全球范圍內(nèi)的交流充電標準并不統(tǒng)一,主要標準包括:北美的SAE J1772(Type 1接口);歐洲的IEC 62196-2(Type 2接口,支持單相和三相);中國的GB/T 20234.2。這些標準在物理接口、針腳定義、通信協(xié)議上存在差異。因此,車企需要為不同市場生產(chǎn)不同充電接口的車輛,充電樁制造商也需要生產(chǎn)適配不同標準的產(chǎn)品。這種市場碎片化增加了產(chǎn)業(yè)鏈的復雜性和成本。推動標準的國際協(xié)調(diào)與互認,是行業(yè)長期的努力方向。歐洲和中國的標準差別很小,樁內(nèi)軟件協(xié)議基本相同。不過新規(guī)歐標要求增加交流樁PLC模塊以執(zhí)行ISO15118充電協(xié)議,會和中國樁拉大差別。公共交流樁增加PLC協(xié)議板后會增強支付安全。歐美標慢充SECC交流樁PLC協(xié)議板

新能源汽車充電樁簡介。汽車充電樁分交流樁和直流樁。通常說的慢充是指交流樁。交流樁本質(zhì)是一個開關(guān),開關(guān)導通后把電網(wǎng)的交流電送到車內(nèi)。電池只能用直流電充電,車內(nèi)部有一個OBC模塊把交流電轉(zhuǎn)成直流電后才落到電池上充電。交流樁電路板簡單,結(jié)構(gòu)小巧,成本也低,通常幾百元人民幣。而直流樁輸出直流電,直接落在車內(nèi)電池上充電,車內(nèi)不需要電壓轉(zhuǎn)換模塊,車的成本可以降低,但樁的成本上去了,電網(wǎng)交流電轉(zhuǎn)成直流電的電源模塊集成在直流樁內(nèi)部,這是直流樁成本的大頭。直流樁的直流電直接落在車的電池上充電,相比起交流充電,直流充電就要涉及更多的安全問題。直流樁和交流樁還有一個明顯區(qū)別是交流樁不需要跑軟件協(xié)議就能充電,而直流樁有復雜充電協(xié)議需要軟件執(zhí)行。不過新規(guī)歐標交流樁要求增加交流樁PLC模塊執(zhí)行充電協(xié)議。歐標交流充電樁樁協(xié)議板交流樁PLC控制板交流樁PLC和車通訊后可以在輸出電壓電流前告知樁正常輸出的電壓電流大小。

交流充電樁的通信協(xié)議與互聯(lián)互通為了實現(xiàn)智能充電、支付和運維,充電樁必須能夠與后臺管理系統(tǒng)、用戶App以及車輛進行通信。這依賴于一套標準的通信協(xié)議。在樁與后臺之間,歐美通用的是OCPP(開放充電點協(xié)議),它是一個全球性的開放標準,允許不同制造商的充電樁與不同供應(yīng)商的后臺管理系統(tǒng)進行對接,實現(xiàn)了設(shè)備和運營平臺的解耦,促進了市場公平競爭。在樁與車輛之間,除了基本的控制導引信號(定義于國家標準如GB/T18487.1)確?;境潆姲踩?,上層的數(shù)據(jù)交換(如車輛VIN碼、電池狀態(tài)、預(yù)計充電時間)則通過電力線通信(PLC)或CAN總線等方式進行?;ヂ?lián)互通是行業(yè)健康發(fā)展的關(guān)鍵,它意味著用戶可以使用一個App、一張RFID卡在不同的運營商充電樁上完成認證和支付,享受無縫體驗,而無需下載一堆應(yīng)用程序、預(yù)存大量資金。目前,行業(yè)仍在向更徹底的互聯(lián)互通努力。交流樁只能通過交流樁PLC通訊,其線纜沒預(yù)留別的總線。
交流充電樁的組成部分剖析一個完整的交流充電樁并非只是一個外殼和插頭,它是由多個精密部件協(xié)同工作的系統(tǒng)。其中心是主控制器(MCU),如同大腦,負責處理通信、控制、計量和顯示等功能。其次是電氣模塊,包括接觸器(負責通斷大電流)、漏電保護器(RCD)、過流保護裝置(斷路器或熔斷器),確保用電安全。人機交互模塊通常包括顯示屏(或狀態(tài)指示燈)、讀卡器(用于RFID卡或NFC支付)、急停按鈕等,方便用戶操作和查看信息。通信模塊則至關(guān)重要,包括4G/5G蜂窩網(wǎng)絡(luò)模塊、Wi-Fi或以太網(wǎng)模塊,用于將充電樁的數(shù)據(jù)(如充電量、狀態(tài)、故障信息)上傳至運營管理平臺,并接收平臺的遠程控制指令。此外,還有電能計量模塊,用于精確計算充電消耗的電量,作為計費依據(jù)。然后是外殼和電纜組件,外殼需要具備防水、防塵、防盜、耐候等特性(通常達到IP54及以上等級),而電纜則要求柔軟、耐用,并能承受長時間大電流工作。國標樁增加交流樁PLC后成為符合新歐標要求的交流樁。交流樁PLC為邁向機器臂自動化交流充電更近了一步。

交流充電樁的功能是提供可控的交流電源,由電網(wǎng)輸入380V或220V三相/單相交流電,經(jīng)保護裝置(如漏電斷路器、過載保護)后,通過電纜連接至車輛。車載充電機(OBC)負責將交流電轉(zhuǎn)換為直流電,并調(diào)節(jié)電壓與電流以匹配電池特性。例如,11kW三相交流樁輸出電流為16A,通過PWM信號與車輛通信,動態(tài)調(diào)整充電參數(shù)。此過程需嚴格遵循ISO 15118或GB/T 27930協(xié)議,確保握手階段、充電階段及結(jié)束階段的信號同步。能量轉(zhuǎn)換效率約90%,損耗主要來自線纜電阻與變壓器發(fā)熱。為提升效率,部分樁采用碳化硅(SiC)器件,降低開關(guān)損耗。常規(guī)樁增加交流樁PLC后成為符合新歐標要求的交流樁。國標交流樁如果要增加通信功能需要重新定義規(guī)范,也可選擇交流樁PLC模塊來支持ISO15118協(xié)議。歐洲汽車充電樁交流樁PLC控制板
增加交流樁PLC協(xié)議板后還可以兼容傳統(tǒng)的無協(xié)議充電模式也就是兼容舊的交流樁。歐美標慢充SECC交流樁PLC協(xié)議板
用戶體驗(UX)設(shè)計在交流充電樁上的體現(xiàn)良好的用戶體驗是提升充電樁使用率和用戶忠誠度的關(guān)鍵。這體現(xiàn)在硬件和軟件兩方面。硬件上:充電電纜不能過重,女性用戶也能輕松操作;電纜長度要足夠,能靈活應(yīng)對不同停車位置;插拔手感順滑,鎖止機構(gòu)可靠;顯示屏或指示燈信息清晰明了,即使在強光下也易讀;支付方式多樣,支持掃碼、RFID卡、甚至無感支付。軟件上:手機App應(yīng)能快速準確地顯示樁的位置、狀態(tài)(空閑/占用/故障)、價格和功率;導航精細;啟動充電流程簡潔,掃碼或即插即充體驗流暢;充電過程中能實時查看進度、金額;支付后能方便地開具電子發(fā)票。任何環(huán)節(jié)的卡頓、不明確或故障,都會嚴重損害用戶體驗。(交流樁PLC)歐美標慢充SECC交流樁PLC協(xié)議板
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