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。目前只欧盟有增加交流桩PLC的要求。美标营运车充电交流桩PLC通讯板

智能充电与有序充电:提升电网友好度随着电动车保有量的激增,无序的充电行为可能对局部电网造成很大压力。智能充电技术应运而生,它使交流充电桩从被动的供电设备,转变为能与电网和用户互动的智能终端。充电桩可以通过云平台接收来自电网或能源管理系统的指令,根据电网的负荷情况,动态调整充电功率或启停时间。例如,在用电晚高峰时段,平台可以远程降低区域内所有参与项目的充电桩功率,或延迟其启动;待到深夜用电低谷时,再全力充电。这被称为“有序充电”。对于用户而言,他们可以在手机App上设置自己的出发时间,系统会自动计算并在电价便宜、电网“宽松”的时间段完成充电。这种模式实现了用户、充电运营商和电网的三赢:用户节省电费,运营商参与电网调峰获得收益,电网则避免了扩容改造的很大投资,提高了现有资产的利用效率。而欧标新规要求增加交流桩PLC支持ISO15118协议,更好兼容智能充电。美标汽车交流桩PLC协议板欧盟AFIR法案要求充电桩都支持ISO15118以确保不同品牌的车和充电基础设施之间可靠安全运行。

交流充电桩是电动汽车充电基础设施的重要设备之一,通过将电网的交流电直接输入车载充电机,实现电能转换。其功率范围通常为3.3kW至22kW,适用于家庭、商业场所及公共停车场。充电过程依赖车辆内置的充电管理系统,确保安全性与兼容性。相较于直流充电桩,交流充电桩成本更低、体积更小,但充电速度较慢,适合长时间停放场景。例如,使用7kW交流桩为60kWh电池组充电,需8-10小时,满足夜间或工作日充电需求。其模块化设计支持多车型适配,通过国标接口(如GB/T 20234)实现标准化连接,避免电气故障风险。常规交流桩增加交流桩PLC后可以升级为支持ISO15118的交流桩。
交流充电桩的通信协议与互联互通为了实现智能充电、支付和运维,充电桩必须能够与后台管理系统、用户App以及车辆进行通信。这依赖于一套标准的通信协议。在桩与后台之间,欧美通用的是OCPP(开放充电点协议),它是一个全球性的开放标准,允许不同制造商的充电桩与不同供应商的后台管理系统进行对接,实现了设备和运营平台的解耦,促进了市场公平竞争。在桩与车辆之间,除了基本的控制导引信号(定义于国家标准如GB/T18487.1)确保基本充电安全外,上层的数据交换(如车辆VIN码、电池状态、预计充电时间)则通过电力线通信(PLC)或CAN总线等方式进行。互联互通是行业健康发展的关键,它意味着用户可以使用一个App、一张RFID卡在不同的运营商充电桩上完成认证和支付,享受无缝体验,而无需下载一堆应用程序、预存大量资金。目前,行业仍在向更彻底的互联互通努力。交流桩只能通过交流桩PLC通讯,其线缆没预留别的总线。交流桩PLC和车端通讯在确认可以开始充电后交流桩主板才吸合接触器开始给车供电。

国家发改委国家能源局等六部门联合引发《电动汽车充电设施服务能力“三年倍增”行动方案(2025-2027年)》,明确到2027年底全国充电设施总数将达到2800万个,提供超3亿千瓦的公共充电容量,满足超过8000万辆电动汽车充电需求,实现充电服务能力的翻倍增长。该方案还强调布局的优化和技术的创新,特别是提出要新增5000个具备双向充放电功能的V2G(车辆到电网放电)设施,这将使电动车在用电低谷时充电,在用电高峰时向电网放电,变身为移动的储能单元。欧标新规要求增加交流桩PLC模块以执行ISO15118协议,它已经发布了V2G功能。国标车充电不要求交流桩PLC协议。欧标营运车充电交流桩PLC
桩和车端连接好后交流桩PLC协议板开始和车建立通讯,通讯成功后才会吸合接触器充电。美标营运车充电交流桩PLC通讯板
用户体验(UX)设计在交流充电桩上的体现良好的用户体验是提升充电桩使用率和用户忠诚度的关键。这体现在硬件和软件两方面。硬件上:充电电缆不能过重,女性用户也能轻松操作;电缆长度要足够,能灵活应对不同停车位置;插拔手感顺滑,锁止机构可靠;显示屏或指示灯信息清晰明了,即使在强光下也易读;支付方式多样,支持扫码、RFID卡、甚至无感支付。软件上:手机App应能快速准确地显示桩的位置、状态(空闲/占用/故障)、价格和功率;导航精细;启动充电流程简洁,扫码或即插即充体验流畅;充电过程中能实时查看进度、金额;支付后能方便地开具电子发票。任何环节的卡顿、不明确或故障,都会严重损害用户体验。(交流桩PLC)美标营运车充电交流桩PLC通讯板
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