摘要：大功率直流充电桩因其能够在短时间内为电动汽车补充大量电能，成为缓解用户“里程焦虑”的关键设备。文章深入研究大功率直流充电桩的功率分配控制策略，分析常见策略的原理与优缺点，并结合实际应用场景提出优化思路与改进方向，旨在提升充电桩系统的整体性能，为新能源汽车充电基础设施的发展提供技术支持。关键词：大功率直流充电桩；功率分配；控制策略；优化

引言

新能源汽车的普及速度不断加快，城市道路上的新能源汽车数量持续攀升，家庭和公共停车场中新能源汽车的身影也愈发常见。消费者选择新能源汽车，看重的是其环保属性与使用成本优势，但充电环节的体验始终是用户关注的焦点。当多辆汽车同时接入充电时，充电桩的总功率需要在不同车辆之间进行分配，如何科学分配功率既能保证各车辆的充电速度，又能避免对电池和电网造成不良影响，这一问题的解决对提升充电服务质量至关重要。

、常见大功率直流充电桩功率分配控制策略

常见大功率直流充电桩功率分配控制策略包括均等分配策略、按需求比例分配策略和优先级分配策略。第一，均等分配策略是将充电桩的总功率平均分配给同时接入的各个充电枪。一台总功率为 360kW的双枪充电桩，在均等分配策略下，当两把枪同时使用时每把枪可获得 180kW功率。该策略算法简单，易于实现，控制成本低，无需复杂的计算和通信[1]。

第二，按需求比例分配策略依据车辆电池剩余电量、充电需求功率按比例分配充电桩功率。如在一个由三个充电枪组成的充电系统中，总功率为 480kW，三辆车的需求功率分别为 120kW、180kW、180kW，按需求比例计算，三把枪分配到的功率依次为96kW、144kW、144kW。与均等分配相比，能更好适应不同车辆充电需求，提高整体充电效率。

第三，优先级分配策略根据预设规则确定车辆充电优先级，优先为高优先级车辆分配大功率。常见优先级设定依据有车辆电池电量低、应急车辆等。假设某公交专用充电站，公交车充电优先级高于私家车，当两者同时充电时公交车充电枪可优先获得高功率，确保其能快速补充电能投入运营。该策略能保障关键车辆或紧急情况下的充电需求，提升特定用户体验。

二、现有策略存在的问题

（一）多车充电时难以平衡效率与公平性

当多个充电枪同时为车辆充电时，现有策略在效率和公平性之间顾此失彼。均等分配策略看似公平，却会忽略不同车辆的实际需求。比如总功率480kW 的四枪充电桩，若是四辆车分别需要100kW、120kW、150kW、110kW的功率，均等分配只能各得120kW。这个时候原本只需要 100kW的车辆会出现功率过剩，需要 150kW的车辆则面临功率不足，结果就是前者充电速度没提升，后者却要多花近三成时间。

按需求比例分配策略虽然考虑了车辆差异，但实际操作中容易陷入"算不准"的困境。其需要实时获取每辆车的电池状态、当前需求功率等数据，一旦某辆车的通信模块出现延迟，整个分配方案就会失真[2]。某充电站曾出现过这样的情况：一辆车的电池管理系统突发数据卡顿，系统误判它需要满功率充电，结果其他三辆车的功率被过度压缩，其中一辆车的充电时间从预计的40 分钟延长到了1 小时 10 分钟。

优先级分配策略可能引发新的矛盾。如果单纯按照电池电量设置优先级，低电量车辆固然能快速充电，但高电量车辆可能长时间处于低功率状态。有用户反馈，自己的车还剩 30% 电量想补能，却因为旁边有辆只剩 5% 电量的车，自己的充电功率被限制在最低档，原本20 分钟能完成的充电，最后花了近1 个小时。这种情况会让用户觉得规则不够灵活，影响使用体验。

（二）与电网交互缺乏动态响应能力

现有策略大多把目光集中在充电桩内部的功率分配，很少考虑和电网的协同配合。当电网负荷出现波动时，这些策略常常反应滞后，容易给电网带来额外压力。比如在夏季用电高峰时段，居民区和工商业用电已经让电网处于高负荷状态，若充电桩仍按原有策略满功率运行就可能导致局部线路过载，甚至触发保护装置跳闸[3]。某工业园区的充电站就发生过类似情况，傍晚六点下班高峰时，四辆电动大巴同时用满功率充电，直接导致园区变压器超载断电，这不仅影响了充电服务还波及了周边办公楼的正常用电。

这些策略对电网的 "友好度" 也不够。传统功率分配方案通常按照固定的功率曲线运行，充电过程中功率变化突兀，容易产生谐波污染。电网公司的监测数据显示，采用传统策略的充电站，其接入点的电压波动幅度比采用柔性控制策略的站点高 15%-20% ，这会加速电网设备的老化。而且当电网出现电压暂降等异常时，充电桩只能被动停机，既影响充电进度也增加了设备频繁启停带来的损耗。

（三）对用户需求的适配性不足

现有策略在满足用户个性化需求方面还有欠缺。这些策略大多采用 "一刀切" 的模式，没有考虑不同用户的充电偏好。有的用户赶时间，愿意多花电费也要快速充满；有的用户时间充裕，更希望用经济模式慢慢充电以节省费用。但现在的充电桩基本不提供这样的选择，不管用户急不急都按系统预设的模式分配功率。有网约车司机反映，自己中午只有半小时休息时间，却因为充电桩按均衡策略分配功率，没能快速补能差点耽误了下午的订单。

这些策略对车辆电池的特性也缺乏针对性。不同品牌、不同型号的电动车，其电池的最佳充电曲线存在差异。比如磷酸铁锂电池和三元锂电池的充电特性就不一样，前者在低电量时可以承受高功率，后者则需要更平稳的功率曲线。但现有策略往往采用统一的功率分配逻辑，无法根据电池类型调整策略。长期下来，可能会影响电池的循环寿命。

此外，现有策略缺乏对充电过程的预判和调整。用户开始充电后，系统就按初始分配的功率一直运行，不会根据后续情况变化做出调整。比如用户原本计划充到 80% 就离

开，但系统没有提供中途修改的便捷途径，只能要么提前拔枪，要么继续充到预设状态。

这种僵化的运行模式，既浪费了电力资源，也降低了充电桩的周转效率[4]。

三、大功率直流充电桩功率分配控制策略优化思路

（一）动态配额机制：化解多车充电的效率与公平难题

动态配额机制能让功率分配变得更灵活。这种机制的核心是先摸清每辆车的实际需求，再根据充电桩的实时功率余量随时调整。具体来说，系统会给每辆车设定一个基础功率。当多辆车同时接入时，先按各自的基础需求分配功率，同时留下一部分功率作为调节空间。比如总功率480kW 的四枪充电桩，先给每辆车分配其需求的六成，剩下的四成作为机动功率。如果某辆车充电速度明显比预期慢，系统就从机动功率里调一部分；要是某辆车实际用不了那么多功率，多余的就收回到机动池里重新分配。这样一来既不会让急需功率的车长期“挨饿”，也不会让功率在某些车那里“闲置”。

为了避免优先级分配引发的矛盾，系统可以让用户自己设定充电的紧急程度，但要给功率设置上下限。比如用户可以通过手机APP选择“紧急”“普通”“悠闲” 三个等级，紧急等级的车能优先获得更多功率，但最多不能超过总功率的三成；悠闲等级的车虽然功率少一点，但至少能保证基础需求的一半。比如充电站里来了三辆车，其中一辆车的司机要赶时间接人选了紧急模式，系统就从另外两辆车的机动功率里匀出一部分。

另外，系统还能记住每辆车的充电历史。如果某辆车连续两次充电都因为功率不够而超时，下次再来充电时系统会自动多分配一点功率作为补偿。如此就不会出现有的车总是充得慢，有的车总是充得快的情况，大家长期来看都能得到公平对待。

（二）电网协同算法：提升与电网的配合度

要解决充电桩和电网配合不默契的问题，就得让两者能实时“对话”，开发专门的电网协同算法，让功率分配跟着电网的负荷变化走。在硬件上，给充电桩装个监测电网状态的模块，随时盯着接入点的电压、电流这些数据。当发现电网负荷快到上限时，系统就主动降低充电功率，但不是所有车都降，而是有区别地调整[5]。已经充到七成以上的车可以多降点，因为这些车快充满了，影响不大；充到两成到七成之间的车保持当前功率，让其能稳定充电；刚充没多久、电量低于两成的车只降一点点，保证其能快速补能。

调整功率的时候不能一下子降太多或升太多，要慢慢调。比如要从 150kW降到120kW，可以分几次降，每次降 10kW，中间隔一会儿，这样就不会因为功率突变给电网带来冲击。当电网电压不稳定时系统也能跟着调整，电压低了就先把功率降一点，等电压正常了再慢慢升回去，不用动不动就停机，既保护了设备也不会耽误用户充电。

在半夜用电低谷时段，电网里的电用不完，这时候充电桩就可以多分配点功率，让车充得快点；到了用电高峰时段，比如傍晚大家都用电做饭、开空调的时候就少用点功率。还可以给愿意在低谷时段充电的用户一些优惠，鼓励大家错峰充电，这样电网负荷就更平稳了。

（三）用户画像系统：更好地满足用户需求

为了让充电桩更好地了解用户，根据不同人的需求提供服务，可以建立用户画像系统，记录用户的使用习惯和车辆的特点，使配电更加贴心。用户可以在手机APP上选择自己的充电偏好，无论是想要快速充电还是想要省钱。如果选择快速充电选项，当条件允许时系统将提供更多的电力，以尽快充满车辆。如果选择一个省钱的，当电价较低时系统会尝试分配更多的电力。虽然充电有点慢但可以花更少的钱。

不同车型的电池不一样，充电方法也要不同。该系统可以存储各种常见车型的电池数据，知道哪些电池适合快速充电，哪些需要慢速充电。当车辆连接到充电桩时，系统可以识别其电池类型并自动调整功率。例如，当磷酸铁锂电池电量不足时，可以对其进行高功率充电。对于三元锂电池，请使用相对稳定的电源进行充电，这可以保护电池，使其使用寿命更长。

在充电过程中，如果用户有急事想早点离开或多充电，可以通过APP进行更改。系统收到修改指令后会立即调整电量，确保在用户期望的时间内达到目标电量。例如，如果用户原本打算充电至 80% ，但由于紧急情况突然不得不提前离开，并更改为充电至60% ，系统会立即增加功率，使车辆尽快达到其电池电量的 60% 。

结语

未来，随着新能源汽车技术发展和充电基础设施普及，功率分配控制策略将向更智能化、高效化的方向发展。一方面，工作人员需要进一步研究适应新型电池技术和充电标准的功率分配算法；另一方面，工作人员还要加强充电桩与电网、车辆及其他智能设备的深度融合，构建智能充电生态系统，为新能源汽车产业发展提供更有力支撑。

参考文献：

[1]江海,袁海兵,姜立标,等.大功率直流充电桩功率分配控制策略研究[J].汽车工程师,2025,(07):29-35.

[2]周特威,沈旖旎,舒瑛,等.大功率直流充电系统设计及短路保护分析[J].船电技术,2024,44(09):25-30.

[3] 陈伟明, 王靖友. 大功率直流充电桩总体结构的设计[J]. 电子产品世界,2024,31(03):48-51.

[4]中国电力企业联合会.电动汽车传导充电用连接装置 第4 部分：大功率直流充电接口:GB/T 20234.4-2023[S].中国标准出版社,2023.

[5]张栋,熊萌,尤国建,等.电动汽车大功率直流快充充电桩充电模块的设计及性能测试[J].科学技术创新,2023,(20):213-216.