【年终分享帖】充电桩解密之我见

前作为某公司充电桩研发的探路人，现就充电桩进行解密，此贴内容为研发充电桩个人见解，主要摘自研发笔记，不足之处请拍砖。PS：本人现专功其他研发，本帖信息为多年的资料整理，部分信息略显老旧；
前篇
　　工信部披露的《中国制造2025》节能与新能源汽车产业发展战略目标，对于2020年或者更远的2025年新能源发展作出明确规划：其中，明确提出纯电动和插电式混合动力汽车、燃料电池汽车、节能汽车、智能互联汽车是国内未来重点发展的方向。
　　近日，工信部披露的《中国制造2025》节能与新能源汽车产业发展战略目标，对于2020年或者更远的2025年新能源发展作出明确规划：其中，明确提出纯电动和插电式混合动力汽车、燃料电池汽车、节能汽车、智能互联汽车是国内未来重点发展的方向。
　　规划明确指出：到2020年，自主品牌纯电动和插电式新能源汽车年销量突破100万辆，在国内市场占70%以上;到2025年，与国际先进水平 同步的新能源汽车年销量300万辆，在国内市场占80%以上。纯电动汽车和插电式混合动力汽车不仅要稳占国内市场头把交椅，还要走出国门。
　　对于燃料电池汽车领域，《2025》要求，到2020年，燃料电池车将不再局限于是概念车，到2020年，生产1000辆燃料电池汽车并进行示范运行;到2025年，制氢、加氢等配套基础设施基本完善，燃料电池汽车实现区域小规模运行。
　　在节能汽车方面，到2020年，乘用车新车整体油耗降至5升/100公里，2025年，降至4升/100公里左右。到2020年，商用车新车油耗接近国际先进水平，到2025年，达到国际先进水平。智能互联是未来汽车发展的热点。
　　《2025》明确提出，到2020年，掌握智能辅助驾驶总体技术及各项关键技术，初步建立智能网联汽车自主研发体系及生产配套体系。到2025 年，掌握自动驾驶总体技术及各项关键技术，建立较完善的智能网联汽车自主研发体系、生产配套体系及产业群，基本完成汽车产业转型升级。

第一节 充电桩类型
    充电桩按照类型可分为交流桩、直流桩；
    交流桩应用于本身自带充电机的汽车，其充电机内部具有限流、限功率的功能；此类汽车主要为家用代步汽车，但是此充电法时间比较长，而且充电机本身会发热（其实就是一台AC-DC电源，可见提高电源效率和热设计的重要性）；
    直流桩为解决交流桩充电速度慢而革新的产物，因快速充电，而需要大功率充电机，大功率必然带来了大体积，考虑到电动汽车本身的空间，充电机不再置于汽车内部，而是独立出来；

第二节 交流充电桩
    交流充电桩，主要为家庭或者公司等场所的应用，考虑到其体积小（汽车内部空间有限），所以充电功率相对小，单相电足够应付且方便；       
    目前功率有两种：16A/32A；   
    需要的主要部件：桩体、输出单元、电量计量单元、计费中心（读卡、计费等等）、输出控制单元、各种保护单元（过欠压、过流、温度、湿度、防雷、霉变、鼠虫等等）、网络通讯接口等；

第三节 直流充电桩   
    直流桩为大功率快速而设计，其本身的物理特性导致了功率转换单元必须置于车外，一般有两种：1、桩与转换单元为一体的结构；2、集中供电，供电房集中能量转换，然后支路送给各个桩口用于充电；
    直流桩的应用对象为两种：1、小客；2、大巴；
    小客：这是未来的主要市场区域；输出电压范围：320VDC~500VDC,功率为15KW~50KW之间；
        大巴：100A≥充电电流≥400A；功率为50KW~200KW之间；
        需要的部件：除上述交流桩所需各个部件外，还需一套大功率功率转换单元（AC-DC）；

第四节 国家标准
        

        GB/T20234.1-2011 电动汽车传导充电用连接装置 第1部分 通用要求

        GB/T20234.2-2011 电动汽车传导充电用连接装置 第2部分 交流充电接口

        GB/T20234.3-2011 电动汽车传导充电用连接装置 第3部分 直流充电接口

        GB/T27930-2011 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/T28569-2012《电动汽车交流充电桩电能计量》

第五节 运营方法
    1、国家控股统一加电站，如加油站一般，方法
       1）集中充电；
       2）换电即走（从应用的角度看，此法可行，像08年北京奥运会一样，因为没有人愿意等30分钟以上，这样会造成交通堵塞的）；  
    2、小区运营：住户停车充电，桩/车；

第六节 附属行业
    1、箱体结构；                   
       因充电桩外壳IP等级需要达到54，即IP54；故而充电桩前面最好开模；
    2、电缆；
       对于直流充电桩其充电电流较大，需要的传输线缆必须为低阻高通的线材，应当减小线损，不同温度下耐折弯、爆嗮、抗低温、耐碾压等；
    3、通讯；             
       1）各个充电桩最终需要“集中管理”，对于偏远地方零星桩体，单个桩体建站管理是不靠谱的，可以采用GPRS（定位）、GSM/CDMA等无线对其进行监控；
       2）站内充电桩需要一个数据中心对其状态，充电电量等进行实时检测；此处需要用到EtherNET、WIFI等技术；
    4、银联；
       1）银行卡绑定；
          需要与银行数据终端对接，手续复杂，安全性不够；如果可以与POS机很好对接为佳；
       2）充值卡；
          如公交卡，但很容易A城市的卡到B城市去用不了；建议国家统一标准；
       3）第三方银号；
          如支付宝，马云...           
    5、安防监控；
       电、火、水、偷、毁等；
       电：30mA的电流就可以挑逗心胀，
       火：发热元件，如输电线缆，如功率变换半导体器件；
       水：导体，可以载舟，可以覆舟；
       偷：人为，输电线缆全是铜，一根好重啊；外设智能设备，高科技；
       毁：每天都有很醉的，喝醉的都有个别耍酒疯的；
    6、电子行业；
       1）计量——智能电表；
          如果用现成的智能电表作为计费单元，可以省去此部分计费的审计；
       2）门禁——RFID/CPU卡/M1卡；
          当个别老大爷没有学会用银联卡，更没有学会用支付宝（马云，任务仍然很艰巨啊...），或者忘记带以上设备时，请到充电站管理中心办张临时卡，就上以前网吧上网卡一样；
       3）电源——大功率电源；
          充电机；因为新能源产业，功率因数≥0.99，效率大于0.9；这可是硬性要求；
       4）嵌入式；
          CAN、485、GSM/CDMA、EtherNet等通讯方式；

          急停功能；

          交流输入过/欠压保护；

          缺相保护；

          直流输出过压保护；

          直流输出欠压告警；

          过温保护；

          过负荷保护；

          短路保护；

          漏电保护；

          防雷保护；

          漏电保护；

          电池反接保护等。

     7、电池

          新材料电池；

结束语
        眼下电动汽车行业正值少年光华，各大公司也相继推出了相应的电动汽车以及充电桩；   

    但就本人愚见，需要理性对待新能源汽车产业链；前几年，某新能源XXXXXX行业，导致了有些公司上午开业，下午就倒闭的不在少数，而且生产此XXXXX产品过程中带来污染需要好几年才能净化；

    据说购置新能源汽车会相应有优惠，那么3年之后换电池的时候也会有吗？

    如果说有什么牵绊着新能源汽车发展的脚步，那就是车子的动能；新材料电池必须有所突破；

    新材料电池必须具备以下特点，充电快、抗爆、耐高低温、可复用性时间长、无污染（如果制造此电池的污染治理大于此电池带来的收益，那么就不是科技的进步）；

        个人比较看好混动，起动的时候，有很多能源是浪费的，此时可以使用电动，正常运转的时候切换到油动；低速时切换到电动；

    某天看到网上有科研单位爆出，充电十分钟，能跑300公里；提问：能量守恒，充电机的功率得多大，电网是否够，如何保证电网最优发电；

    亮点：如果电只是作为辅能，使用新燃料；举例（此例不恰当，仅为说明观点）：若核能可以很好的应用汽车能动上，而核能转换需要少量的辅能作为催化剂（电能），少量电能充电时间当然短；

    最后预祝新能源汽车行业能够早点给社会带来好的福利；
基于充电桩的触摸屏人机界面HMI设计开发
充电桩