電動汽車充電基礎設施體系中，充電樁計費控制單元TCU是保障充電服務精準計量、安全交易與高效管理的核心環節。作為連接用戶、設備與管理平臺的關鍵樞紐，TCU的技術性能與功能完整性決定了充電服務的可靠性與規范性，其設計與應用嚴格遵循國 家電網公司電動汽車充電樁通用技術規范，在城市充電網絡建設中發揮著不可替代的作用。
一、TCU的核心功能定位
充電樁計費控制單元TCU承擔著充電過程中的多重關鍵任務，形成覆蓋“計量-計費-支付-控制-通訊”的全流程管理體系。在計量環節，TCU通過與電能計量裝置的實時聯動，精準捕捉充電過程中的電流、電壓變化，結合內置算法計算電能消耗，確保每一次充電的電量數據真實可追溯。計費功能方面，TCU可依據預設規則實現多樣化費用計算，滿足不同場景下的收費需求，同時記錄充電時間、電量、費用等詳細交易數據，為用戶核對與運營管理提供依據。
支付環節，TCU支持多種支付方式的對接，配合數據加密與解密技術，保障交易信息的安全性，防止數據泄露與未授權訪問。在設備控制上，TCU可直接下達指令控制充電設備的啟停，當檢測到過流、過壓等異常情況時，能快速觸發保護機制，中斷充電過程以規避安全風險。此外，TCU具備與車聯網平臺的實時通訊能力，可將充電數據、設備狀態等信息同步至后臺系統，為遠程監控與管理提供數據支撐。
二、TCU的硬件參數與技術規范
充電樁計費控制單元TCU的硬件設計圍繞穩定性、兼容性與擴展性展開，各項參數均符合工業級應用標準。存儲方面，配置1GB Nand Flash與支持最高64G的標準SD卡外擴存儲，滿足本地大容量數據存儲需求，確保充電記錄與設備日志的完整保存。移動通信模塊采用全網通設計，支持中國移動、中國聯通、中國電信的4G/3G/2G網絡，配備2個標準SIM卡插槽，可通過軟件實現網絡切換，保障不同環境下的通訊穩定性。
定位功能集成北斗與GPS雙模定位，能精準獲取充電樁地理位置信息，為充電網絡布局優化與設備調度提供數據支持。安全加密模塊支持ESAM芯片與ISO7816協議，提供通用與高速路專用兩種型號選擇，同時PSAM模塊參考ESAM設計標準，進一步強化數據加密能力。接口配置上，TCU擁有豐富的擴展接口，包括10路UART（含4路RS232、3路RS485及3路內置接口）、2路USB HOST、2路CAN BUS、2路RJ45網絡接口，以及單色屏、鍵盤、觸摸彩屏接口，可滿足與外置讀卡器、藍牙模塊、表計、充電控制器等設備的連接需求。
電源設計采用DC12V額定輸入，輸入范圍覆蓋DC9V-15V，具備反接保護功能，額定功率30W，掉電保持時間不低于15秒，同時可為讀卡器提供5V電源，確保設備在供電異常時的數據安全與功能穩定。
三、TCU的軟件環境與運行保障
充電樁計費控制單元TCU的軟件系統基于Linux內核搭建，內核版本為3.14.26，搭配gcc-linaro-4.7-2013編譯工具與QT 4.8.6界面開發框架，為功能實現與人機交互提供穩定基礎。電阻式觸摸屏驅動依賴tslib-1.4庫，確保觸摸操作的精準響應，支持友好的界面顯示與操作邏輯，方便用戶查看充電狀態、費用信息及完成支付操作。
在運行環境適應性上，TCU可在濕度5％～95％（無凝露）、工作溫度-40℃～70℃、存儲溫度-40℃～85℃的條件下穩定工作，具備優異的高低溫耐受性與抗濕度干擾能力，適用于戶外、車庫等多種復雜環境。時鐘模塊采用RTC時鐘，掉電保持時間至少1年，確保時間記錄的準確性，為充電計時與交易時間戳提供可靠依據。此外，TCU內置蜂鳴器與功率不超過0.5W的標準3.5mm立體聲音頻接口，可通過聲音提示反饋設備狀態與操作結果，提升用戶使用體驗。
四、TCU的安全防護與規范適配
安全防護是充電樁計費控制單元TCU設計的核心考量，通過多重機制保障充電過程與數據交易的安全。硬件層面，DO接口采用6路220V/5A繼電器隔離設計，DI接口提供6路外部空節點輸入并內置12V光電隔離，有效防止外部電路干擾與電壓沖擊對設備的損壞。軟件層面，數據加密技術貫穿計費、支付全流程，防止交易數據被篡改或竊取，同時支持掉電檢測功能，通過1路GPIO實時監測供電狀態，確保供電中斷時關鍵數據的保存。
TCU嚴格遵循國家電網公司電動汽車充電樁通用技術規范，各項技術指標與功能設計均符合行業標準，確保與國網充電網絡、車聯網平臺的兼容性與數據互通性。在計量準確性上，TCU通過多級校準機制，定期與標準電能表進行比對，修正計量誤差，保障計費公平性；在設備控制上，與充電控制器的聯動遵循標準化通訊協議，確保充電過程的精準控制與安全保護。
充電樁計費控制單元TCU作為充電基礎設施的“智慧大腦”，其技術架構的完整性、功能實現的精準性與運行的穩定性，是保障充電服務高質量開展的關鍵。從硬件參數的工業級設計到軟件系統的穩定運行，從多重安全防護機制到嚴格的規范適配，TCU全方位支撐起充電過程中的計量、計費、控制與通訊需求。隨著電動汽車充電網絡的持續完善，TCU將在提升充電服務效率、保障交易安全、優化運營管理等方面發揮更重要的作用，為城市充電基礎設施的智能化發展提供堅實支撐。