【解决方案】充电桩从电源隔离到温度监测的一体化方案设计

在全球能源危机和环境危机的大背景下，电动汽车近年来行业增长迅速，充电桩也迎来了快速发展阶段。本文将提供一种充电桩从电源隔离到温度监测的一体化设计方案，有效提高充电桩的抗干扰能力、稳定性和安全性。

  充电桩的介绍及使用场景

充电桩是用于电动汽车的充电设备，相当于汽车的加油机，从充电方式上可分为直流充电桩和交流充电桩，从使用环境上可分为室外充电桩和室内充电桩。充电桩通常由一个主控系统和多个子系统构成，子系统一般包括电源供电系统、充电枪、电表、显示屏、读卡模块、温度检测系统等，子系统与主控系统之间由CAN、RS485等隔离器件连接通信。

图1 充电桩受到外界干扰示例

一般来说，交流充电桩（慢充）是通过车载充电机为电动汽车提供电能，充电速度较慢，电流电压较小；直流充电桩（快充）则可以直接为电动汽车的蓄电池提供直流电能，充电速度快，电流电压较大。不论是直流桩还是交流桩，充电桩内部的CAN、RS485、RS232的通信距离都不会很长，所以节点数并不多，一般的隔离通信器件都能满足波特率、节点数量的需求。但是充电桩本身是一个强弱电结合的电子系统，每个子系统之间还会相互串扰和存在共模噪声影响，并且充电桩常常置于室外工作，易受雷击、浪涌等外界环境影响。所以选择具备更好EMC防护、可靠性更高的隔离通信方案尤为重要。

图2 过温引起火灾险情（图片源自网络，侵删）

另外，充电桩的使用环境也相对较严格，室外充电桩受自然环境影响更容易出现线路老化、漏电、短路等问题；室内充电桩大多位于地下车库内，空间狭小，车辆密集，容发生火灾事故。所以对充电桩的过温故障实时监测、预防火灾险情是充电桩必不可少的一项功能。

  方案设计

A6G2C-W256LI核心板可作为充电桩的主控板，板载高性能应用处理器，并集成Wi-Fi、zigbee、LoRa或NFC无线功能，搭载Linux或AWorks IoT操作系统。核心板上自带Wi-Fi、蓝牙模块，可以实时远程收发数据，对充电桩的系统进行监控、升级，及时了解充电桩的全面情况。

A6G2C-W256LI产品特性：

E_UHBDD-10W产品特性：

CTM1051AMG隔离模块，用于充电枪和主控板之间的CAN总线隔离通信，可以有效防止充电枪与汽车的连接与断开时产生的ESD、瞬态的电压变化、电火花等干扰，提供可靠的总线防护功能。

CTM1051AMG产品特性：

RSM485M产品特性：

RSM232D隔离模块，用于显示系统、读卡模块与主控板之间的隔离通信，完成身份识别、扣费等功能。

RSM232D产品特性：

ZAM6222B产品特性：