在《GB/T 18487.1 ，電動汽車傳導充電系統 第1部分：通用要求 》的附錄B和 《GB/T 27930 ，電動汽車非車載傳導式充電機與電池管理系統之間的通信協議》中，對充電流程做了很多詳細說明。在27930中定義了充電總體流程圖（如圖1所示），將充電過程定義為六個階段。在18487中定義了充電過程的控制時序，從T0到T21。只有透徹理解了六個階段的硬件和軟件配合關系，邏輯和時序，才能系統性地深刻理解充電過程。我們將分開多篇文章詳細講解這六大階段。
繼2017年我在學習充電流程寫出下面這幾篇文章后，我經過了幾年沉淀，決心對充電流程的理解進行重新總結。
直流充電樁充電過程詳述（下?專業版-001）：充電控制時序從T0到T3，物理連接完成，低壓輔助上電︱“充電樁之芯及其它”系列之七
直流充電樁充電過程詳述（下? 專業版-002）：充電握手，絕緣檢測和電壓泄放，從T4到T11︱“充電樁之芯及其它”系列之八
直流充電樁充電過程詳述（下? 專業版-003）：充電參數配置-充電-充電結束，從T12到T21︱“充電樁之芯及其它”系列之九
圖1 充電總體流程圖
物理連接
物理連接，通俗地講，就是將充電槍連接到插槍座上，牢固連接，拔不動了。
判斷完成物理連接的依據是：1，CC1端口電平為4V；2，充電槍頭和槍座鎖止。
物理連接階段的話題將涉及到的關鍵詞有：充電槍、機械鎖、電子鎖；CC1&CC2電平變化；特斯拉的預約充電。
充電槍、機械鎖、電子鎖
國標的充電槍是一種奇葩的存在——有16根槍線。9+7，9孔槍頭，再加上7根槍線內的線纜。
9孔槍頭的9個信號的定義見《GB/T 20234.3-2015，電動汽車傳導式充電用連接裝置 第3部分：直流充電接口》，如圖2示意。
圖2 充電連接界面示意圖
7根線是4+3。將槍頭和槍座鎖止的功能交給了充電樁，多出了電子鎖的4根線; 將槍頭溫度檢測功能交給了充電樁，又多了3根線。
槍頭和槍座的尺寸由《GB/T 20234.3-2015，電動汽車傳導式充電用連接裝置 第3部分：直流充電接口》定義。如圖3所示。
圖3 充電槍頭和充電槍座
槍頭和槍座之間是怎么鎖止的，在標準上看不出來。在充電槍的槍頭上有一個機械鎖，標準上約定為S開關。用手按住槍頭的機械鎖（就是充電槍上的那個按鈕，如圖4所示），S開關就從“常閉”變成“常開”狀態，對應的連桿的頭部翹起，翹起后，就可以將槍頭從槍座上拔出。圖4的上圖是標準上定義的槍頭尺寸，而且也能看到上面有個鉤子。圖4下圖，用手按住得位置就是機械鎖組件的一部分，按住這個部位，槍頭鉤子部分就會翹起，槍頭才能插進槍座; 手松開后，鉤子就鉤住了下圖標識的槍座的卡位、那個小方孔。不按住，也就拔不動。
標準上要求充電接口具備鎖止功能，防止充電過程中意外斷開，而且要做到施加200N的外力也拔不動，也不會搞壞槍頭。只有機械鎖沒有辦法做到鎖止功能；需要有專門設計的電子鎖來實現鎖止，而且鎖止了之后要提供反饋信號。充電樁識別到有反饋信號，才認為是實現了鎖止，定義為完成了物理連接。
電子鎖的故障率很高。車企朋友們“談槍色變”。充電槍沒有電子鎖，質量都沒問題，一旦有了電子鎖，問題就一堆。而電子鎖的最大問題點之一就是，充電樁控制器接收不到反饋信號，但實際上電子鎖已經鎖止了。微動開關極容易出問題，在電子鎖上這樣，在接觸器上也是。但是，18487.1-2015的附錄C上明確指出（如圖5所示），電子鎖的反饋信號是判斷電子鎖是否鎖止的依據。
圖5 18487.1的附錄C
電子鎖是怎么實現鎖止的? 實現方案五花八門。大家可以查查，有很多專利了，在此不作展開。（隨著小功率直流的普及，很多車企為了追求更好的用戶體驗，在槍頭上增加了一個開關、一鍵停止充電的開關。按下這個鍵，就中斷充電流程。多了一個按鍵后，充電槍槍頭的設計和可靠性更難。）
總之，將充電槍的槍頭插到槍座里面，再通過充電樁控制器控制電子鎖鎖止并能接收到電子鎖反饋信號，才能確認完成物理連接。
CC1&CC2電平變化
將摘槍-插槍的動作流進行“慢鏡頭”分解：
1. 充電前，槍頭插在掛槍座上
2. 將手按住槍頭
3. 從掛槍座上取下槍頭
4. 按住槍頭，并將槍頭插進槍座
5. 松開手，也即松開槍頭
根據這5個動作，我們畫出對應的系統框圖中等效電路的標注，簡化等效電路就很容易得到CC1電平值。
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充電前，槍頭插在掛槍座上
如圖6所示，U1是經過R1和R2、S開關及設備地連通。這時車身地沒有和設備地連接。S開關是常閉狀態。CC1檢測點的等效電路的簡化如圖7所示，容易計算出CC1電平是6V。這時，車輛還沒參與充電過程，CC2電平是12V。
圖6 “充電前，槍頭插在掛槍座上” 狀態時的等效電路圖示意
圖7 “充電前，槍頭掛在掛槍座上”狀態時的等效電路簡化
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將手按住槍頭
用手按下S開關，S開關斷開，U1通過R1電阻連接到了CC1。CC1電平是12V。CC2電平也是12V。
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從掛槍座上取下槍頭
CC1電平值維持不變，12V。CC2電平也是12V。
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按住槍頭，并將槍頭插進槍座
如圖8所示，U1是經過R1和車上的R4、車身地。車身地和設備地連接在一起。S開關是常開狀態。CC檢測點的等效電路的簡化如圖9所示，易算出CC1電平為6V。
圖8 “按住槍頭，并將槍頭插進槍座” 狀態時的等效電路圖示意
圖9 “按住槍頭，并將槍頭插進槍座”狀態時的等效電路簡化
充電槍頭的電阻R3接入車輛，車輛CC2對應的等效電路示意如圖10所示，等效電路簡化如圖11所示。U2 12V連接R5、R3，和車身地、設備地連接在一起。 CC2電平從12V變為6V。
圖10 “按住槍頭，并將槍頭插進槍座”狀態時CC2對應的等效電路示意
圖11 “按住槍頭，并將槍頭插進槍座”狀態時CC2對應的等效電路簡化
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松開手，也即松開槍頭
如圖10所示，U1是經過R1后，再通過并聯的R2和R4連接到車身地。車身地和設備地連接在一起。S開關是常閉狀態。CC檢測點的等效電路的簡化如圖11所示。CC2電平維持在6V。
圖12 “松開手，也即松開槍頭 ” 狀態時的等效電路圖示意
圖12 “松開手，也即松開槍頭 ” 狀態時的等效電路圖示意
特斯拉的預約充電
特斯拉的預約充電很麻煩。我的同事給了我一份很長的報告。我無意完整呈現這個報告，給出幾個工程師得出的結論。可能這個結論不對，分享出來，期與業界交流。
1. 完成物理連接后，3分鐘內沒有啟動充電，車輛就會進入通信超時狀態，此后不再響應充電流程。但是，可通過CC1和CC2同時斷開再閉合的方式重新發起充電流程。
2. 完成物理連接后，10分鐘內沒有啟動充電，充電樁的CC1電平將從4V變成6V！可能是特斯拉車端在R4電阻支路加了開關器件，車輛可控制R4支路的通斷，從而改變了CC1電平值。這種狀態下，同時斷開CC1和CC2后再閉合也無法重新發起充電流程。只能通過車輛鑰匙或APP對車輛進行解鎖激活，才能恢復車端槍座中CC1的 R4電阻連接。
3. GBT18487.1-2015上規定CC2上拉電壓U2為12V供電，實測特斯拉U2上拉供電為5V，沒有與國標保持一致。
