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）——則安裝在汽車內(nèi)部。因此，交流充電樁本身更像一個智能化的、安全的“高級插座”。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“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22kW的交流充電樁上，實(shí)際充電功率也只會是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。常規(guī)交流樁基礎(chǔ)上增加一片交流樁PLC控制板就得到帶ISO15118協(xié)議的交流樁。美標(biāo)交流充電樁SECC控制板交流樁PLC

車載充電機(jī)（OBC）的角色與瓶頸在交流充電的鏈條中，車載充電機(jī)（OBC）扮演著不可替代的角色。它是一個高度集成的電力電子設(shè)備，主要功能是將來自交流充電樁的交流電，轉(zhuǎn)換成動力電池所需的直流電，并控制充電的電流和電壓，執(zhí)行恒流、恒壓等精確的充電策略，以保護(hù)電池健康、延長其壽命。OBC的功率等級直接決定了交流充電的速度。目前，主流家用電動車的OBC功率在6.6kW到11kW之間，部分車型支持22kW。這就是為什么即使安裝了更高功率的交流樁，充電速度也可能無法提升的根本原因。OBC的技術(shù)發(fā)展也面臨著挑戰(zhàn)，如提升功率密度（在有限體積內(nèi)實(shí)現(xiàn)更高功率）、提升轉(zhuǎn)換效率（減少能量損耗）、集成車載DC-DC轉(zhuǎn)換器等功能，以及降低成本。未來，隨著電池容量的增大，用戶對充電速度期望的提高，支持更高功率的OBC可能會成為趨勢，但這需要平衡成本、重量和車輛空間布局。歐標(biāo)要求交流樁支持ISO15118協(xié)議，這要求車內(nèi)除了OBC還得加一個對接交流樁PLC的協(xié)議板。歐標(biāo)新能源充電交流樁PLC協(xié)議板交流樁PLC目前大部分停留在ISO15118-2的EIM（刷卡啟動）功能。

新能源汽車無線充電在小規(guī)模試點(diǎn)，注意這個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。

交流充電樁的成本包括設(shè)備購置、安裝及維護(hù)費(fèi)用：設(shè)備成本：7kW樁約7000-1200元，11kW樁約800-1300元，22kW樁約900-1500元。安裝成本：含電纜、電表及人工費(fèi)，約1000-3000元。運(yùn)營成本：電費(fèi)按0.5-1元/kWh計算，維護(hù)費(fèi)約200元/年。經(jīng)濟(jì)效益需結(jié)合使用頻率。例如，家庭樁年充電量3000kWh，電費(fèi)約1500元，較公共樁節(jié)省50%。商業(yè)樁可通過分時電價（如峰時段1.2元/kWh，谷時段0.3元/kWh）提升收益。如果按歐盟新規(guī)要增加交流樁PLC，單設(shè)備成本要增加幾百塊錢。國標(biāo)暫時沒這個要求。交流樁PLC利用充電線內(nèi)的CP信號線和車通訊。

交流充電樁的安裝需考慮電網(wǎng)條件與空間布局：電網(wǎng)容量：7kW單相樁需≥16A電流，11kW三相樁需≥16A/相，22kW樁需≥32A/相。老舊小區(qū)可能需電網(wǎng)擴(kuò)容。安裝位置：建議靠近停車位，避免長距離電纜（≤8米），減少線損。戶外安裝需防雨防曬，室內(nèi)安裝需通風(fēng)散熱。布線規(guī)范：電纜截面需匹配電流（如7kW用4mm2銅纜），接地電阻≤4Ω。三相樁需平衡負(fù)載，避免零線過載。電網(wǎng)接入需申請電表，執(zhí)行峰谷電價政策。例如，谷時段（23:00-7:00）電價較低，可降低充電成本。帶有交流樁PLC的樁不影響功率。交流樁要考慮增加交流樁PLC協(xié)議板的這一配置。歐洲交流充電樁樁協(xié)議控制板交流樁PLC

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。美標(biāo)交流充電樁SECC控制板交流樁PLC

2025年1月15日，美國EPA發(fā)布EVSE電動汽車充電樁能源之星V2.0草稿版。對于交流樁除了把輸出電流限值從16A提高到50A外，還有三點(diǎn)重要要求：1.針對充電樁互操作性和基于功能的更新，增加了即插即充（PnC）的定義，即插即充是方便用戶使用的重要功能，EPA 提議要求模型包含符合 ISO 15118 要求所需的所有功能。2.EPA 建議要求符合 OCPP 2.0.1 或更高版本，OCPP 2.0 可實(shí)現(xiàn)充電站和中心管理系統(tǒng)之間的無縫通信，并提供更好的可擴(kuò)展性，使運(yùn)營商能夠管理多輸出 EVSE 等高級設(shè)置。3.V2G。其中即插即充和V2G都是ISO15118充電標(biāo)準(zhǔn)定義的內(nèi)容。常規(guī)交流樁須增加一交流樁PLC模塊才能運(yùn)行ISO15118，主要是軟件部分修改，結(jié)構(gòu)硬件維持不變。美標(biāo)交流充電樁SECC控制板交流樁PLC

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