再次预祝大赛圆满成功 仁众科教专注于汽车教学设备

公司领导向来访专家讲解产品技术

仁众科教新能源汽车教学综合服务商 提供北汽比亚迪吉利新能源培训与教学方案

比亚迪E5整车结构及原理虚拟仿真教学软件

比亚迪E5充电系统虚拟仿真教学软件

更多新能源汽车教学软件 请联系销售人员或拨打0577-67110760

随着新能源概念的普及推广，新能源汽车也逐步走入了千家万户，新能源汽车作为寻常百姓的新购车选择已经开始侵占着原本属于传统燃油汽车的市场，作为目前新能源汽车最大的市场，中国的企业依靠着新能源汽车首次与国外企业站在同一起跑线，不断涌现的新技术新工艺，让中国的新能源汽车行业有了更充足的底气去放眼世界，心系未来。
提到传统燃油汽车的核心关键自然离不开俗称的“三大件”：发动机、底盘以及变速箱，在这“三大件”上，中国技术落后以德日美为首的国外汽车厂商已是共识。而在新能源电动汽车上也有俗称的“三大件”：电池、电机和电控，此外还有与“三电”同等重要的电池管理系统BMS，由于新能源电动汽车在全球范围内仍是较新的行业，各国企业的起步相差并不大，这也让我国企业在汽车这个1886年发明至今的多用途动力驱动工具上拥有了与国外企业一较高下的条件。本文重点给大家介绍新能源电动汽车里最重要的安全管家：电池管理系统（BMS）。
新能源电动汽车与传统燃油汽车最大的区别是用动力电池作为动力驱动，而作为衔接电池组、整车系统和电机的重要纽带，电池管理系统BMS的重要性不言而喻，国内外许多新能源车企都将电池管理系统作为企业最核心的技术来看待，最著名的例子就是大家耳熟能详的特斯拉，特斯拉的电动汽车“三大件”中，电池来自于松下，电机来自于台湾供应商，而只有电池管理系统是特斯拉自主研发的核心技术，2008年-2015年期间特斯拉所申请的核心知识产权大都与电池管理系统相关，由此可见电池管理系统对于新能源汽车的重要性。而国内，电池管理系统BMS的技术研发主要集中在这三类企业：
1、 新能源汽车厂商，代表企业：比亚迪
2、 电池厂商，代表企业：CATL、沃特玛、普莱德等
3、 专业BMS厂商，代表企业：惠州亿能、深圳国新动力等
电池管理系统BMS到底有什么作用？
电池管理系统BMS是一个本世纪才诞生的新产品，因为电化学反应的难以控制和材料在这个过程中性能变化的难以捉摸，所以才需要这么一个管家来时刻监督调整限制电池组的行为，以保障使用安全，其主要功能为：
1、 准确估测动力电池组的荷电状态
准确估测动力电池组的荷电状态 (State of Charge，即SOC)，即电池剩余电量，保证SOC维持在合理的范围内，防止由于过充电或过放电对电池的损伤，从而随时预报混合动力汽车储能电池还剩余多少能量或者储能电池的荷电状态。
2、 动态监测动力电池组的工作状态
在电池充放电过程中，实时采集动力电池组中的每块电池的端电压和温度、充放电电流及电池包总电压，防止电池发生过充电或过放电现象。同时能够及时给出电池状况，挑选出有问题的电池，保持整组电池运行的可靠性和高效性，使剩余电量估计模型的实现成为可能。除此以外，还要建立每块电池的使用历史档案，为进一步优化和开发新型电、充电器、电动机等提供资料，为离线分析系统故障提供依据。
3、 单体电池间的均衡
即为单体电池均衡充电，使电池组中各个电池都达到均衡一致的状态，现业内普遍有主动均衡和被动均衡两种方案，各有优劣。均衡技术是目前世界正在致力研究与开发的一项电池能量管理系统的关键技术。
目前市场上技术先进的BMS应该有什么特点？
技术先进、产品稳定可靠将是未来BMS产品的核心特点，那什么样的产品才是技术先进、稳定可靠的产品呢？这里以深圳国新动力的BMS性能特点为例，从技术、功能、品质、标准规范四个维度举例说明。
先进的技术：
1. 企业掌握电池SOC核心算法；
2. 掌握健康状态估算，最大允许瞬时（5s/30s）及持续充放电功率估算；
3. 掌握高效的均衡管理技术，先进的散热机制，最大可支持200mA的被动均衡电流；
4. 掌握业内领先的高精度测量技术，总流总压精度可达0.5%FSR；
5. 可选配多功能数据记录仪，支持无线传输、大容量存储、GPS等云平台功能；
6. 可选配主动均衡模块，最大均衡电流可达5A，单板24串可灵活选配；
安全的功能：
1. 电池安全管理：具备可靠的过充/过放保护、过流/过温/低温保护、多级故障诊断保护；
2. 高压安全管理：具备高压继电器粘连检测、高抗干扰性的高压互锁检测、先进的高压绝缘监测；
3. 具备电压温度采集线断线诊断功能；
4. 电池电压采集模块具备回路过流、短路保护等安全机制，电路更可靠；
5. 具备5~36串、5~48串一体机灵活配置，适用于业内各类主流方案；
稳定的品质：
1. 所有元器件均采用汽车级元器件选型，-40℃~85℃的高标准工作温度范围；
2. 更宽更可靠的温度监控，监控范围可达-40~125℃；
符合标准规范：
1. 支持充电国标GBT 20234-2015及GBT 27930-2015；
2. 支持ISO26262国际安全标准中产品功能安全生命周期管理的要求；
3. 支持CCP标定协议、UDS、OBD-ii诊断协议。
国内电池管理系统BMS的困境
新能源汽车的发展并不是一帆风顺的，过去这两年，随着新能源汽车的大量推广使用，我们也听到了不少关于新能源汽车的“丑闻”：自燃、虚假续航里程等，这都是新能源汽车目前急需解决的问题，而为什么会出现这些使用问题呢？没有使用电池管理系统或使用劣质的不成熟的电池管理系统是主因之一。实际上，新能源汽车的安全性问题，一直是政府和汽车产业的重点工作之一，不久前，科技部、财政部、工信部和发改委等四部委，已经联合发布了新能源汽车示范推广“安全令”（即《关于加强节能与新能源汽车示范推广安全管理工作的函》），强调“对投入示范运行的插电式混合动力汽车、纯电动汽车要全部安装车辆运行技术状态实时监控系统（简称BMS），特别是要加强对动力电池和燃料电池工作状态的监控”。
电动汽车自燃原因多种多样，并非安装了电池管理系统就可以高枕无忧的，例如：在安全、精度、寿命、放电能力等方面，单体电池可以充放电2000次，成电池组后可能只有1000次，若搭载不成熟的BMS，无法实时精准地监控电池充放电状况，极易造成电池芯局部功耗过大，产生局部热量，且信息无法传递至驾驶员，极易导致电池自燃发生。业内人士认为，安装优秀的电池管理学BMS能够有效提高电池的利用率，防止电池出现过充电和过放电，并且延长电池的使用寿命，监控电池组及各电池单芯的运行状态，有效预防电池组自燃，如遇紧急情况提前对司机作出突发事件预警，为保障安全赢得时间。
新能源汽车和电池管理系统的未来
中国新能源汽车产业始于21世纪初，迄今发展不过十数年，由于人们对于环保和可再生能源的渴求，新能源汽车才迎来了发展机遇，之后便一发不可收拾，在很长的一段未来里，新能源汽车都会作为一个挑战者去侵占原本属于传统燃油汽车的广大市场，而且由于社会发展的需要，这种市场份额的侵占，是可以预期的。
在展望新能源汽车快速发展的同时，我们必须清楚地认识到，技术的发展才是行业发展的基础，而稳定、高效、安全、可靠的产品就是技术的体现，我们必须要知道，国内目前的新能源汽车行业并不友善，频发的电动车自燃事件和虚假续航里程，都暴露出国内目前新能源电池组、电池管理系统的设计、检测、生产的标准的不完善。
目前国内的BMS企业有上百家，而欧美发达国家却只有数家，大型新能源汽车厂商要么选择自家研发的电池管理系统要么采用具备国际竞争力的德日美为首的BMS生产企业，其实中国国内并不缺乏优秀的BMS生产企业，像文中提及的深圳国新动力便是一家具有核心竞争力的注重产品品质的企业，其BMS系统已实现批量量产导入，配置在陕西通家和众泰汽车的部分新能源车型里，也可根据实际需求应用于纯电动或混合动力的低速车，乘用车、物流车，场地车、公交车、旅游大巴、储能系统等领域，其稳定、高效、安全、可靠的BMS平台产品备受客户推崇。
技术参数及标准的缺失，也没有权威机构对厂家生产的BMS进行权威检测，这是目前国内BMS市场的困局，导致了BMS产品的良莠不齐，难以大面积推广。同时，目前国内很多汽车厂商及电池PAC企业对于BMS的重要性认识不足，以为只要各个单体电池芯能链接上，就能保证车辆运行，对其安全性心存侥幸，在BMS采购中一味地追求低价格，为求合同的签订，某些不良BMS供应商只有降低BMS功能指标或干脆阉割部分功能，从而埋下安全隐患，这也是对整个行业的不负责任和伤害。只有尽快建立统一的行业标准，打压不符合市场要求的生产商，建立健全的检测体系，电池管理系统和新能源汽车才能拥有可持续发展的未来，这也是诸多厂商和消费者的诉求。

条形磁铁磁力线由于磁力线方向总是这样，同时异极相吸。当在它的上方放上另外一支磁铁的时候，在磁力力矩作用下，上方的磁铁就会旋转，最终上方磁铁的北极靠近下方磁铁南极；而上方磁铁南极则靠近下方磁铁北极。可以这么理解（但是绝对不科学），磁力线由于希望尽量的短，则必须使得异极足够靠近，从而使得上方磁铁转动。

磁铁受磁力转动

根据法拉第电磁感应原理可以知道线圈通上电之后就会产生类似条形磁铁的磁场。而处于线圈产生的磁场中的磁铁也会受到磁力的作用而趋向于异极相吸的效果。

线圈磁力线

说了这些之后再来看看永磁同步电机的构造，下方是一个三相永磁同步电机示意图。外圈灰色是固定在车身上的定子壳体，上面间隔绕制着红、绿、蓝三组六匝线圈，对角线为相同组。而中间白色轮转为转子，连接着输出轴到轮胎；其上间隔分布着SN极间隔的磁铁，实时上你可以理解为四根条形磁铁首尾相连的粘附在定子上。

永磁同步电机结构

说完了电机的构造，现在再来解释一下他的工作原理。

首先我们假设一组线圈（绿色组）通电，那么通电后可以看作是一个竖直的线圈通电，那么它将产生类似条形磁铁的磁场（当然中间是空的，磁场线是膨胀的而不是像条形磁铁一样紧束的）。因此，当线圈通电时候则就相当于定子上放了一根条形磁铁。

一组线圈通电

上边只是一组线圈通电，三组线圈的磁场就相当于三根条形磁铁成“米”字型放在定子内部。当三组线圈依次通电时候，就会产生不断旋转的磁场。

三组线圈通电

Ok接上面的话在不断旋转的磁场中，放上一根条形磁铁，那么条形持铁就会由于磁力矩的作用，跟着旋转的磁场发生转动。

条形磁铁受三组线圈旋转

在这里大家请注意，由于磁力的作用是瞬间的，因此在线圈发生变化时候，磁铁能够马上受力。这就引出了一个词语——“同步”。同步的意思就是磁场发生改变的瞬间能够马上产生跟随的趋势以及力量，所以这也是为什么称这种电机为同步电机。“同步”二字既是这样得来，因为他能够始终跟随着线圈的变化而变化，和线圈中的磁场变化是同步状态的。

上一步三组线圈依次通电形成了旋转的磁场，但是这个磁场并不平顺，因为线圈在切换通电过程中磁力会发生变化。同时如果定子只有一根磁铁，那受到的力很小以外，也因为磁极分布不均匀（只有对角线两个方向），同样使得受力是不平顺的波浪形。因此为了解决这个问题，将更多根磁铁（这里是4根）放在定子上组成定子磁组，这样就形成了一个SN极间隔的永磁转子。这个时候三组线圈都在不停地变化着通电的方向（注意，不是断开绿组接通蓝组那种通断的形式），使得定子产生三个不断变化的磁场，而处于磁场中的转子由于任意方向都有磁铁受力，因此这就使得转子稳定的旋转起来。

永磁同步电机工作

现在再来说一下“永磁”的由来，刚才已经说了，转子是类似多根条形磁铁组装而成的一个SN极间隔的磁铁。线圈的磁场会因为断电而消失，但是转子却是磁性很强的磁铁组成，磁场并不会消失，因此他的磁场理论上可以长久存在，因此称之为——永磁（虽然随着时间的流逝磁场会逐渐消失，但是速度也是很慢的）。

所以“永磁同步电机”说的就是转子火定子有一方是永磁材料制成的，同时能够跟随着磁场的变化而同步变化的电动机。

说了那么多永磁同步电机的原理，现在来说一说他的特点。

优点：

1.效率高：因为它的励磁磁场（转子磁场）是由磁铁提供的，所以省去一部分励磁磁场所需的电能。

2.调速范围大：由于他是永磁作为励磁磁场，因此调整电流与频率即可很大范围调整电机的功率和转速。

3.体积小重量轻：因为它的结构简单，因此无论体积还是重量都相对较小。

4.发热小，密封性强，免维护。

缺点：

1.抗震性较差：由于现在大部分永磁材料都采用钕铁硼强磁材料，这种材料较为硬脆，因此受到强烈震动有可能会碎裂。

2.抗热冲击较差：由于转子采用磁性材料，而电机在运行或者环境温度过高情况下会引起磁铁退磁，因此会造成动力下降。仁众科教提供新能源汽车电机实训平台 了解新能源汽车构造 打造全新教学实训 引领新能源汽车教学方案

无人驾驶作为汽车未来的研究方向，其对于汽车行业甚至是交通运输业有着深远的影响。无人驾驶汽车的来临将能够解放人类的双手，降低发生交通事故发生的频率，保证了人们的安全。同时随着人工智能、传感检测等核心技术的突破和不断推进，无人驾驶必将更加智能化，同时也能够实现无人驾驶汽车的产业化。但是任何技术的出现都是循序渐进不断革新的过程，无人驾驶从出现到成熟再到能够在世界范围内运用，需要每一个汽车人的不懈努力。

国内外无人驾驶汽车的发展现状

1、国外无人驾驶汽车发展现状

美国谷歌公司作为最先发展无人驾驶技术的公司，其研制的全自动驾驶汽车能够实现自动起动行驶与停车。谷歌自动驾驶汽车项目重组为一家名为Waymo的独立公司。Waymo于2017年11月7日对外宣布，将对不配备安全驾驶员的无人驾驶汽车进行测试。预计无人驾驶汽车测试活动将在2018年加速，2018年Waymo可能将会在公路上部署更多完全无人驾驶汽车。除了传统汽车业强国与谷歌等互联网企业已经开始无人驾驶汽车的研发并且已经取得了相当好的成果之外，苹果、Uber等也已经将业务范围向无人驾驶汽车倾斜。

2、国内无人驾驶汽车发展现状

目前，国内的百度、长安等企业以及国防科技大学、军事交通学院等军事院校的无人驾驶汽车走在国内研发的前列。例如长安汽车实现了无人驾驶汽车从重庆出发一路北上到达北京的国内无人驾驶汽车长途驾驶记录。百度汽车同样在北京进行了初次无人驾驶汽

车在北京道路的实验并且取得了成功。而到2020年，无人驾驶车辆有望在北京到崇礼的延崇高速路上实现道路测试。相关技术的快速发展无疑为无人驾驶的未来提供了强有力的技术支持。

无人驾驶的未来发展

未来的某天，当无人驾驶汽车普及，很多现有的社会制度将会受到强烈的冲击，比如人们不再需要驾照与保险这个硬性规定。随着信息技术的普及，无人驾驶汽车必将会与移动通信技术相连接，无人驾驶汽车通过移动通信可随时保持联系。如果是电动无人驾驶汽车，或许从国家电网公司购买电动汽车也不再是遥不可及，油费将会被电费取代，加油站也将会被拆除。马路上的出租汽车也不需要“的哥”，出租车司机这个职业将会渐渐消失。无人驾驶的出现，带给了我们无限美好的憧憬。

1、无人驾驶的未来设想与目标实现

最近，国内一则奥迪的汽车广告所展现出来的情景及功能是奥迪对未来无人驾驶的设想。新一代的奥迪A8搭载了Level 3级别的自动驾驶技术——目前世界上率先达到此级别的一台自动驾驶汽车。Level 3自动驾驶技术事实上正是自动驾驶技术的一个重要的分水岭，是“自动辅助驾驶”和“无人驾驶”的区别。Level 2多对应的是目前常见的ADAS（高级智能驾驶辅助）技术。包括了诸如ACC（自适应巡航）、AEB（紧急制动刹车）和LDWS（车道偏离预警系统）的辅助驾驶功能，车辆的驾驶者必须还是驾驶员本人。Level 3的出现，允许驾驶员在行驶过程中放开方向盘，转移注意力，甚至在关键时刻由AI取代驾驶员来驾驶汽车。这个级别的自动驾驶技术，更符合我们对“无人驾驶”所持有的想象。

2、无人驾驶汽车未来遇到的问题和困难

目前国内无人驾驶技术得到了不断的发展并且取得了长足的进步，无人驾驶汽车已经得到了公众的认可，但是要实现无人驾驶汽车的普及化仍然需要很长的路要走，关键技术水平不高，零部件非国产化严重、政策法规空洞需要完善等等问题依然需要汽车人的不断努力。

（1）技术问题。目前对于国内无人驾驶技术的探索仍然是以国外已经出现的技术为蓝本，其主要分为2种格局，一种是汽车企业主要是以美国Tesla技术为范本，另一个以谷歌技术路线为标准进行探索。精确定位与导航是实现无人驾驶最为重要的部分，只有实现精确定位与导航的精细化才能保证无人驾驶的安全性与可靠性。

目前由于技术因素，高精度GPS受制于国外限制，无法在民用汽车上应用，但是普通民用 GPS敏感度有缺陷，无法保证实现精确定位。虽然我国自主研制的北斗导航系统已经投入使用，但是其要想追上GPS仍然有很长的路要走。目前应用较为广泛的是与电子地图测绘企业进行合作，通过其来获得定位的相对准确性。车载传感器与高精度激光雷达作为汽车的眼睛，国内无法保证其精度要求仍然受制于人。如何实现车辆控制技术的国产化，不仅仅是实现无人驾驶不可避免的问题，同样也是中国汽车行业走向世界所必须解决的问题。

（2）政策法规。虽然美国、日本等发达国家鼓励无人驾驶技术的高速发展，但是其也对无人驾驶汽车上路行驶做出了明确的限制于规定。无人驾驶如何实现真正意义上的无人驾驶是必须面对的问题。无人驾驶汽车要想合法上路行驶，首先要解决政策法规的问题。无人驾驶汽车实际行驶过程中难免会因为某些原因而产生事故，如何划分事故责任，如何做到公正裁决等等这些都是要进行深入讨论与验证的问题。目前并没有那些国家对无人驾驶汽车专门制定完善的政策法规，要想真正的实现无人驾驶汽车的普及化，这是一个必须解决并且需要格外小心的问题。

（3）困难和难点。无人驾驶的一个很重要的用途是用于某些特殊的环境下，由于在某些特殊的环境下，人员生存困难，无人驾驶能克服这些问题，但是其也要解决例如极寒、道路条件复杂等各种极端环境的影响，这同样也是无人驾驶未来发展所有面临的困难。

在高速公路上，无人驾驶的汽车主要是保证按照道路安全标志与车辆识别等信息行驶，这样可以在很大程度上解决了高速公路行驶由于疲劳等因素造成的危险。在城市路况行驶中，路况主要是环境复杂，人员流动性大，机动车行驶时更加要时刻注意路面信息，对于感知和人工智能控制算法有了更高的要求。城市环境下的无人驾驶是对于无人驾驶技术的更大挑战，如何提高驾驶机动性与安全性，将是未来无人驾驶要攻克的难点。

结束语

未来的汽车已经不仅局限于一种交通工具，更多的是向新一代互联网终端发展。无人驾驶汽车将感知、决策、控制与反馈整合到一个系统中，实现了汽车脱离驾驶员而能保证其驾驶操纵性与安全性。无人驾驶的出现将从根本上改变传统汽车的控制方式，对于交通系统的安全性与通行效率有了较大保障。随着大数据、物联网、云计算的不断深入发展，无人驾驶汽车的性能将会更加完善，我们相信在未来的不远，无人驾驶汽车将会奔驰在中国的大地上。

仁众科教提供无人驾驶智能汽车教学研究设备 自动制动系统实训台

来源：今日后市场

充电桩分为交流充电桩和直流充电桩两种。直流充电桩和交流充电桩，交流充电桩一般为单项220v交流电，通过车载充电机整流变压后为汽车电池充电.起到控制电流电压的作用。交流充电桩16A@220V(3.5kW)、32A@220V(7kW).

直流充电桩一般采用三相四线电源，32A@380V(20kW)，63A@380V(40kW)，一般用于出租车或轻型客车或其它类型的插电混动客车;30kW@500V、60kW@500V、120kW@500V，后两个规格一般用于高速骨干网络充电站。更高电压(750V)同功率或更高功率(180kW/240kW)的充电桩一般用于城市公交枢纽充电站、大型充换电站，面向大中型纯电动客车(6米、8米、10米、12米或18米)。输出电压电流可调范围较大，故称为快充。

充电桩常见故障，一类:充电指示灯不亮。

二类:充电枪已连接好，已启动充电，不能进行充电。

一类故障分析:1.充电桩电源连接问题，或者没有标准接地线

2.充电连接装置没有正确连接

3.充电输出线路有问题

根据一类故障现象进行诊断，检查配电箱供电问题，正常时间总闸开关闭合，断开，总闸开关关闭。检测总闸开关输出电压(带负载)，L N 应为220v、L PE、应为220v若电压不正常，检查线路和及开关，一般为线路断开，虚接，线径过小。

二类故障分析:充电状态，系统显示数据为0或者无法正常充电活或无法进入充电界面，可能是充电与监控系统系统通讯故障

充电电压正常电流为零，检查下是否误触急停

BMS状态正常电压有变化，电流为零 一般为充电模块有问题

1、充电桩充电原理

充电桩固定在地面，利用专用充电接口，采用传导方式，为具有车载充电机的电动汽车提供交流电能，具有相应的通讯、计费和安全防护功能。市民只需要购买IC卡并充值，就可以使用充电桩为汽车充电了。

电动汽车蓄电池放电后，用直流电按与放电电流相反的方向通过蓄电池，使它恢复工作能力，这个过程称为蓄电池充电。蓄电池充电时，电池正极与电源正极相联，电池负极与电源负极相联，充电电源电压必须高于电池的总电动势。

2、充电桩充电方式

充电方式有恒电流充电和恒电压充电两种。

恒流充电法

恒流充电法是用调整充电装置输出电压或改变与蓄电池串联电阻的方法，保持充电电流强度不变的充电方法。控制方法简单，但由于电池的可接受电流能力是随着充电过程的进行而逐渐下降的，到充电后期，充电电流多用于电解水，产生气体，使出气过甚，因此，常选用阶段充电法。

恒压充电法

充电电源的电压在全部充电时间里保持恒定的数值，随着蓄电池端电压的逐渐升高，电流逐渐减少。与恒流充电法相比，其充电过程更接近于最佳充电曲线。用恒定电压快速充电，由于充电初期蓄电池电动势较低，充电电流很大，随着充电的进行，电流将逐渐减少，因此，只需简易控制系统。

3、直流充电桩和交流充电桩的区别

直流充电桩：直流电动汽车充电站，俗称就是“快充”，它是固定安装在电动汽车外，与交流电网连接，可以为非车载电动汽车动力电池提供直流电源的供电装置。直流充电桩的输入电压采用三相四线AC380V±15%，频率50Hz,输出为可调直流电，直接为电动汽车的动力电池充电。由于直流充电桩采用三相四线制供电，可以提供足够的功率，输出的电压和电流调整范围大，可以实现快充的要求。

交流充电桩：交流电动汽车充电桩，俗称就是“慢充”，固定安装在电动汽车外、与交流电网连接，为电动汽车车载充电机（即固定安装在电动汽车上的充电机）提供交流电源的供电装置。交流充电桩只提供电力输出，没有充电功能，需连接车载充电机为电动汽车充电。相当于只是起了一个控制电源的作用的。

两者的区别：简单来说，交流充电桩需要借助车载充电机来充电，直流快速充电桩不需要这个设备。二者在充电速度上差别较大，一辆纯电动汽车（普通电池容量）完全放电后通过交流充电桩充满需要8个小时，而通过直流快速充电桩仅需要2到3个小时。交流充电桩给电动汽车的充电机提供电力输入，由于车载充电机的功率并不大，所以不能实现快速充电。直流快速充电桩是固定安装在电动汽车外、与交流电网连接，可以为非车载电动汽车的动力电池提供直流电源的供电装置，直流充电桩可以提供足够的功率，输出的电压和电流调整范围大，可以实现快充的要求。

直流充电桩的工作原理/状态 

图1 直流充电示意图

　　如上图，直流充电桩输出由9根线组成，分别是：

　　直流电源线路：DC+、DC-;设备地线：PE;充电通信线路：S+、S-;充电连接确认线路：CC1、CC2;低压辅助电源线路：A+、A-。

直流充电桩就是通过这9根线给电动汽车进行充电，其具体的充电模型如下：

　　我们可以看到左边是非车载充电机（即直流充电桩），右边是电动汽车，二者通过车辆插座相连。图3中的S开关是一个常闭开关，与直流充电枪头上的按键（即机械锁）相关联，当我们按下充电枪头上的按键，S开关即打开。而图3中的U1、U2是一个12V上拉电压，R1~R5是阻值约1000欧的电阻，R1、R2、R3在充电枪上，R4、R5在车辆插座上。

车辆接口连接确认阶段：

　　当我们按下枪头按键，插入车辆插座，再放开枪头按键。充电桩的检测点1将检测到12V-6V-4V的电平变化。一旦检测到4V、充电桩将判断充电枪插入成功，车辆接口完全连接，并将充电枪中的电子锁进行锁定，防止枪头脱落。

　　直流充电桩自检阶段：

　　在车辆接口完全连接后，充电桩将闭合K3、K4，使低压辅助供电回路导通，为电动汽车控制装置供电（有的车辆不需要供电）（车辆得到供电后，将根据监测点2的电压判断车辆接口是否连接，若电压值为6V，则车辆装置开始周期发送通信握手报文），接着闭合K1、K2，进行绝缘检测，所谓绝缘检测，即检测DC线路的绝缘性能，保证后续充电过程的安全性。绝缘检测结束后，将投入泄放回路泄放能量，并断开K1、K2，同时开始周期发送通信握手报文。

　　充电准备就绪阶段：

　　接下来，就是电动汽车与直流充电桩相互配置的阶段，车辆控制K5、K6闭合，使充电回路导通，充电桩检测到车辆端电池电压正常（电压与通信报文描述地电池电压误差≤±5%，且在充电桩输出最大、最小电压的范围内）后闭合K1、K2，那么直流充电线路导通，电动汽车就准备开始充电了。

　　充电阶段：

　　在充电阶段，车辆向充电桩实时发送电池充电需求的参数，充电桩会根据该参数实时调整充电电压和电流，并相互发送各自的状态信息（充电桩输出电压电流、车辆电池电压电流、SOC等）。

图6 充电桩充电阶段示意图

　　充电结束阶段：

车辆会根据BMS是否达到充满状态或是受到充电桩发来的“充电桩中止充电报文“来判断是否结束充电（非正常条件在后续文章进行介绍）。满足以上充电结束条件，车辆会发送“车辆中止充电报文“，在确认充电电流小于5A后断开K5、K6。充电桩在达到操作人员设定的充电结束条件，或者收到汽车发来的”车辆中止充电报文“，会发送”充电桩中止充电报文”，并控制充电桩停止充电，在确认充电电流小于5A后断开K1、K2，并再次投入泄放电路，然后再断开K3、K4。