01 引言
自2020年，国家将充电桩纳入新基建并大力发展，各类企业积极入局，现已进入行业发展关键期，将迎来爆发增长。预计到2030年，中国新能源汽车累计销量将达到6420万辆，《电动汽车充电基础设施发展指南》中提到的建设目标是车桩比基本达到1:1，但目前的车桩比保持在3:1附近。充电桩仍存在较大的缺口，现保守估计2025年左右车桩比达到2:1左右，当前市场规模不足300亿，根据目前对新能源汽车销量的预测可大致计算出2025年充电桩市场规模将突破1035亿元，发展前景巨大。
充电桩典型产品(图1)及现在主流的连接方式C(图2)如下所示。
² 典型产品
图1 充电桩产品图
² 交流充电桩连接方式C
将电动汽车和交流电网连接时，充电桩使用带有车辆插头的活动电缆。配置符合国家标准的7芯交流充电插座，按照国家标准定义的电气、尺寸安装充电插座。采用桩带插座的模式，也是目前行业上最流行，电缆独立活动，提供用户更方便的应用，可降低整机成本、易装配。
图2 充电桩连接方式C
02 交流充电桩典型拓扑和工作原理
以某款交流汽车充电桩为例，整机的框架结构如图3所示。
图3 交流充电桩框图
² 主要由电气模块、计费及充电控制模块、人机交互模块、通讯模块和后台服务器五大部分组成。
² 电气模块
包括交流接触器、漏电断路器、电压电流监测、交流充电插头及电缆、安全防护装置等。
² 计费及充电控制模块
包括电压电流采集单元、二维码认证、充电控制单元、计费控制单元。电压电流采集可以采用电能表对充电电量进行计量，也可以用被检测机构认证过的计量模块实现。
² 人机交互模块
包括指示灯、智能手机、刷卡器RFID、触摸显示屏等。
² 通讯模块
充电桩、智能手机和后台，三方互相通讯。
² 后台服务器
强大的后台管理功能，可实现远程升级、负载平台的运维功能、子账户管理、账单管理、权限设置、监控展示、充电启停功能等。
03 上海贝岭为汽车交流充电桩提供的产品解决方案
经过多年的积累，上海贝岭可提供一整套覆盖接口、数字隔离、存储、计量、电源管理、MOSFET的汽车交流充电桩解决方案。
² 接口
上海贝岭RS-485产品系列丰富，所有产品均满足TIA/EIA-485-A标准，并有多款产品通过国家电网计量中心检验，产品针对电力行业应用的复杂性进行了专门设计，拥有多项专利。针对汽车交流充电桩，RS-485系列产品如表1所示。
表1 RS-485选型表
|
产品型号 |
工作电压 |
最高速率 |
工作电流 |
节点数量 |
ESD（接触放电） |
工作温度范围 |
封装形式 |
|
BL3085(I47) |
3.3~5V |
500kbps |
0.4mA |
256 |
±15KV |
-40℃~85℃ |
SOP8 |
|
BL1587 |
5V |
2Mbps |
0.9mA |
128 |
±15KV |
-40℃~85℃ |
SOP8 |
|
BL1590 |
3.3~5V |
16Mbps |
1.5mA |
32 |
±15KV |
-40℃~125℃ |
SOP8 |
上海贝岭生产的具备高ESD保护的RS-232收发器产品，支持3V~5.5V宽电压供电、可工作于250kbps的传输速率，是一个双驱动器／双接收器芯片，产品如表2所示。
表2 RS-232选型表
|
产品型号 |
工作电压 |
传输速率 |
ESD（接触放电） |
ESD（空气放电） |
发送器数量 |
接收器数量 |
封装形式 |
|
BL13232E |
3~5.5V |
250kbps |
±12KV |
±15KV |
2 |
2 |
SOP16/ TSSOP16 |
² 数字隔离器
针对汽车交流充电桩，上海贝岭提供下列容隔产品，具有100Mbps的传输速率，2/4通道可选，低传播延时，高CMTI等特点，产品如表3所示。
表3 数字隔离器选型表
|
产品型号 |
工作电压 |
通信速率 |
绝缘耐压kV |
CMTI(kV/uS) |
通道数 |
封装形式 |
|
BL712X |
2.5~5.5V |
100Mbps |
3.75 |
100 |
2 |
SOP8 |
|
BL714X |
2.5~5.5V |
100Mbps |
5 |
100 |
4 |
SOP16W |
² 存储器
针对交流充电桩，上海贝岭提供的EEPROM产品支持IIC、SPI多种接口，且封装形式多样，以满足客户的需求，产品如表4所示。
表4 存储器选型表
|
产品型号 |
工作电压 |
接口 |
容量 |
最高时钟频率（HZ） |
封装形式 |
|
BL24C256A |
1.7~5.5V |
IIC |
256K |
1M |
SOP8/TSSOP8/UDFN/TSOT23-5 |
|
BL24C512A |
1.7~5.5V |
IIC |
512K |
1M |
SOP8/TSSOP8/UDFN/TSOT23-5 |
|
BL24CM1A |
2.0~5.5V |
IIC |
1M |
1M |
SOP8/TSSOP8/WLCSP |
|
BL24CM2A |
2.8~5.5V |
IIC |
2M |
1M |
SOP8/WLCSP |
|
BL25CM1A |
2.8~5.5V |
SPI |
1M |
5M |
SOP8/WLCSP |
|
BL25CM2A |
2.8~5.5V |
SPI |
2M |
5M |
SOP8/WLCSP |
² 计量
针对汽车交流充电桩，上海贝岭提供专业的单相和三相计量产品，有免校准和整机校准型，具有高精度和宽动态范围的特点，型号如表5所示。
表5 计量选型表
|
产品型号 |
工作电压 |
动态范围 |
ADC |
时钟 |
输出 |
功耗 |
封装形式 |
应用 |
|
BL0939 |
3.3V |
3000:1 |
3 |
内部 |
SPI/UART |
10mW |
SOP16/SSOP20 |
单相 |
|
BL0942 |
3.3V |
3000:1 |
2 |
内部 |
SPI/UART |
10mW |
SSOP10/TSSOP14 |
单相 |
|
BL6523GX |
5V |
6000:1 |
3 |
3.58MHZ |
Pulse/UART |
25mW |
SOP16 |
单相 |
|
BL6552 |
3.3V |
8000:1 |
7 |
3.8MHZ |
SPI/UART |
22mW |
QFN36 |
三相 |
² 电源管理
电动汽车交流充电桩通常内置开关电源，上海贝岭AC/DC产品线丰富，分为PSR和SSR，针对汽车交流充电桩，有成熟方案的AC/DC产品选型如表6所示。
表6 AC/DC选型表
|
产品型号 |
Pout(Max) |
Drive Device |
MODE |
Standby Power |
OVP |
封装形式 |
|
BL8802B |
10W |
MOSFET |
PSR |
<75mW |
Y |
DIP7 |
|
BL8812 |
12W |
MOSFET |
PSR |
<75mW |
Y |
SOP7 |
|
BL8851 |
60W |
External MOSFET |
SSR |
<0.15W |
Y |
SOT23-6 |
|
ME8115B |
18W |
BJT |
SSR |
≤100mW |
Y |
DIP7/DIP8 |
开关电源输出12V通过DC/DC和LDO降压后给控制器供电，针对交流充电桩，上海贝岭DC/DC产品(表7)和LDO产品(表8)如下所示。
表7 DC/DC选型表
|
产品型号 |
Vin |
Iout |
Vout |
IQ |
FODC |
MODE |
Syn |
封装 |
|
ME3110 |
4.4~18V |
2A |
ADJ |
120uA |
500K |
PWM/PFM |
Y |
SOT23-6 |
|
BL8032G |
4.2~18V |
0.5mA |
||||||
|
ME3113 |
4.5~18V |
3A |
ADJ |
135uA |
500K |
PWM/PFM |
Y |
SOT23-6 |
|
BL8033 |
4.5~16V |
0.5mA |
||||||
|
BL8034 |
4.2~16V |
4A |
ADJ |
0.5mA |
500K |
PWM/PFM |
Y |
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