樁給出能量轉(zhuǎn)移準(zhǔn)備就緒的反饋后，車端設(shè)置直流電流請求以開始能量轉(zhuǎn)移階段。

10.T9進(jìn)入正式充電階段，發(fā)送電壓、電流請求，電壓電流的最大限值、絕緣檢測、溫度監(jiān)測等狀態(tài)。

11.T10階段，車輛減小電流請求來完成充電。樁端電流的變化跟隨車端電流請求有一個時間延遲，并確保在切斷輸出之前將輸出電流降低到小于 1A。

12.T11進(jìn)入下電階段，車輛向樁端發(fā)送停止充電的請求。當(dāng)樁端輸出電流小于1A時，車端繼電器斷開。

13.T12下電階段，樁端停止輸出并斷開繼電器。

14.T13下電階段，充電裝發(fā)送“未準(zhǔn)備就緒”狀態(tài)，并指示輸出被禁用。

15.T14-T15下電階段，車輛將CP幅值由6V或者3V變?yōu)?V。

16.T16下電階段，當(dāng)電壓下降到60V以下，電子鎖解鎖，樁端根據(jù)直流供電策略繼續(xù)進(jìn)行絕緣檢測。信號交互停止，PLC通訊結(jié)束。

17.T17進(jìn)入未連接狀態(tài)，CP幅值由9V變?yōu)?2V。樁端無輸出，PLC通訊結(jié)束。

PWM通訊

PWM信號被施加到控制信號CP和PE的電路。

IEC 61851-1定義了適用占空比值的含義，主要有三種：

1.低占空比，3% - 7% ，需要數(shù)字通信；

2.高可用占空比，不同占空比對應(yīng)不同的可用充電電流；

3.無效占空比，即無法充電。

PWM信號不特定用于交流或直流充電。交流充電可以使用5%的占空比。直流充電也可以使用（理論上）8%到97%占空比。占空比由EVSE控制，而信號電壓由車輛控制。

不同占空比對應(yīng)的電流如下圖所示：

? ?圖3、占空比與電流的關(guān)系

?? 來源：IEC 61851-1

CP狀態(tài)說明：CP不同的幅值代表不同的狀態(tài)。

1.CP幅值為+12V時表示充電槍無連接；

2.CP幅值為+9V時表示充電槍已連接，充電樁和車輛未準(zhǔn)備好；

3.CP幅值為+6V和+3V時表示可正常充電；

4.CP幅值為0V時表示CP信號短路；

5.CP幅值為-12V時表示充電樁不可用。

1.充電樁與車輛未連接：CP電壓為+12V。

2.T0階段，充電樁與車輛開始連接，CP電壓由+12V變?yōu)?9V。

3.T1-T2進(jìn)入初始化階段，充電樁發(fā)送5%的占空比，以與車端建立PLC通訊。

4.T3階段，握手連接。在成功初始化，PLC通信建立之后，車輛通過閉合S2開關(guān)來指示車輛已準(zhǔn)備好接收能量。

5.在非正常情況下，可以通過斷開S2來結(jié)束充電，CP電壓幅值由6V或者3V變?yōu)?V。

6、除此之外，關(guān)于接口電路有兩點(diǎn)需要注意：

（1）對于CP占空比的檢測，需要注意的是：CP波形受噪聲干擾以及電路容抗的影響后波形為非標(biāo)準(zhǔn)方波，避免因此而檢測出現(xiàn)偏差甚至是誤動作。所以在濾波的同時要確保CP檢測的準(zhǔn)確性。

（2）需要確保檢查閥值的可靠性和魯棒性。握手電路中占空比、電阻、電容的誤差需要控制在一定的范圍內(nèi)，以保證充電的互操作。具體誤差范圍可參考如下：

充電信號交互過程及充電中潛在的故障:

1.充電槍未插到位，無法檢測到CP信號，影響充電信號交互，將退出充電流程。

2.插槍后絕緣電阻值過低，絕緣檢測無法通過，可能存在IP防護(hù)等級不滿足要求的可能性。

3.CP信號占空比無效，無法充電。

4.PLC通信信號無法解析或者不兼容，無法充電。

5.電子鎖未上鎖（未驅(qū)動或者電子鎖損壞等），無法充電。

6.充電過程中的過壓、過流、過溫、或者反向電流等，將停止充電。

7.無法正常完成預(yù)充，充電無法正常繼續(xù)。

8.充電樁輸出電壓與需求電壓不匹配，充電將中止。

9.充電插座過溫，充電將降額或者停止充電。

10.電子鎖故障，帶電插拔拉弧，影響充電安全。

編輯：黃飛

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