現(xiàn)在主流的充電樁功率大小有30KW、60KW、120KW、150KW、180KW等。出租車、物流車、乘運(yùn)車一般使用30KW、60KW的，公交大巴則使用120KW甚至更大功率的。因?yàn)槌潆娔K主流的都是15KW了，所以充電樁的功率總是15KW的倍數(shù)。功率大小的不同也許不能算為一種分類方式，只是代表了充電樁的規(guī)格。 

　　充電槍的多少：

　　直流充電樁通常有單槍和雙槍之分。從市場的需求和實(shí)用角度來看，將來應(yīng)該是雙槍為主，因?yàn)閱螛尩男б嫣停喊惭b了一個(gè)充電樁，占了那么大的空間，花費(fèi)那么多費(fèi)用，同時(shí)能給兩輛車充電不是更好嗎？當(dāng)然，除了雙槍還可以有更多的槍。

　　雙槍充電有輪充和均充之分。譬如180KW的充電樁，當(dāng)只給一輛車充電時(shí)，一個(gè)槍上的功率是180KW，這是輪充；給兩輛車充電時(shí)，兩個(gè)槍上的功率分別是90KW，這是均充。

　　結(jié)構(gòu)形式：

　　一直以來，比較主流的分類是將直流充電樁分為兩種：一體式直流充電樁和分體式直流充電樁。

　　所謂一體式，就是充電樁的所有構(gòu)成單元是一體的。分體式則將控制單元、計(jì)費(fèi)單元、充電接口、人機(jī)交互界面等部分單獨(dú)做到一起，這部分除了充電槍之外都是弱電部分電路，將功率單元主要包括充電模塊，強(qiáng)電的配電電路部分等集中在一起，對于超大功率的充電樁，采取這種方式的比較多。

　　功率更大的充電樁甚至被定義為另外一種產(chǎn)品形態(tài)，被稱為“充電堆”，總功率高達(dá)幾百KW的充電模塊集中在一起，看起來像一個(gè)集裝箱一樣，從這個(gè)超大的箱體中拉出2個(gè)或者更多的充電槍，形成多個(gè)充電終端。

　　安裝方式： 

　　大多數(shù)直流充電樁是落地式的，不管是一體式還是分體式都是落地的，甚至在前述的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)中，對“非車載充電機(jī)”的定義就是“固定安裝在地面”。但是，在其它的一些應(yīng)用場合也需要便攜式和移動(dòng)式。

　　便攜式充電樁外形小巧，安裝有滑輪及電源電線，可根據(jù)需要移動(dòng)到充電的位置。適合于乘用型電動(dòng)汽車充電。壁掛式充電樁安裝在墻上，不占用車輛停車空間，適合于家庭和公共停車場、居民小區(qū)。 

　　3.直流充電樁的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)

　　和直流充電樁相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)有三類：國家標(biāo)準(zhǔn)、行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)和企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。

　　國家標(biāo)準(zhǔn)：

　　由中國電力企業(yè)聯(lián)合會(huì)提出并歸口，以國家標(biāo)準(zhǔn)形式發(fā)布的直流充電樁相關(guān)的國家標(biāo)準(zhǔn)有四個(gè)：

　　1．GB/T18487.1-2015：電動(dòng)汽車傳導(dǎo)充電系統(tǒng) 第1部分：通用要求

　　2．GB/T20234.1-2015：電動(dòng)汽車傳導(dǎo)充電用連接裝置第1部分：通用要求

　　3.GB/T20234.3-2015：電動(dòng)汽車傳導(dǎo)充電用連接裝置第3部分：直流充電接口

　　4.GB/T27930-2015：電動(dòng)汽車非車載傳導(dǎo)式充電機(jī)與電池管理系統(tǒng)之間的通信協(xié)議

　　此外，還有一個(gè)和交流充電樁相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)：

　　5.GB/T20234.2-2015：電動(dòng)汽車傳導(dǎo)充電用連接裝置第2部分：交流充電接口

　　行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)：

　　由中國電力企業(yè)聯(lián)合會(huì)提出，由能源行業(yè)電動(dòng)汽車充電設(shè)施標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會(huì)歸口，由國家能源局發(fā)布的直流充電直流充電樁相關(guān)的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)有二個(gè)：

　　1.NB/T33001-2010：電動(dòng)汽車非車載傳導(dǎo)式充電機(jī)技術(shù)條件

　　2.NB/T33008.1-2013電動(dòng)汽車充電設(shè)備檢驗(yàn)試驗(yàn)規(guī)范第1部分：非車載充電機(jī)

　　企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)：

　　由國家電網(wǎng)公司營銷部提出，由國家電網(wǎng)公司科技部歸口，由國家電網(wǎng)公司發(fā)布的直流充電樁相關(guān)的企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)有三個(gè)：

　　1．Q/GDW1233-201：電動(dòng)汽車非車載充電機(jī)通用要求

　　2．Q/GDW1235-2014：電動(dòng)汽車非車載充電機(jī)-通信協(xié)議

　　3．Q/GDW1591-2014：電動(dòng)汽車非車載充電機(jī)檢驗(yàn)技術(shù)規(guī)范

　　此外，國家電網(wǎng)還發(fā)布了針對計(jì)費(fèi)控制單元與充電控制器通信協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)。 

　　由南方電網(wǎng)公司生產(chǎn)設(shè)備管理部歸口，南方電網(wǎng)公司發(fā)布的直流充電樁企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)有二個(gè)：

　　1． Q/CSG1211013-2016：電動(dòng)汽車非車載充電機(jī)技術(shù)規(guī)范

　　2．電動(dòng)汽車非車載充電機(jī)檢驗(yàn)技術(shù)規(guī)范

　　此外，南方電網(wǎng)公司還發(fā)布了和交流充電樁相關(guān)的技術(shù)規(guī)范《Q/CSG1211013-2016：電動(dòng)汽車交流充電樁技術(shù)規(guī)范》 

　　以上充電樁相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)在網(wǎng)上容易搜索到。各位如果需要，可以來電來函向我索取，聯(lián)系方式見上面署名欄。

　　4. 直流充電樁的基本構(gòu)成及基本工作原理

　　在NB/T33001-2010標(biāo)準(zhǔn)中指出，直流充電樁基本構(gòu)成包括：功率單元、控制單元、計(jì)量單元、充電接口、供電接口及人機(jī)交互界面等。

　　根據(jù)各種標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)出的直流充電樁，早期是五花八門的，主要差別在于強(qiáng)電的各種開關(guān)、繼電器、接觸器、漏電保護(hù)器、防雷等細(xì)節(jié)不太一樣。隨著直流充電樁的普及，直流充電樁的具體設(shè)計(jì)細(xì)節(jié)逐漸雷同。網(wǎng)絡(luò)上可以找到直流充電樁的結(jié)構(gòu)圖和原理框圖。將來這類信息更加變得沒有任何保密價(jià)值。 

　　直流充電樁本身作為一種系統(tǒng)集成產(chǎn)品，除了“充電樁之核”和“充電樁之芯”這兩個(gè)技術(shù)核心之外，主要的設(shè)計(jì)難點(diǎn)在于結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，風(fēng)道設(shè)計(jì)是整樁可靠性設(shè)計(jì)的關(guān)鍵點(diǎn)之一，此外，還包括“防塵、防水”和“防潮濕、防霉變、防鹽霧、防腐蝕”設(shè)計(jì)。 

　　“充電樁之核”是比較基礎(chǔ)的嵌入式硬件和軟件技術(shù)，“充電樁之芯”則代表了電力電子技術(shù)在AC/DC領(lǐng)域的最高成就。充電樁的產(chǎn)業(yè)鏈包括五個(gè)部分，詳情請看筆者的《充電樁之芯系列之四：云-核-芯-樁-站：充電樁產(chǎn)業(yè)鏈，專注還是整合？-怎么玩？》

　　“充電樁之芯”對于整個(gè)直流充電樁的意義，就如DSP芯片之于DSP控制產(chǎn)品的意義。如果將“充電樁之芯”比作一顆關(guān)鍵“芯片”，高斯寶電氣有義務(wù)提供基于芯片的參考設(shè)計(jì)，包括提供源于長期市場檢驗(yàn)的充電樁系統(tǒng)原理圖，結(jié)構(gòu)圖和BOM清單，提供市場上久經(jīng)考驗(yàn)的直流充電樁控制器方案，提供充電站運(yùn)營管理云平臺(tái)方案。 

　　充電的過程似乎本不該這么復(fù)雜：在電池兩端加載電壓，以恒定大電流對電池充電，電池的電壓漸漸地緩慢地上升，上升到一定程度，電池電壓達(dá)到標(biāo)稱值，SOC達(dá)到95%（針對不同電池，不一樣）以上，繼續(xù)以恒壓小電流對電池充電。“電壓上去了，但電量沒有充滿，就是沒有充實(shí)，如果有時(shí)間，可以改用小電流充實(shí)。” 因此，充電樁里面需要有充電模塊提供直流電能，需要有控制器控制充電模塊的“開機(jī)、關(guān)機(jī)、輸出電壓、輸出電流”，需要有觸摸屏作為人機(jī)界面下發(fā)指令，通過控制器將“開機(jī)、關(guān)機(jī)、輸出電壓、輸出電流”等指令下發(fā)給充電模塊。從電氣層面理解的最簡充電樁只要有充電模塊，控制板和觸摸屏就可以了；如果開機(jī)、關(guān)機(jī)和輸出電壓]輸出電流等指令在充電模塊上做成幾個(gè)鍵盤，那么一個(gè)充電模塊就可以對電池充電了。  

　　下圖為直流充電樁工作原理框圖。

　　總結(jié)幾點(diǎn)有助于大家理解這個(gè)原理框圖：

　　1.單個(gè)的充電模塊目前只有15KW，不能滿足功率要求，需要多個(gè)充電模塊并聯(lián)在一起工作，需要有CAN總線來實(shí)現(xiàn)多個(gè)模塊的均流。

　　2.充電模塊的輸入來自電網(wǎng)，是大功率供電，涉及到電網(wǎng)和人身安全，特別是人身安全，需要在輸入端安裝空氣開關(guān)（學(xué)名是“塑殼斷路器”），防雷開關(guān)甚至漏電開關(guān)。

　　3.充電樁的輸出是高壓、大電流，電池是電化學(xué)品，容易爆炸，要防止誤操作的安全問題，輸出要有熔斷器。

　　4.安全問題是最高優(yōu)先級(jí)的，除了有輸入端的措施之外，機(jī)械鎖和電子鎖是一定要有的，絕緣檢測是一定要有的，泄放電阻是一定要有的。

　　5.電池是否接受充電，這不是由充電樁決定的，是由電池的大腦、BMS決定的。BMS下發(fā)“是否允許充電，是否終止充電，可以接受多大電壓，多大電流充電”的指令給控制器，控制器再下發(fā)給充電模塊。因此，需要有實(shí)現(xiàn)控制器和BMS之間的CAN通信，控制器和充電模塊之間的CAN通信。

　　6.充電樁還要接受監(jiān)控管理，控制器需要通過WiFi或3G/4G等網(wǎng)絡(luò)通訊模塊和后臺(tái)連接。

　　7.充電的電費(fèi)不是免費(fèi)的，需要安裝電表，需要讀卡器實(shí)現(xiàn)計(jì)費(fèi)功能。

　　8.充電樁殼體上需要有一目了然的指示燈，通常是三個(gè)指示燈，分別表示充電，故障，電源。 

　　9.直流充電樁的風(fēng)道設(shè)計(jì)是關(guān)鍵。風(fēng)道設(shè)計(jì)除了結(jié)構(gòu)上的學(xué)問，需要在充電樁里面安裝有風(fēng)扇，雖然每個(gè)充電模塊里面都有風(fēng)扇。 

　　這樣一來，直流充電樁作為一個(gè)系統(tǒng)，就顯得比較復(fù)雜了。下面給出某單槍直流充電樁更詳細(xì)的電氣原理框圖： 

　　筆者認(rèn)為這個(gè)原理圖有一些值得商榷的地方。筆者拋出以下幾個(gè)問題，從事充電樁研發(fā)的朋友對這些問題一定會(huì)很感興趣:

　　1.充電模塊組的輸出端是否可以只用一個(gè)熔斷器？ 是否可以只用一個(gè)直流接觸器？

　　2.直流接觸器是否可以不通過繼電器來控制，直接由控制器的I/O信號(hào)來控制？

　　3.輔助電源的輸入端加了漏電開關(guān)，這是否可以省去？ 三相交流輸入端卻沒有加漏電開關(guān)，這是否可以接受？

　　4.風(fēng)扇是否可以不用繼電器控制？

　　5.輔助電源是否可以由兩個(gè)合并為一個(gè)？ 

　　6.是否可以只要一種12V的輔助電源？

　　7.電子鎖是否可以不用通過繼電器切合？

　　8.圖中沒有電壓和電流檢測單元，這是否可以接受？ 

　　9.電表在采集電壓和電流信息，BMS也在采集電壓和電流信息，每個(gè)充電模塊本身也給充電控制器上報(bào)電壓和電流信息，它們之間的差異是什么？

　　10.充電模塊組整體端接了一個(gè)120歐電阻，那么在充電模塊內(nèi)部是否需要在每個(gè)模塊CAN輸出接口端接120歐電阻匹配？

　　11.圖中總共用了幾個(gè)CAN通訊口？幾個(gè)RS485通訊口？如果是雙槍，需要幾個(gè)CAN通訊口？ 

　　將這些的電氣原理圖設(shè)計(jì)成一個(gè)樁體，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)上的一些問題顯然更值得討論。歡迎交流！諸位看客，歡迎來電來函和我討論。

　　5.直流充電樁的發(fā)展趨勢

　　關(guān)于直流充電樁的發(fā)展趨勢，也許有5個(gè)方向值得關(guān)注：

　　1. 超大功率充電堆-功率動(dòng)態(tài)分配-柔性充電

　　2．社區(qū)停車場環(huán)行智能充電

　　3. 家用型壁掛式充電樁進(jìn)家用電器賣場，進(jìn)家庭

　　4．“光充儲(chǔ)”充放電一體化

　　5. 共享充電、免費(fèi)充電

　　1超大功率充電堆-功率動(dòng)態(tài)分配-柔性充電

　　純電動(dòng)公交充電站集中停放、運(yùn)營路線充電的特點(diǎn)決定了其充電解決方案可能朝超大功率充電堆的方向演進(jìn)。純電動(dòng)出租車和物流車甚至也可能朝這個(gè)方向演進(jìn)。30KW充電模塊需求變得急迫，其主要推動(dòng)力就是充電堆的需求正變得急迫。

　　功率動(dòng)態(tài)分配最先是某公司提出來的，每兩個(gè)模塊后面用一個(gè)功率繼電器，可以把這兩個(gè)模塊投在左槍也可以投在右槍使用；后來另外一家公司提出新的名詞柔性充電，需要大功率充，電流很大的時(shí)候，將其它模塊投過來使用，小車來的時(shí)候可以分開使用，這樣做是有一定的道理；柔性在電網(wǎng)中有加大功率這樣一層意思在里面，所以提出柔性充電概念也說的過去。不同叫法，實(shí)際上是同一意思。

　　筆者認(rèn)為對于180KW及以下的直流充電樁，談功率動(dòng)態(tài)分配和柔性充電是個(gè)偽需求，甚至分體式的意義都不大，但是雙槍輪充和均充也許有點(diǎn)實(shí)際意義。

　　充電堆的應(yīng)用場景是，可以根據(jù)當(dāng)前待充電車輛數(shù)量來自動(dòng)分配給每個(gè)車多大功率。這樣確保將充電模塊的功率用到極致，在車輛不多的時(shí)候，每輛車被分配的功率很大，可以更快速地充滿。這種應(yīng)用就需要更多的繼電器切換充電模塊的功率流向，這會(huì)增加一些硬件成本，可靠性難度也增加了一些，當(dāng)然，也需要對充電控制器的軟件進(jìn)行升級(jí)。

　　2社區(qū)停車場環(huán)行智能充電  

　　所謂環(huán)行智能充電，這是個(gè)很時(shí)髦的概念。具體應(yīng)用場景是：在一個(gè)社區(qū)停車場停放了很多電動(dòng)汽車，中央處理單元主動(dòng)地巡回檢測每臺(tái)車的電池電量，在夜間自動(dòng)地輪流將每臺(tái)車充滿。這其實(shí)也是一種柔性充電，也需要在社區(qū)停車場安裝超級(jí)充電堆。這種做法的好處是：比交流充電的效率更高，比安裝若干個(gè)直流充電樁，車主排隊(duì)等待直流充電的靈活性大，成本也低很多。將來甚至每臺(tái)電動(dòng)汽車不再需要配置“車載充電機(jī)”了？ 

　　3家用型壁掛式充電樁進(jìn)家用電器賣場，進(jìn)家庭

　　也許我們可以更加樂觀，在解決了電力配送之后，就是將來有能力將中國過量的電力供應(yīng)輸送到每個(gè)居民小區(qū)的時(shí)候，消費(fèi)者為了追求更快速的充電體驗(yàn)，個(gè)人可以自主決定是安裝直流充電樁還是交流充電樁，直流充電樁將做得像家電產(chǎn)品一樣小巧、漂亮。壁掛式直流充電樁將是一種剛需。這種產(chǎn)品的銷售模式就像賣電熱器這類商品一樣，在商場里面賣，在JD，TMALL上面賣。這種像家電一樣的產(chǎn)品將去掉直流充電樁組成中一些不太緊要的部件，將充電控制器和觸摸屏功能做到一個(gè)充電模塊大小的外殼里面，但模具會(huì)做得很精致。隨著電力電子技術(shù)的進(jìn)步，充電模塊功率密度越來高，這個(gè)趨勢將成為可能。

　　4“光充儲(chǔ)”充放電一體化

　　光伏、充電、儲(chǔ)能三者組合在一起的概念已經(jīng)有了具體的產(chǎn)品，就是PowerWall，將來PowerWall進(jìn)一步發(fā)展，構(gòu)成新型充電站形態(tài)，電能在光伏電池板、電動(dòng)汽車、電網(wǎng)、儲(chǔ)能電池四者之間自由地流動(dòng)。直流充電樁既可以由電網(wǎng)提供電能給電動(dòng)汽車充電，也可由光伏電池板提供，還可以由儲(chǔ)能電池提供。儲(chǔ)能電池，電池汽車電池和光伏電池板的電能也可以賣給電網(wǎng)。  

　　5共享充電、免費(fèi)充電

　　如果以互聯(lián)網(wǎng)的共享思維來思考未來，任何個(gè)人安裝的充電樁可以提供給任何其他車主充電，也就是說所有的充電樁都是可以隨時(shí)開放的。通過互聯(lián)網(wǎng)工具，車主很容易找到閑置的個(gè)人充電樁。

　　將來充電站可能在互聯(lián)網(wǎng)的思維下做成了O2O的Off-Line的重要連接節(jié)點(diǎn)，只要有車主來充電，可能就要在充電站等待15分鐘。充電站將是非常美妙的地方，美妙得你不得不流連忘返，消費(fèi)一把。當(dāng)然，充電站是重要的廣告場地資源，這是不難想象的。