一、CP 信號物理層：PWM 方波 + 電壓狀態

• CP 信號是樁與車之間的單線雙向通信，物理形態為 ±12 V 對稱方波，頻率固定 1 kHz，信息編碼于占空比與電壓幅值。
• PWM 占空比定義電流請求。IEC 61851-1 規定：占空比 10% 對應 6 A，50% 對應 32 A，96% 對應 80 A（三相）。7 kW 單相樁常用占空比 50%（32 A）或 30%（16 A），具體取決于車端 OBC 能力。
• 電壓幅值定義狀態機。+12 V/-12 V 對稱輸出表示樁就緒、未插槍；+9 V/-12 V 表示槍已插入、車端 S2 未閉合；+6 V/-12 V 表示車端 S2 閉合、允許充電；0 V 表示車端故障或暫停請求。
• 關鍵認知：車端 OBC 不直接發送數字幀，而是通過 S2 開關+電阻負載 改變 CP 電壓，實現"模擬握手"。

二、主控板解碼流程：從 PWM 到電流指令

步：PWM 捕獲與占空比計算。

• 主控板通過輸入捕獲單元（ICU）或 GPIO 中斷，測量 1 kHz 方波的高電平時間。占

• 空比 = 高電平時間 / 周期 1000 μs。

• 精度要求 ±0.5%，對應電流誤差 <0.5 A。

第二步：占空比-電流查表。

• 查表范圍：10%-58% 線性對應 6-36 A（單相 7 kW 上限）；

• >58% 視為三相請求，單相樁需降額至 32 A 或拒絕。

• 邊界處理：占空比 <10% 視為故障，>96% 視為超范圍，均觸發 1 Hz 故障 PWM 提示車端。

第三步：電壓狀態機判斷。

• ADC 采樣 CP 對地電壓，濾波窗口 10 ms。

• 狀態 A（+12 V）：待機，繼電器斷開；

• 狀態 B（+9 V）：槍已插，等待車端 S2；

• 狀態 C（+6 V）：車端就緒，允許閉合繼電器；

• 狀態 E（0 V）：故障，立即斷開。

第四步：功率匹配與閉環。

• 充電樁主控板取"占空比請求電流"與"樁額定電流"較小值，驅動繼電器。

• 充電中持續監測 CP，若車端突然切至 +9 V（S2 斷開），0.1 秒內斷繼電器；

• 若占空比突變（如 50%→30%），3 秒內調整 PWM 輸出，匹配車端新請求。

三、識別精度與常見偏差

偏差場景一：

• 車端 OBC 僅 3.3 kW，但請求占空比 50%（32 A）。

• 樁按 32 A 輸出，車端實際只取 16 A，剩余 16 A 以無功或諧波形式存在，樁計量 7 kW，車端實際充入 3.5 kW。

• 此偏差源于 OBC 實際功率 ≠ CP 請求電流，樁無法直接感知，需通過后續電流反饋間接判斷。

偏差場景二：

• CP 線長 50 m，分布電容 200 pF，PWM 邊沿畸變，占空比解碼誤差 2%，電流偏差 1 A。

• 長距離布線場景需增加 CP 驅動能力或降低 PWM 頻率至 500 Hz。

偏差場景三：

• 車端 S2 接觸電阻老化，+6 V 狀態抖動，主控板誤判為頻繁啟停。

• 需軟件增加 100 ms 去抖窗口，避免繼電器頻繁吸合。

四、2026 年升級：從 PWM 到 PLC 數字通信

• ISO 15118-20 即插即充場景，CP 信號疊加 HomePlug Green PHY PLC，傳輸速率 4-10 Mbps，支持數字幀直接上報 OBC 額定功率、實時需求、電池溫度。
• 主控板升級：保留 PWM 解碼作為 fallback，新增 PLC MAC 芯片（如 Qualcomm QCA7000），解析 SLAC 協商后的 TCP/IP 數據包。數字幀明確攜帶"MaxCurrent=16A"或"TargetPower=3300W"，消除 PWM 占空比的間接推斷誤差。
• 過渡階段：2026-2028 年，車端 PWM 與 PLC 并存，主控板需雙棧運行，優先采信 PLC 數字幀，PLC 失效時 fallback 至 PWM。

五、一句話總結

7 kW 樁通過 CP 信號 PWM 占空比識別車端電流請求（10%-96% 對應 6-80 A），通過電壓幅值（+12/+9/+6/0 V）判斷車端就緒狀態。充電樁主控板 1 秒內完成解碼、查表、狀態機判斷，但無法直接感知 OBC 實際功率，僅能通過電流反饋間接修正。2026 年 ISO 15118-20 PLC 數字通信逐步替代 PWM，實現"OBC 額定功率-實時需求-電池狀態"全透明上報，識別精度從 ±5% 提升至 ±1%。

芯橙科技出品的交流充電樁，質優價美，歡迎咨詢選購！