GB/T18487.1將充電流程分為：物理連接完成 、低壓輔助上電、充電握手階段 、充電參數(shù)配置階段 、充電階段、充電結(jié)束階段，如圖1。

圖1 直流充電流程

物理連接

物理連接是電動汽車直流充電的第一步。較多的充電故障是在物理連接或參數(shù)配置階段出現(xiàn)問題從而導(dǎo)致無法充電或充電啟動失敗。國標的充電槍有16根槍線。9孔槍頭，再加上7根槍線內(nèi)的線纜（9+7），如圖2所示。

圖2 充電連接界面示意圖

7根線是4+3。將槍頭和槍座鎖止的功能交給了充電樁，多出了電子鎖的4根線; 將槍頭溫度檢測功能交給了充電樁，又多了3根線。

圖3 充電槍頭

圖4 充電插座

充電槍的槍頭上有一個機械鎖，標準上約定為S開關(guān)。自然狀態(tài)下為＂常閉＂

整個摘槍到插槍的物理連接過程可分為以下四步：

A：U1、U2電壓為12V，充電前，槍頭插在槍座上。

圖5 充電槍自然狀態(tài)下未插入充電插座

S開關(guān)閉合，未插入充電插座中的CC1，經(jīng)R2、S開關(guān)與PE（地）構(gòu)成回路，如圖5所示。此時非車載充電機控制器檢測點1的電壓為6V。

B. 按住槍頭從掛槍座上取下槍頭

圖6 按住槍頭從槍座上取下槍頭

S開關(guān)斷開、未插入充電插座（按住槍頭），如圖6所示。此時非車載充電機控制器檢測點1的電壓為12V。

C. 按住槍頭，并將槍頭插進槍座

圖7 按住槍頭，插入充電插座

S開關(guān)斷開、插入充電插座，如圖7所示。此時CC1回路經(jīng)過車輛側(cè)的R4電阻（1kΩ）經(jīng)PE構(gòu)成回路，非車載充電機控制器檢測點1的電壓為6V。車輛檢測點2的CC2回路串R3電阻（1kΩ）經(jīng)PE構(gòu)成回路，車輛控制器檢測點2的電壓為6V。

D. 松開手，也即插入充電插座

圖8 插入充電插座，松開槍頭

S開關(guān)閉合、充電槍完全連接，電子鎖動作（插入松手）如圖8所示。非車載充電機控制裝置通過測量檢測點1的電壓值判斷車輛插頭與車輛插座是否已完全連接，當檢測點1的電壓值為4V，則判斷車輛接口完全連接。此時車輛控制器檢測點2的電壓為6V，判斷已經(jīng)連接。此時雙方均已確認接口完全連接，電子鎖鎖定，車輛應(yīng)國標要求應(yīng)處于不可行駛狀態(tài)。

檢測點1（CC1）、檢測點2（CC2）的電壓變化如圖9所示。

圖9 檢測點1（CC1）、檢測點2（CC2）的電壓變化

判斷完成物理連接的依據(jù)是：1，CC1端口電平為4V；2，充電槍頭和槍座鎖止。

一. 低壓輔助上電

軟件上，充電樁控制器執(zhí)行閉合K3、K4的程序; 硬件上，K3、K4閉合，12V的輔助電源通過充電槍上的A+、A-給車輛端的BMS供電。

注：當前，很多車型的BMS供電并不需要通過充電樁提供，而是由車輛的DC/DC供電。但是，即使如此，充電樁仍然需要執(zhí)行K3、K4閉合的動作，車輛端要接收從0V跳變到12V的“使能”信號才會啟動充電。

二. 充電握手階段

充電握手階段分為握手啟動和握手辨識兩個階段。

1、 握手啟動階段

2、 握手辨識階段

3、 充電握手流程分析

互發(fā)握手報文后，進入絕緣檢測階段。

三. 充電握手階段

物理連接后，輔助電源K3、K4閉合，使低壓輔助供電回路導(dǎo)通，充電機啟動握手報文。如圖10。

圖10 充電握手階段

a、 絕緣檢測階段1：檢測是否滿足絕緣要求。

閉合K1、K2進行絕緣檢測，如圖11所示。 絕緣檢測時的輸出電壓應(yīng)為車輛通信握手報文內(nèi)的最高允許充電總電壓和供電設(shè)備額定電壓中的較小值。R＞500Ω/V，絕緣正常;100Ω/V＜R＜500Ω/V，絕緣異常但仍可充電;R＜100Ω/V，絕緣故障，不可充電。

圖11 絕緣檢測階段1:閉合K1、K2

注：充電樁所做的絕緣檢測，由充電模塊發(fā)出的充電電壓作為電壓源，檢測DC+和DC-母線對PE的阻抗。在做絕緣檢測之前，K1、K2閉合，K5、K6斷開。

b、絕緣檢測階段2:泄放能量

檢測絕緣結(jié)束，斷開絕緣檢測電路開關(guān)。泄放電路開關(guān)閉合，啟動泄放電路，如圖12所示。

圖12 絕緣檢測階段2:泄放能量

C、辨識階段:充電樁與車輛BMS互相辨識。

殘余電壓泄放完畢后退出泄放電路，斷開K1和K2接觸器，同時開始周期發(fā)送通信握手報文，如圖13所示。

圖13 辨識階段:充電樁與車輛BMS互相辨識

注：充電樁系統(tǒng)的絕緣檢測，在進入充電流程時，是由充電樁完成的; 進入充電流程之后，是由車輛完成的。

四. 充電參數(shù)配置階段

充電狀態(tài)流程圖

充電參數(shù)配置階段流程

充電參數(shù)配置階段流程分析

五. 充電階段

        在充電配置階段，車端閉合K5、K6，然后樁端閉合K1、K2，這樣充電模塊就和被充電的動力電池構(gòu)成了充電回路，充電流程就進入了充電階段。在充電階段，車端按50ms周期發(fā)BCL報文，按250ms周期發(fā)BCS報文，樁端按50ms周期發(fā)CCS報文。充電樁根據(jù)車端電壓和電流需求，實時調(diào)整充電電壓和充電電流。車端還會按照250ms的周期發(fā)送BSM報文，按10s的周期發(fā)送可選的報文，如BMV、BML、BSP等。樁端根據(jù)報文信息，實時判斷電池狀態(tài)是否正常，實時判斷樁端是否滿足充電結(jié)束條件。車端實時判斷電壓和電流是否正常，判斷車端是否滿足充電結(jié)束條件。車端滿足充電結(jié)束條件，發(fā)送BST，樁端滿足充電結(jié)束條件，發(fā)送CST。BST和CST的發(fā)送周期是10ms。充電狀態(tài)流程如圖14所示。

圖14 充電狀態(tài)流程圖

圖15 充電階段的報文

        BCS報文信息包括動力電池組的充電電壓、充電電流、最高單體電池電壓、SOC、估算剩余時間。樁端超過5s沒有收到該報文，就應(yīng)立即結(jié)束充電。BCL報文信息包括電壓需求、電流需求和充電模式。樁端超過1s沒有收到該報文，就應(yīng)立即結(jié)束充電。CCS文信息包括充電模塊的輸出電壓、輸出電流、累計充電時間、充電允許或暫停。BMS超過1s沒有收到該報文，就應(yīng)立即結(jié)束充電。

六. 充電結(jié)束階段

在充電階段，充電模塊收到中止充電指令后關(guān)閉模塊的輸出，執(zhí)行泄放動作; 之后，充電流程才進入充電結(jié)束階段。在充電結(jié)束階段的一開始，車端BMS和樁端控制器交互統(tǒng)計數(shù)據(jù)報文BSD和CSD，車端在確認充電電流變?yōu)樾∮?A ，收到CSD后斷開 K5和 K6，樁端在收到BSD后斷開 K3、K4，電子鎖解鎖。整個充電流程結(jié)束。

1、交互BSD和CSD報文收到BST/CST之后，超過10s沒有收BSD/CSD報文為通信超時故障。CSD報文表示充電機本次充電過程的充電統(tǒng)計數(shù)據(jù)，包括累計充電時間，輸出電量，充電機編號。BSD報文表示BMS對于本次充電過程的充電統(tǒng)計數(shù)據(jù)，包括初始SOC、終止SOC、電池單體最低電壓、最高電壓、最低溫度、最高溫度。

2、 斷開接觸器，解鎖。

3、非正常條件下充電中止（充電樁故障、車輛故障、通訊超時、機械S開關(guān)狀態(tài)異常、電子鎖故障、輸出電壓超過電池允許電壓）。

整個直流充電過程和控制時序可見下圖。