交流充电桩的基本原理与工作方式 交流充电桩,顾名思义,是一种为电动汽车提供交流电能的充电设备。其原理在于将电网中的标准交流电(如中国的220V单相或380V三相电)直接输送给电动汽车,而终将交流电转换为直流电并为电池充电的关键部件——车载充电机(OBC)——则安装在汽车内部。因此,交流充电桩本身更像一个智能化的、安全的“高级插座”。它的工作流程始于用户身份认证与连接确认,随后桩体内部的控制器会与车辆的车载充电机进行通信,协商充电参数,如最大允许电流、电压等。然后,交流充电桩内部的接触器吸合,开始供电,并由其内部的漏电保护、过流保护等装置全程监控,确保安全。整个充电过程的功率和速度,并非由充电桩单方面决定,而是受限于两个“瓶颈”:一是电网提供的交流电功率,二是车辆自身车载充电机的能力。如果车辆OBC的功率只有7kW,那么即使连接到一个22kW的交流充电桩上,实际充电功率也只会是7kW。国标桩增加交流桩PLC后成为符合新欧标要求的交流桩。增加交流桩PLC后会使交流桩成本增加很多,不利于交流桩的普及。美标新能源汽车交流桩PLC协议板

车网互动(V2G)的远景与交流桩的潜力车网互动(Vehicle-to-Grid,V2G)是比智能充电更进一步的创新概念。它设想电动车不仅从电网取电,还能在必要时向电网送电,成为一个移动的分布式储能单元。虽然目前V2G的实现主要依赖于双向直流充电桩,但交流桩也具备实现双向功能的潜力,即通过双向车载充电机(Bi-directionalOBC)和支持双向通信与控制的交流桩(通常称为V2G桩)来实现。在这种模式下,白天当大量电动车停放在办公区时,如果电网用电紧张,可以通过V2G技术将这些车辆的电池中储存的电能反向输送给电网,提供短时的调峰服务;待到夜间用电低谷时,再为车辆充满电。车主可以通过向电网“售电”获得收益。这虽然对电池的循环寿命有一定影响,但技术正在不断进步以弱化其负面影响。V2G如果大规模应用,将极大地增强电网的灵活性和对可再生能源(如波动性的风电、光伏)的消纳能力。ISO15118标准有专门的V2G协议,欧标新规要求增加交流桩PLC以支持该标准。欧标汽车慢充交流桩PLC交流桩PLC为迈向机器臂自动化交流充电更近了一步。

交流充电桩的运营管理模式主要分为两种模式:自主运营和委托运营。自主运营即资产所有者(如物业公司、商场业主)自己投资建设、自己负责日常维护和用户服务。这种模式利润独享,但需要组建专业团队,承担运维压力。委托运营则是资产方提供场地和电力,由专业的充电运营商(CPO)来投资建设、运维和运营,双方按照约定比例分成服务费收入。这种模式减轻了资产方的资金和管理负担,使其能快速引入充电服务。对于运营商而言,其收入主要来源于充电服务费(电费加价),以及可能的App广告、会员费、数据服务等。运营管理通过云平台实现远程监控、故障诊断、远程重启、账务管理、优惠活动设置等,以降低人工巡检成本,提升运营效率和服务质量。欧标对交流桩要求增加交流桩PLC以保障整个充电生态的网络安全。
新能源汽车充电桩有两种,直流桩(快充)和交流桩(慢充)。国内新能源汽车新车发布都会在续航也就是电池容量上吸引消费者,续航越长带来的问题是充电时长问题。比如小米su7 pro版电池是94.3kWh,如果用常见的7kw交流桩充满要要12小时,如果用直流桩以车能承受的大电流400A充电只需0.5小时充满。比如小鹏P7 75kWh的电池容量,如果用随车送的7kw交流桩充满电至少需要10小时,如果用直流桩按车官宣的5C速度满功率充电12分钟充满。这么悬殊的充电速度,那还有人接受交流桩吗,是不是它没有存在的价值?可能大部分人没法接受,但对于直流桩分布少的偏远地区或者家庭只能使用交流充。而且交流桩对电池更友好,理论上对电池寿命有利。对于电网负荷不足的地区或基建不足的地区,交流桩占比还很高。而且欧盟新法规更新了交流桩要求,要增加交流桩PLC模块来支持新的ISO15118协议,并没有弱化交流桩存在的迹象。交流桩PLC使得交流桩的支付和网络更安全。

将交流充电桩与可再生能源(主要是分布式光伏)结合,是走向真正零碳交通的重要路径。在家庭场景,可以安装“光伏+储能+交流充电桩”系统。白天光伏发的电,优先供家庭使用,多余的电可为车辆充电或存入储能电池;夜间则使用储能电池或谷电为车辆充电。在商业场景,停车场顶棚可以铺设光伏板,形成“光储充”一体化项目,实现能源的自发自用,降低运营电费成本,并提升绿色形象。这种模式需要能源管理系统(EMS)进行智能调度,以实现经济效益优化。交流桩PLC为智能化充电以及安全健康的充电生态铺设了道路。交流桩PLC所支持的ISO15118标准属于软件程序,也有实验室认证。欧标慢充交流桩PLC通讯板
交流桩PLC利用充电线内的CP信号线和车通讯。美标新能源汽车交流桩PLC协议板
即插即充(PnC,plug and charge)技术详解。即插即充(基于ISO 15118标准)的出发点就是便捷的充电体验。其技术点是公钥基础设施(PKI)和数字证书。在车辆和充电桩制造商出厂前,会为其预置根证书和各自的数字证书。当车辆插入充电枪后,两者会建立安全的通信链路,交换并验证对方的数字证书。车辆将其包含VIN和支付合约信息的“代币”发送给充电桩,桩再将此信息上传至后台认证平台。平台验证通过后,授权充电桩开始充电,并在结束后自动从车主绑定的账户扣款。整个过程完全自动化,无需手机或RFID卡。这不仅提升了便利性,也通过加密技术增强了支付安全性。尽管该技术的普及还面临证书管理、跨运营商互认等挑战,但无疑是未来的发展方向。常规交流桩需要增加交流桩PLC模块才能支持PnC。美标新能源汽车交流桩PLC协议板
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