一、摘要

充電樁是電動(dòng)汽車的電站，其功能類似于加油站里面的加油機(jī)。直流充電樁主要安裝在大型充電站內(nèi)，以三相四線制的方式連接電網(wǎng)，能夠提供充足的電力，輸出的電壓和電流調(diào)整范圍大，俗稱“快充”。在充電的同時(shí)，充電樁顯示屏上能夠顯示電量、費(fèi)用、充電時(shí)間等數(shù)據(jù)，這里就需要用到通信協(xié)議。

圖1直流充電樁與電動(dòng)汽車

二、系統(tǒng)介紹

直流充電樁主要涉及三類通信：直流充電樁與電動(dòng)汽車通信、直流充電樁內(nèi)部設(shè)備的通信、直流充電樁與周圍其他設(shè)備（如控制中心）之間的通信。

圖2直流充電樁控制電路通信方案

直流充電樁與電動(dòng)汽車之間通信。根據(jù)GB/T20234.3-2015，直流充電樁與電動(dòng)汽車的通信通過CAN協(xié)議進(jìn)行，因此每一個(gè)直流充電插頭都必須包含CAN接口，一樁多充的充電樁則會(huì)有多個(gè)CAN接口。如圖2所示。

直流充電樁內(nèi)部功能單元之間通信。例說由于檢測(cè)充電電量的多功能智能電表，一般智能電表自帶RS485接口，電表與主板之間的通信通過RS485實(shí)現(xiàn)；又如主板一般通過CAN通信通知充電模塊開始或結(jié)束充電。如圖2所示。

直流充電樁與周圍其他設(shè)備之間的通信。例如一個(gè)充電站一般配備一定數(shù)量的充電樁時(shí)，充電站、充電樁及其他電網(wǎng)設(shè)備、管理設(shè)備之間需要交換數(shù)據(jù)來達(dá)到配網(wǎng)自動(dòng)化管理。由于目前行業(yè)內(nèi)也未形成統(tǒng)一的通信標(biāo)準(zhǔn)，為了保持充電樁接入網(wǎng)絡(luò)的靈活性，常見的做法是在控制板上預(yù)留幾種主流的通信接口，以適應(yīng)不同通信網(wǎng)絡(luò)要求。

三、通信方案

由以上方案可知，除了充電站網(wǎng)絡(luò)布局之外，對(duì)于CAN隔離收發(fā)器和RS485隔離收發(fā)器，充電樁并不過分要求通信接口模塊的節(jié)點(diǎn)數(shù)、通信速率等基礎(chǔ)功能，但不可忽視以下幾個(gè)方面的性能：

電磁敏感性：直流充電樁周圍存在的大功率開關(guān)元件產(chǎn)生大量電磁干擾，通信模塊要能夠有效抵御惡劣的電磁環(huán)境。

總線防護(hù)：直流充電樁與電動(dòng)汽車通過CAN總線進(jìn)行通信時(shí)，還需考慮總線防護(hù)，因?yàn)槌潆娊涌跁?huì)不斷地與不同的汽車連接、斷開，這個(gè)過程中CAN總線極有可能產(chǎn)生瞬態(tài)電壓、ESD，若無防護(hù)，CAN通信接口極易損壞。

環(huán)境溫度：直流充電樁工作于室外，環(huán)境溫度一般為-20℃~+50℃；部分散熱不良處溫度可能達(dá)到75℃以上。因此，通信接口模塊要能適應(yīng)嚴(yán)苛的工作溫度。

故障率：通信接口模塊直接關(guān)系到直流充電樁充電功能，故要求通信接口模塊故障率極低，同時(shí)一旦接口模塊損壞，可以及時(shí)方便地進(jìn)行維修。

圖3CAN離收發(fā)模塊TD501DCANH3

圖4RS485隔離收發(fā)模塊TD501D485H

四、通信方案說明

直流充電樁應(yīng)用中的通信接口設(shè)計(jì)，主要考慮其抗干擾能力，因此推薦使用隔離收發(fā)模塊。金升陽CAN/RS485隔離收發(fā)模塊集成收發(fā)芯片、隔離芯片及DC/DC隔離電源于一體，金升陽兩款隔離通信接口模塊TD501DCANH3和TD501D485H，優(yōu)越的電磁敏感性、總線防護(hù)、寬環(huán)境溫度范圍、低故障率等特性，完全直流充電樁各方面要求。