充电桩的‘最强大脑’是谁？一分钟带你认识充电桩主控板，看它如何指挥安全充电！

1. 主控板的主要功能

• 充电控制：根据车辆电池管理系统（BMS）提供的信息，自动启动、暂停和停止充电，并动态调整充电参数，以确保充电过程的安全和高效。
• 安全保护：具备过流、过压、欠压、短路、漏电保护等功能，确保充电过程的安全性。
• 通信管理：通过多种通信协议（如CAN总线、Modbus、4G/5G等）与车辆BMS、后台管理系统进行数据交换，实现远程监控和管理。
• 计量计费：高精度电能计量芯片用于测量充电电量，支持多种计费模式，如按电量、按时间、按金额等。
• 用户交互：通过显示屏或指示灯展示状态信息，支持刷卡、扫码、手机APP等多种启动方式。

2. 主控板的工作原理

• 初始化与检测：
• 当用户将充电枪插入车辆时，主控板通过CC引脚检测到车辆的连接状态，并通过通信协议与车辆的BMS进行握手。
• 主控板通过检测车辆的电池状态信息（如剩余电量、温度、允许的更大充电电流和电压等），确定合适的充电参数。
• 充电参数协商：
• 主控板根据车辆的需求和充电桩的供电能力，通过CP引脚与车辆协商充电参数（如充电电流和电压）。
• 主控板根据协商的参数控制电源模块输出合适的电压和电流，并通过继电器接通充电电路。
• 实时监控与保护：
• 在充电过程中，主控板通过电流传感器、电压传感器、温度传感器等监测充电电流、电压、功率、电池温度等关键参数。
• 一旦检测到异常情况，如过流、过压、欠压、漏电、短路等，主控板会立即切断继电器，停止充电，并通过显示屏或通信模块向用户发出警报。
• 充电完成：
• 当车辆电池充满电时，车辆通过通信协议通知主控板，主控板随后切断继电器，完成充电过程。
• 主控板将充电过程中的数据（如充电时间、电量、费用等）上传至后台管理系统，方便用户查询和运营商管理。

3. 主控板的硬件设计

• 微处理器模块：采用高性能的32位MCU，如STM32F105RBT6（ARM Cortex-M3平台），负责处理各种数据和控制指令。
• 电源模块：将输入的交流电转换为适合各个硬件模块使用的直流电，并提供不同电压等级的电源。
• 充电控制模块：根据主控制器的指令，调节充电电流和电压，实现对电动汽车电池的安全、高效充电。
• 通信模块：提供多种通信接口，如以太网、RS485、4G/5G等，用于与后台管理系统、用户手机APP以及车辆的BMS进行数据交换。
• 安全保护模块：具备过流、过压、欠压、短路、漏电保护等功能，确保充电过程的安全性。
• 计量模块：高精度电能计量芯片用于测量充电过程中的电能消耗，支持不同充电策略和计费模式。
• 传感器模块：电压电流互感器用于监测充电过程中的电压和电流，确保充电过程的安全和稳定。
• 人机交互模块：提供用户与充电桩之间的交互界面，包括操作屏幕和指示灯等，支持多种充电方式，并在充电过程中实时显示充电方式、时间、电量及费用信息。

4. 主控板的软件设计

• 充电控制算法：根据车辆电池的状态和充电需求，动态调整充电参数，实现恒流充电、恒压充电、涓流充电等多种充电模式。
• 通信协议解析：支持多种通信协议，如GB/T 27930与车辆BMS通信，Modbus或MQTT与后台管理系统通信等，确保数据传输的准确性和稳定性。
• 故障诊断与保护：实时监测充电桩的运行状态，一旦检测到异常情况，立即采取保护措施，并将故障信息上传至后台管理系统。
• 用户交互界面：提供友好的用户交互界面，支持多种启动方式（如刷卡、扫码、手机APP）和多种计费模式（如按电量、按时间、按金额）。

总结