芯耀
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最近小米公布的YU7訂單量再次印證了新能源汽車市場的發(fā)展?jié)摿?，那作為核心配套設(shè)施的充電樁技術(shù)必然更加受到關(guān)注。因此與非網(wǎng)選了一款在京東上銷售霸榜的比亞迪家用交流充電樁拆解，看看其內(nèi)部結(jié)構(gòu)以及核心硬件方案到底是怎樣的？
比亞迪這款充電樁采用緊湊型壁掛設(shè)計(jì)，最大輸出功率為7kW,理論充電效率約50公里續(xù)航/小時，可滿足家用車輛夜間充滿的需求。充電接口為標(biāo)準(zhǔn)國標(biāo)7孔交流插座，包含火線、零線、地線、CC信號（充電連接確認(rèn)）、CP信號（控制導(dǎo)引）。同時充電樁配備一個急停按鈕（采用一佳連接器，型號為YJ-LA16），在緊急情況下可以物理切斷充電輸出。
拆解
需使用專用工具拆卸防拆螺絲（共12顆），打開外殼后可見內(nèi)部布局。
頂蓋功能區(qū)包含兩塊獨(dú)立小板：LED狀態(tài)指示板以及NFC通信小板；底蓋功能區(qū)包含了核心控制主板以及充電槍線纜組件。
LED狀態(tài)指示板
采用雙色（紅/綠）LED，通過背板接口供電，直觀顯示充電狀態(tài)，如連接、充電、故障、完成等。
NFC通信板
實(shí)現(xiàn)用戶身份驗(yàn)證與充電授權(quán)功能，正面為主要電路。
主控MCU為靈動微MM32F0010A1T，基于32位ARM Cortex-M0處理器，最高主頻為48MHz,集成16KB Flash、2KB RAM以及眾多外設(shè)接口，專門負(fù)責(zé)處理人機(jī)交互，如控制NFC讀卡器。
NFC讀卡器芯片為維晟微電子WS1850S，這是一款13.56MHz的非接觸式讀寫卡芯片，支持 SPI/I2C/UART。
小板其余的器件還包括蜂鳴器，晶威特電子的兩顆晶振，5V轉(zhuǎn)3.3V LDO等。
核心控制主板
主控板作為系統(tǒng)“大腦”，承擔(dān)充電控制、通信、保護(hù)及電源管理等核心功能。
主控MCU為國民技術(shù)N32G452CCL7，基于32位 ARM Cortex-M4F處理器，最高主頻為144MHz, 集成512KB Flash、144KB RAM以及眾多外設(shè)接口。主要用于核心充電邏輯控制、CP/CC信號處理、與車載充電機(jī)（OBC）通信、協(xié)調(diào)各功能模塊、處理通信接口等。
計(jì)量芯片采用合力為HLW8032，實(shí)現(xiàn)高精度測量交流輸入的有功功率、視在功率、電壓及電流有效值，同時配套圳恒通ZHTPT107微型電壓互感器用于電壓采樣。
在電源管理方案上，有微盟電子開關(guān)電源控制器ME8115F，德州儀器降壓轉(zhuǎn)換器TPS54331，金升陽隔離電源模塊A1212S-2WR3，長晶科技線性穩(wěn)壓器CJT1117P等。
功率控制是通過兩顆美碩主繼電器MPQ1-S-112D-A實(shí)現(xiàn)，控制火線和零線的通斷。
在安全保護(hù)電路上，通過復(fù)旦微FM2147專用斷路器芯片以及圳恒通ZHT181G-2P零序電流互感器實(shí)現(xiàn)漏電保護(hù)，通過圳恒通ZHT360-2P電流互感器實(shí)現(xiàn)負(fù)載電流監(jiān)測。
此外還有德州儀器車規(guī)雙路差分比較器LM2903AVQ以及意法半導(dǎo)體低功耗四比較器LM239。
另外，光耦的應(yīng)用也是一大亮點(diǎn)，比如億光EL817光耦用于繼電器驅(qū)動隔離，億光EL3H7/EL0452光耦用于通信隔離等。
所以看下來這個充電樁的主要元器件如下表所示，供參考。
從中我們也大概可以推斷出比亞迪這個充電樁的核心工作原理。首先充電槍插入車輛插座后，確認(rèn)物理連接（CC）和控制導(dǎo)引信號（CP）后，OBC發(fā)送充電請求。主控MCU閉合主繼電器，交流電輸出至車輛。然后運(yùn)行監(jiān)控與保護(hù)，通過計(jì)量芯片HLW8032實(shí)時監(jiān)測電壓、電流、功率，通過ZHT181G-2P互感器檢測漏電流，通過FM2147芯片觸發(fā)保護(hù)，必要時斷開繼電器。其中過流/過溫也都有自恢復(fù)保險絲、熱敏電阻及軟件保護(hù)機(jī)制響應(yīng)。而最后一道防線就是急停按鈕，可以觸發(fā)最高優(yōu)先級中斷，強(qiáng)制斷開繼電器。
小結(jié)
通過拆解，發(fā)現(xiàn)比亞迪這款7kW家用充電樁采用雙MCU架構(gòu)，國民技術(shù)高性能主MCU專注核心充電控制與安全；靈動微MCU專攻人機(jī)交互，職責(zé)清晰，提升系統(tǒng)實(shí)時性與可靠性。整個硬件方案具備多重安全保障，集成CC/CP雙重連接確認(rèn)、漏電保護(hù)（專用芯片+互感器）、過流/過溫保護(hù)、急停按鈕等。當(dāng)然最值得一提的就是芯片的國產(chǎn)化率高，無論是核心芯片（國民技術(shù)、靈動微、合力為、維晟微、復(fù)旦微、微盟、長晶）亦或是關(guān)鍵元件（億光、金升陽、美碩、圳恒通）大量采用國產(chǎn)方案。毫無疑問，在這個方案中，國產(chǎn)芯站在C位！那你覺得這個方案怎樣？歡迎留言討論！
