交流充电桩的组成部分剖析一个完整的交流充电桩并非只是一个外壳和插头,它是由多个精密部件协同工作的系统。其中心是主控制器(MCU),如同大脑,负责处理通信、控制、计量和显示等功能。其次是电气模块,包括接触器(负责通断大电流)、漏电保护器(RCD)、过流保护装置(断路器或熔断器),确保用电安全。人机交互模块通常包括显示屏(或状态指示灯)、读卡器(用于RFID卡或NFC支付)、急停按钮等,方便用户操作和查看信息。通信模块则至关重要,包括4G/5G蜂窝网络模块、Wi-Fi或以太网模块,用于将充电桩的数据(如充电量、状态、故障信息)上传至运营管理平台,并接收平台的远程控制指令。此外,还有电能计量模块,用于精确计算充电消耗的电量,作为计费依据。然后是外壳和电缆组件,外壳需要具备防水、防尘、防盗、耐候等特性(通常达到IP54及以上等级),而电缆则要求柔软、耐用,并能承受长时间大电流工作。国标桩增加交流桩PLC后成为符合新欧标要求的交流桩。交流桩PLC目前有EIM和PnC两种工作模式,PnC模式离具体实施还有很长的时间。美标交流充电交流桩PLC通讯板

ISO15118是国际标准委员会和国际电工委员会制定的标准,定义了车和桩之间的通信协议,属于软件层面的内容。欧美标直流充电采了这个标准,目前市面上绝大部分交流充电不需要软件协议,但欧盟新出台法规要求接下来的交流桩都必须加交流桩PLC来支持ISO15118协议。ISO15118协议包含了直流充电和交流充电的内容。该标准已经发布了两版,2014年发布的ISO15118-2,和2022年发布的ISO15118-20。ISO15118定义了两种充电模式EIM(外置刷卡)和PnC(即插即充)。2022年更新的标准加入了V2G放电和无线充电以及自动化充电等新技术,而且更强调通讯安全和充电生态的建立。我国的国标GB/T27930定义了直流充电软件协议,它和ISO15118是对等协议,国标的更新标准朝更大充电电流发展,国标交流桩没有软件协议要求。慢充SECC交流桩PLC控制板ISO15118标准是运行在交流桩PLC总线上。

嘿客攻击汽车充电桩,俄乌开战后有嘿客入侵莫斯科的汽车充电桩,充电桩屏幕上显示支持乌克兰的信息。在Pwn2OwnAutomotive2025嘿客大赛中,多家名充电桩被成功入侵,带来的结果是充电桩瘫痪。汽车充电桩如何增强自身安全呢?充电桩的充电功能是不需要借助互联网就能完成,桩联网有两个用途,一是支付,二是手机APP远程管理充电。家桩不需要支付,私人用桩可以不联网,不联网就不会受到网络攻击。另外给充电桩增加加密措施,比如借鉴欧美标的充电协议ISO15118PnC,从应用层到物理层,它定义了很高级别的加密,增加网络攻击的难度。近期欧盟出台法规要求交流桩要支持ISO15118协议,有利于数字安全。
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。国标交流桩如果要增加通信功能需要重新定义规范,也可选择交流桩PLC模块来支持ISO15118协议。

交流充电桩的功能是提供可控的交流电源,由电网输入380V或220V三相/单相交流电,经保护装置(如漏电断路器、过载保护)后,通过电缆连接至车辆。车载充电机(OBC)负责将交流电转换为直流电,并调节电压与电流以匹配电池特性。例如,11kW三相交流桩输出电流为16A,通过PWM信号与车辆通信,动态调整充电参数。此过程需严格遵循ISO 15118或GB/T 27930协议,确保握手阶段、充电阶段及结束阶段的信号同步。能量转换效率约90%,损耗主要来自线缆电阻与变压器发热。为提升效率,部分桩采用碳化硅(SiC)器件,降低开关损耗。常规桩增加交流桩PLC后成为符合新欧标要求的交流桩。交流桩PLC协议板可以适配各家交流桩主板出货。新能源车充电桩交流桩PLC通讯板
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。美标交流充电交流桩PLC通讯板
欧盟《替代燃料基础设施法规》(AFIR)要求:到2030年,成员国必须在其所有城市和人口密集区提供足够数量的公共可访问充电桩。解读:这是交流充电桩成为主场的领域。在城市内部,车辆的主要停放模式是长时间停放(如在家过夜、在工作日上班、在商场购物数小时)。在这些“目的地”,成本高昂的直流快充桩并不经济,而交流慢充桩(主要是11kW-22kW)是理想、高效的解决方案。AFIR此条要求城市必须建设大量公共充电点,其中绝大部分必然将是交流桩。另外AFIR要求充电桩必须支持非接触式银行卡支付等简单支付方式,无需注册会员。这为临时用户、跨境旅行者使用交流充电桩提供了极大的便利,实现了“即插即用”。AFIR明确要求充电桩必须具备智能充电功能。这意味着交流桩可以根据电网负荷,在用电高峰时段自动降低功率或延迟充电。这使成千上万的交流桩从电网的“负担”转变为可调节的“资产”,避免了因电动车普及而导致的电网升级成本激增。目前常规交流桩须增加交流桩PLC模块才能满足欧盟新法规要求。美标交流充电交流桩PLC通讯板
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