交流充電樁的基本原理與工作方式  交流充電樁，顧名思義，是一種為電動(dòng)汽車提供交流電能的充電設(shè)備。其原理在于將電網(wǎng)中的標(biāo)準(zhǔn)交流電（如中國的220V單相或380V三相電）直接輸送給電動(dòng)汽車，而終將交流電轉(zhuǎn)換為直流電并為電池充電的關(guān)鍵部件——車載充電機(jī)（OBC）——?jiǎng)t安裝在汽車內(nèi)部。因此，交流充電樁本身更像一個(gè)智能化的、安全的“高級(jí)插座”。它的工作流程始于用戶身份認(rèn)證與連接確認(rèn)，隨后樁體內(nèi)部的控制器會(huì)與車輛的車載充電機(jī)進(jìn)行通信，協(xié)商充電參數(shù)，如最大允許電流、電壓等。然后，交流充電樁內(nèi)部的接觸器吸合，開始供電，并由其內(nèi)部的漏電保護(hù)、過流保護(hù)等裝置全程監(jiān)控，確保安全。整個(gè)充電過程的功率和速度，并非由充電樁單方面決定，而是受限于兩個(gè)“瓶頸”：一是電網(wǎng)提供的交流電功率，二是車輛自身車載充電機(jī)的能力。如果車輛OBC的功率只有7kW，那么即使連接到一個(gè)22kW的交流充電樁上，實(shí)際充電功率也只會(huì)是7kW。國標(biāo)樁增加交流樁PLC后成為符合新歐標(biāo)要求的交流樁。ISO15118標(biāo)準(zhǔn)是運(yùn)行在交流樁PLC總線上。公共交流樁PLC控制板

新能源汽車無線充電在小規(guī)模試點(diǎn)，注意這個(gè)無線充電不是車給手機(jī)充電，而是給車充電。早在2022年沃爾沃就宣布，他們與多家合作伙伴共同研發(fā)的新型無線充電技術(shù)，并且已經(jīng)在城市道路上進(jìn)行集成和測(cè)試，無線充電功率可超過40kW，充電速度堪比50kW直流快速充電樁，比接線的11kW交流充電樁快四倍左右。GenesisGV60，在 2022 年試點(diǎn)開始之前安裝了無線充電硬件。 Genesis 還致力于感應(yīng)充電，并將該功能作為新 GV60 EV 的一個(gè)選項(xiàng)提供。Genesis 聲稱可選的感應(yīng)充電器將比典型的家用壁式充電器更快地為 SUV 的 77.4kWh 電池充電。感應(yīng)硬件來自充電行家 WiTricity。 說到 WiTricity，它2019 年初收購了高通的 Halo 感應(yīng)充電技術(shù)。WiTricity聲稱它可以無線充電，功率效率在 90% 到 93% 之間，充電速率在 3.6kWh 到 11kWh 以上，充電距離在 10 到 25cm 之間。寶馬和國內(nèi)的智己也都在朝無線充電布局。無線充電軟件協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)在ISO15118里面已經(jīng)發(fā)布了，對(duì)于交流充電需要在目前基礎(chǔ)上增加交流樁PLC模塊來支持ISO15118，歐標(biāo)已經(jīng)要求支持該協(xié)議，這為無線充電等智能充電鋪平了道路。歐洲電動(dòng)汽車充電樁交流樁PLC常規(guī)交流樁不需要PLC可以直接充電。

交流充電樁是電動(dòng)汽車充電設(shè)施的重要組成部分，其通過交流電網(wǎng)為電動(dòng)汽車提供電能，廣泛應(yīng)用于家庭、商業(yè)場(chǎng)所及公共區(qū)域。相較于直流充電樁，交流充電樁結(jié)構(gòu)簡單、成本較低，但充電速度較慢。交流充電樁的充電速度受限于電動(dòng)汽車車載充電機(jī)的功率。一般而言，交流充電樁的充電功率在3kW至22kW之間，充滿一輛電動(dòng)汽車需要數(shù)小時(shí)至十?dāng)?shù)小時(shí)不等。因此，交流充電樁更適合夜間或長時(shí)間停放的充電場(chǎng)景，以及直流樁普及不到的區(qū)域，和不能鋪設(shè)大功率電網(wǎng)的地方，比如農(nóng)村和老舊小區(qū)等。

交流充電對(duì)電池壽命的影響探討。相比于大功率直流快充，交流慢充對(duì)電池壽命更為友好。動(dòng)力電池的衰減主要與循環(huán)次數(shù)、工作溫度、充電倍率（C-rate）和充放電深度有關(guān)。交流充電功率低，充電倍率通常在0.2C以下（即用5小時(shí)以上充滿），產(chǎn)生的熱量較少，電池溫升溫和，對(duì)電池內(nèi)部的化學(xué)結(jié)構(gòu)和材料壓力小。而直流快充的高倍率（可能達(dá)到1C甚至更高）會(huì)導(dǎo)致鋰離子快速嵌入和脫出，產(chǎn)生更多熱量，加速正負(fù)極材料的老化和電解液的分解。因此，在日常使用中，將交流慢充作為主力，直流快充作為長途補(bǔ)能的補(bǔ)充，是一種理想的、有利于延長電池整體使用壽命的使用策略。而且交流樁的協(xié)議規(guī)范在不斷迭代更新，新規(guī)歐標(biāo)要求增加交流樁PLC模塊來支持新的充電協(xié)議。目前歐標(biāo)交流樁增加PLC協(xié)議板并沒有很明顯的好處，它的好處在將來會(huì)慢慢顯現(xiàn)。

交流充電樁的功率等級(jí)直接影響充電速度，常見類型包括：3.3kW單相樁：適用于老舊小區(qū)或低功率電網(wǎng)，充滿40kWh電池需12小時(shí)，適合夜間充電。7kW單相樁：家庭主流選擇，兼容220V電網(wǎng)，充電效率提升至5-6小時(shí)，滿足日常通勤需求。11kW三相樁：商業(yè)場(chǎng)所常用，支持380V電網(wǎng)，3-4小時(shí)可充滿，適合商場(chǎng)、酒店等場(chǎng)景。22kW三相樁：目前交流樁最大功率，2小時(shí)左右充滿，但需電網(wǎng)支持三相接入。充電速度受電池容量、環(huán)境溫度及車載充電機(jī)限制。例如，低溫環(huán)境下，電池內(nèi)阻增大，充電效率可能下降20%。因此，樁體需配備溫度補(bǔ)償功能，動(dòng)態(tài)調(diào)整輸出功率。接下來更新規(guī)范的樁將通過增加交流樁PLC使得可以與車深入通訊。市面上大部分交流樁是通過PWM波形告知車接下來的充電電流。歐洲新能源船充電交流樁PLC通信板

交流樁增加PLC協(xié)議板后原先的充電功能和充電功率并沒有變化。公共交流樁PLC控制板

安全是交流充電樁設(shè)計(jì)的首要原則，需滿足IP54防護(hù)等級(jí)（防塵防水）及IEC61851-1標(biāo)準(zhǔn)。關(guān)鍵防護(hù)措施包括：漏電保護(hù)：通過RCD（剩余電流裝置）檢測(cè)漏電流，動(dòng)作閾值≤30mA，確保人體安全。過壓/欠壓保護(hù)：當(dāng)電網(wǎng)電壓超出±10%范圍時(shí)，自動(dòng)切斷電源，避免設(shè)備損壞。過溫保護(hù)：內(nèi)置溫度傳感器，監(jiān)測(cè)電纜與樁體溫度，超過85℃時(shí)停機(jī)。防雷擊保護(hù)：安裝浪涌保護(hù)器（SPD），抵御雷擊或電網(wǎng)浪涌。故障處理流程包括：自檢階段（檢測(cè)接地、絕緣）、通信階段（與車輛交換數(shù)據(jù)）、充電階段（實(shí)時(shí)監(jiān)控電流/電壓）。若發(fā)生故障，樁體通過LED指示燈或APP推送報(bào)警信息，指導(dǎo)用戶排查。例如，通信中斷時(shí)，需檢查CAN總線連接或重啟控制器。新的歐標(biāo)交流樁要求增加交流樁PLC使得安全更有保障，國標(biāo)應(yīng)該也會(huì)朝這個(gè)方向走公共交流樁PLC控制板

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