SAE标准的设计构想1

中心议题：
       *供电设备所控制的功能

这个周的业余时间基本都花在了SAE1772上，前面写过一篇文章是关于SAE1772的安全考虑，但写得并不是在点子上，从这份带有强烈的推荐性和技术性的标准上，可以解读出来不少的东西，是我们系统设计和硬件设计必不可少的参考材料。

这份标准总体而言，前期是围绕功能介绍展开的，最主要的为2点：

1.引导启动（Control Pilot）

这是由供电设备所控制的功能，主要实现供电的启动功能，包含以下几个部分：

a.判断供电设备与电动汽车之间的充电接口的连接情况

b.管理电能的供应和禁止提供

c.通知电动汽车充电设备能够提供的电流大小

d.监测设备地的连接情况

e.建立电动汽车的通风情况（此功能目前没看出来怎么实现的）
 

2.连接的检测（Proximity Detection）

这是主要在充电启动以后，由电动汽车提供完成对充电接口连接的检测，主要分为三个部分：

a.在有目的地的停止充电，对充电设备和人员进行保护。

b.防止意外中断时出现的电弧，这可能对人造成一定伤害（能量将引起皮肤损伤）。

c.这也是一个关闭充电口盖的驱动信号。
 

实现的电路图已经在上文中有所展现了，那么这次主要考虑系统的设计，这里由几个问题展开。

1.为什么引导电路的电源需要在供电设备端？

这是一个很有趣的话题，我们有两种选择，一是放在供电设备端，二是放在电动汽车端。

A.不能将12V电源装载车上
 

由于充电过程的引导起作用的时候，电动车是不存在交流电源的。那么它只能从两个地方来提供电源，一为辅助电源（12V电池），二为高压电源（动力电池，一般为300～400V）。

低压电源面临的问题是，它的波动比较大，常规电池的波动范围在9～16V，在新能源车中，由于DC-DC变换器代替了原有的发电机（Generator），AGM铅酸电池代替了原有的普通的铅酸电池，其电压范围可能会缩小，但波动也会相对较大。而为了区分各个状态，在无法传送源电压的情况下，标准中把电源的误差定位5%（看注释），因此使用低压电源的时候，就必须使用一个拓扑相对复杂的，精度较高的电压变换器。

使用高压电源的问题更加复杂，这是因为等于将充电器的DC输出引出至其单独的控制电源端，并设计相应的Flyback或其他拓扑的降压器（占空比较小），想要控制精度可能需要附加一个12V的LDO输出，在充电过程中，整个高压电池是不对外输出动力电源的。在没有充电开始的时候，BMS一般不会将充电的继电器吸合的，因此在保护逻辑下，无法把高压以安全的方式引出来的。

由此可见，通过电动车输出一个相对精准的12V电源有多么的困难，需要添加的成本也很大。关键是，这个电源还得跟着车子到处跑，因为其安装在车上的。

B.供电设备提供12V相当容易

这个可以从图片中可见，使用一个变压器+整流管+普通稳压器就可以非常容易的完成这个功能，由于使用的情况是工业级的，甚至器件等级都可能降低（这个线束是放在车上的，因此不太容易降级）。

这个问题基本上可以论述结束了，供电引导的过程，实质上是供电设备进行引导，电动车根据BMS的情况进行应答，在充电结束后（30%～80%，不需要浮充充满），可以根据自身的情况通知供电设备关闭电源。因此这种逻辑可以保证，人员按照指示完成充电（这是指电池的需要，而不是付费的钱用完了）以后，拔出不带电的充电口，这个逻辑应该来说是相当的严密。

2.线束连接的检测电源为什么由电动汽车上引出，为什么是5V？

事实上，由于前面的引导电路的功能，线束连接的检测一定是发生在引导电路起作用以后，然后通过电动汽车进行确认连接。在所有的电源+负载的连接中，中间的连接断开，避免电火花产生和充电设备受损的最好方法是由负载检测连接，然后根据这个状态来确定车载充电机的行为。因此，从车上引出一路电源来供给是较为合理的。

这这个过程中，可发现它的电路设计可以判断多种状态：

1.未连接和意外断开：等效电阻为R5连接

2.正常连接：R6//R5

3.需要断开：（R6+R7）//R5

由于区分的状态较少，而且可以通过电动车的S2开关告知供电设备，因此可以完成电动车供电，自身检测。这简化了设计的逻辑，检测的过程是需要有时序控制的，在表格8里面有着完整的定义。

使用5V完全是为了简单，可以使用低压电源+LDO的方式完成，由于此LDO是引出的，因此可以单独考虑一个外接，成本也相对较低。

注释：如果12V的电压误差较大，将使得多状态电压之间存在重叠，这个问题在下篇文章中将作为详细内容进行分析。