交流充電樁的功能是提供可控的交流電源,由電網輸入380V或220V三相/單相交流電,經保護裝置(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)負責將交流電轉換為直流電,并調節(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、充電階段及結束階段的信號同步。能量轉換效率約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。歐標交流樁要支持ISO15118標準得增加一個交流樁PLC協(xié)議板。公用交流樁PLC控制板

交流樁PLC是什么?PLC(power line communication)電力載波通信技術,是歐美標充電樁和車通訊的物理層實現(xiàn)方式,對應國標直流樁通過CAN和車通訊,PLC和CAN都是通訊總線。PLC特點是將數(shù)據(jù)調制成高頻信號后加載到已有的電力線上傳輸,不需要數(shù)據(jù)線。上世紀九十年代開始發(fā)展電力線窄帶載波技術,但干擾大不穩(wěn)定,本世紀初家庭插電聯(lián)盟成立,新的寬帶載波技術迅速發(fā)展,成熟穩(wěn)定,已廣泛應用在智能電網領域。寬帶PLC是調制頻率在2MHz~30MHz,窄帶PLC的調制頻率在1MHz以下。家庭插電聯(lián)盟制定了一系列電力載波通信規(guī)范,充電樁PLC采用了寬帶電力載波IEEE1901。歐美標充電樁通信物理層是PLC,應用層是ISO15118。直流樁控制板都內置了PLC,市面上大部分交流樁沒有PLC,如果要增加支持通訊協(xié)議就需要增加交流樁PLC協(xié)議板。新能源車充電樁交流樁PLC控制板常規(guī)交流樁不需要PLC可以直接充電。

交流充電樁在智慧城市中的角色。在智慧城市的宏大藍圖下,交流充電樁網絡是能源與交通兩大系統(tǒng)深度融合的節(jié)點。它們不僅是充電設施,更是遍布城市的數(shù)據(jù)采集終端。通過分析海量的充電數(shù)據(jù)(如充電時間、地點、電量),城市管理者可以洞察電動車的出行規(guī)律、區(qū)域電能消耗模式,從而為電網規(guī)劃、交通疏導、基礎設施布局提供科學依據(jù)。與智慧路燈、智能停車系統(tǒng)結合,交流充電樁可以成為城市物聯(lián)網的一部分。例如,一個集成充電功能的智慧路燈,既解決了布點難題,又實現(xiàn)了基礎設施的復用。此外,通過統(tǒng)一的城市級充電服務平臺,可以為市民提供一站式的找樁、導航、支付服務,提升公共服務滿意度。因此,發(fā)展交流充電網絡,是建設綠色、高效、智慧的現(xiàn)代化城市不可或缺的一環(huán)。歐標要求新樁必須增加交流樁PLC以支持ISO15118協(xié)議,為智能化鋪平了道路。
CCS(combined charging system)交直流組合插頭,有兩種:CCS1(CCS EE配置,美標)和CCS2(CCS FF配置,歐標)。插頭內集成了直流線和交流線,既可以充交流也可以充直流,統(tǒng)一在一個結構里面,相對于國標交流口和直流口分體的結構,節(jié)省了很多空間。CC1包含Type1交流口,CC2包含Type2交流口。CCS1和CCS2物理結構尺寸不同;CCS1插頭帶了按鍵,CCS2沒按鍵;軟件通訊協(xié)議基本上相同,差別在PP信號的處理方式。如果要在CCS1和CCS2之間轉接,只需要物理結構適配就行不需要電路板。而CCS1或CCS2和國標充電接頭區(qū)別就很大,除了結構外觀明顯不同,協(xié)議軟件也完全不同,需要加電路板和軟件程序。交流樁增加充電協(xié)議的支持,CCS線纜硬件和結構不需要改動,單改軟件程序就行,軟件程序運行在交流樁PLC模塊上,有可能需要增加這個協(xié)議板。國標交流樁還沒有增加協(xié)議軟件下要求。歐盟《替代燃料基礎設施法規(guī)》對充電樁數(shù)量和技術標準具體化了,特別是交流樁影響大,要增加交流樁PLC。

交流充電樁與直流充電樁的區(qū)別交流充電樁與直流充電樁根本的區(qū)別在于電能轉換的位置不同。交流樁將轉換任務交給了車輛自帶的車載充電機,而直流樁則內置了龐大且復雜的整流裝置,直接將電網的交流電在樁內轉換為直流電,然后直接輸送給車輛的電池包。這一區(qū)別導致了它們在體積、功率、成本和適用場景上的巨大差異。直流充電樁由于內置了大功率整流模塊,其體積通常非常龐大,像一個“大柜子”,功率可以從幾十千瓦到數(shù)百千瓦,甚至更高,從而實現(xiàn)10分鐘到1小時的快速補能,但相應地,其成本高昂,對電網沖擊大。而交流充電樁結構相對簡單,體積小巧,功率較低(通常在7kW到22kW之間),成本也低得多,但充電速度慢,通常需要6-10小時才能充滿一輛車。因此,直流樁常用于高速公路服務區(qū)、公共充電站等需要快速補電的場景,而交流樁則更適用于長時間停放的場所,如住宅小區(qū)、工作單位、商場停車場等,契合用戶“停車即充電”的習慣。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。歐標交流充電樁樁協(xié)議板交流樁PLC控制板
常規(guī)交流樁不需要PLC協(xié)議板,是單向輸出而沒法獲得車端的信息。公用交流樁PLC控制板
交流充電樁的安全設計與防護措施安全是首要原則。交流充電樁從硬件到軟件層面都內置了多重防護機制。在硬件方面,包括漏電保護器(RCD),能夠在檢測到微小漏電流時迅速切斷電源,防止觸電;過流保護裝置(如斷路器),在電流異常增大時跳閘,防止線路過熱引發(fā)火災;過壓/欠壓保護,防止異常電壓損壞車輛設備;以及防雷擊浪涌保護器。在連接環(huán)節(jié),充電樁與車輛之間通過控制導引電路進行持續(xù)通信,只有在確認連接牢固、接地良好、絕緣電阻正常后,才會允許閉合接觸器開始充電。一旦在充電過程中檢測到任何異常,如拔插頭、通信中斷、絕緣故障等,會立即停止供電。軟件層面,則有溫度監(jiān)控、充電過程實時診斷、以及通過遠程平臺進行的故障預警和遠程斷電能力。這些層層設防的機制,共同確保了交流充電過程對人身和財產的足夠安全。歐標新規(guī)要求增加交流樁PLC以支持ISO15118協(xié)議,對安全包括網絡安全多了一層保障。公用交流樁PLC控制板
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