为何需要充电桩我拉根线不能充电吗？（下）

  交流充电桩输入的是交流电输出的还是交流电，那还要它做什么？每辆车支持的充电电压、功率不一样，充电桩又是如何能够通用的？直流充电桩功率那么高，为什么充满电还需要那么久？关于充电的问题还有好多好多，让我们继续。

  交流充电桩虽没功率模块，输入怎样的交流电，输出便是怎样的，但它仍有存在的必要。即使是可以用家用10A插座的随车充也免不了带上一个方盒子。交流充电桩的基本功能包括：

  计量功能包括对电量、电压、电流的计量，如果是商用桩，那还需要出示计费功能；

  人机交互功能，包括显示充电信息、车辆状态和手动设置充电参数如充电电量、预约充电时间等；

  我们经常能听到一些电子科技类产品，使用了非原配的充电器导致充电起火的新闻。那么不同车型的充电电流、充电电压也是千奇百怪，充电桩支持的范围也不完全一样，又怎么确保我们的充电过程顺利安全呢？

  比如车辆能够支持21kW的充电功率，而桩只能提供11kW功率时，车辆又是怎么知道充电桩的最大能力是多少，确保充电电流不超过充电桩能力呢？

  这就需要说一下充电接口了，为了能够更好的保证车辆与充电桩的通用性，让你去哪都能充的上电，国家标准强制规定了充电接口的形式与功能。早些年特斯拉还用着自家美规的充电接口，要用公共充电桩还需要配一个转接器。而自2015年之后便全部换成了国标接口。

  国标规定，交流充电接口有7个触头，除了正常表交流电的L1、L2、L3三根相线、中性线N和地线PE之外，充电枪接口中还有两个小孔，其中的触头叫做CC、CP。

  根据标准的定义，CC接口用于判断充电枪与车上的插座是否完全接合。在充电枪插入插座的过程中，因为充电枪的设计是地线导电体最长，最先与插座接合，其次是相线和零线，最后是CC、CP，当车辆的充电控制装置检测到CC接通之后便可以明白插头已经插到位了。

  在此之后，如果车辆设计的充电电流大于16A，会有电子锁开始工作，阻止插头被拔出。电子锁会在整个充电过程中一直工作，很多人遇到过的充电故障时插头拔不下来就是因为充电流程非正常中断，程序没有走到解锁电子锁的状态（这种状态其实是一种应该被消除的bug）。

  确认车辆与充电桩都准备就绪后，CP便会加入进来，充电桩会通过CP端子向车辆发送一段振荡的PWM信号，经过控制这段信号的占空比来向车辆表明充电桩的能力。

  有些时候，还会遇到充电线与充电桩是可分离的情况（连接方式B），要是充电桩支持16A，而充电线A的细线，那么长时间充电也会有风险。此时车辆又是怎么样来判断充电线的载流能力呢？

  工程师利用线和充电枪是一体的特点，根据线的载流能力，在枪头CC与PE端子之间设置一个对应大小的电阻，车辆便可以检测这个电阻来判断充电线的最大电流。充电桩，线、车辆三者能力中取最小值，便能够保证充电时的安全。

  这一个过程被称作充电设备的控制导引功能，这一功能确定了充电环境的安全并控制充电过程。前者最重要的包含充电线路的绝缘检测，漏电流保护，确认车辆是不是已经处于不能行驶的锁止状态等等。后者确认了车辆可接受的充电能力，充电线缆的电流承载能力，充电桩的输出能力，电网能力等等。

  直流充电也是有类似的结构。而且因为功率更大，电压更高，电流更大，直流的控制导引功能更为复杂严密。交流充电接口只有2个触点负责控制导引，而直流充电接口有6个。

  直流桩通讯功能的核心在于CAN通讯，对，就是车辆内部网络用的那个CAN通讯。直流桩相当于是将车载充电机的功能挪了出来，外部进行整流、变压。因此，直流充电桩需要与BMS直接进行通讯，由BMS指挥直流桩调整电压电流。比起交流充电，直流充电时，车辆与充电桩之间的通讯需求大了不止一个量级。

  国标GB/T 27930专门规定了直流充电时的通讯报文。而国标GB/T 34658则从充电握手、参数配置、充电阶段、充电结束四大阶段制定了数十项通讯故障模拟，要求车辆的BMS与充电桩通讯时能够很好的满足互通互信的要求。

  不仅如此，还有一则名为GB/T34657的标准专门规定了充电时的操作的过程，为了使不相同的型号、版本的供电设备与电动汽车，通过信息交换和过程控制，实现充电互联互通。

  ★ 既然有那么多的标准规范了充电流程，那么为什么充电故障的新闻还是屡见不鲜？

  国家规定的互操作性要求，对车有强制性，标准保证了车辆在通用的公共充电桩上都能够充电，而对桩虽然有一定的标准，但并没有强制性措施。面对可能会产生的故障，桩很可能就无法反应过来，导致充电的失效或者更严重的充电枪锁死。

  而且由于有了数据量更大的CAN通讯，除了国家规定的标准通讯规范之外，企业还可以制定自己的通讯协议。就像手机生产厂商的各种快充协议一样，国家标准就像PD协议或者更基本的5V2A，而特斯拉、蔚来、小鹏等等的专属桩就像VOOC闪充、mCharge、高通QC这样的独家快充协议，存在互不兼容的情况。

  但通过了强制检测的车就完全无辜吗？并不是，厂家控制策略也有差别，有些厂家在遭遇故障后会立刻重复尝试，或者干脆全部断开连接，插拔充电枪可以重置。而有的厂商在通讯故障之后会设定一定保护时间，在这一段时间中，充电状态并不会重置，也不会重新尝试开始充电。所以虽然都可以通过测试，但有些情况就可能被消费者认为是充电故障。

  解决了通讯问题之后，便轮到充电了，直流充电的功率关系着我们的充电速度，那么直流充电功率是不是越大，充电速度越快呢？

  对，但又不完全对，因为除了充电桩的输出能力，充电还需要看电池的接受能力。需要看你充电的范围，是从0到100%或者30%-80%还是5%-30%等等。

  充电桩的峰值功率并不能够覆盖充电的全过程。目前所有车企宣传的最大充电功率都只能在SOC较低阶段持续很短的时间。比如看这张汽车之家制作的特斯拉V3超充的250kW充电功率曲线图，最高充电功率只能在电量5-30%之间保持。到了50%之后，与V2超充差别就不大了。

  如果你在电量高于65%的时候去充电，V2和V3并没有区别，高功率的充电桩并不能带来充电时间的减少。但如果你在电量较低时去充电，高功率的快充就能够显著缩短充电时间，提高补能效率。

  特斯拉这种情况算得上是比较好的，因为V3超充整体功率曲线上方，任何情况下，其充电速度至少不会比V2慢。但又另一种大功率快充的应用则是更加大的幅度提高了低电量时的充电速度，但是以牺牲后段为代价。

  就好像填满一个杯子，一开始可以用大石块，之后可以用小石块、沙子，最后只能用水，而且是涓流的水，不然水来不及填补缝隙就溢出来了。如果一开始大石块放的不好，可能之后小石块就被堵住了，底部还留了很多空洞，这些全部都用涓流的水来填补的话，整体用时可能会更长。

  这是一个功率利用率的问题，其根源在于电池，而非充电桩。但发展大功率充电桩的意义仍然重大，毕竟在低电量时可实现的快速补能，比如充电5分钟续航120km，仍可解许多燃眉之急。

  如果未来电池获得长足发展，高倍率充电不再是瓶颈的时候，直流充电的功率会不会无止境地发展呢？

  我认为不会。未来可能会出现300kW、400kW、500kW甚至更高的直流充电桩，但充电功率绝不会无限制的发展，到那时候，瓶颈在于大功率充电对于电网的影响。

  一台300kW的充电桩已达到了一栋写字楼的用电量，而上海当前夏季峰值用电的3300万千瓦。也不过相当于是10万辆车一起进行300kW级别的快充。目前阶段，这种规模的充电自然是不可能的，而如果未来全部推广了电动车，保有量以千万计，推广到全国，电网压力就不可小觑了。

  为此智能，联网的充电桩一定是发展的必须，每个充电桩的充电功率能够准确的通过配电站、街道、城市等等各个层级的负荷率做调整，错峰充电避免对电网产生冲击。

  上海经信委和发改委已经推出了新的区域标准，要求充电桩一定要具有联网功能，便是为其未雨绸缪。