一、前言
博主在之前的博文《主流电动车充电标准简介》中已经简要介绍了当前国际上几种主流的电动车充电标准，本篇博文将开始深入浅出地介绍下我国的交流充电桩新国标。关于交流充电桩的新国标大致可以分成两个部分：交流传导充电系统的通用要求和交流充电接口。本文将着重对交流传导充电系统的部分通用要求及交流充电接口进行介绍。而关于交流传导充电系统中的控制引导电路部分的内容将在下一篇博文中进行详细介绍。由于篇幅限制，本篇博文将只对标准中重要的部分通用要求进行介绍。
二、充电模式及其功能要求
新国标在标准 GB/T 18487.1-2015《电动汽车传导充电系统 第1部分：通用要求》中规定了 4 种充电模式，下面将对这 4 种充电模式及其功能要求进行介绍。
2.1 模式 1
模式 1 是指在充电系统中应使用标准的插座和插头（符合标准 GB 2099.1 和 GB1002），采用单相交流电传输，并且传输电流不能超过 8 A ，传输的交流电压不允许超过 250 V。电源侧应使用相线、中性线、保护接地导体并且使用剩余电流保护装置。从标准插座到电动汽车应提供保护接地导体。
模式 1 比较简单，相当于通过电缆直接接到电网上，由于该模式缺乏必要保护，目前世界上大多数国家都禁止使用这种模式，新国标中也规定不应使用该模式给电动汽车充电。
2.2 模式 2
模式 2 是指充电系统中应使用标准的插座和插头，采用单相交流电传输。电源侧使用符合标准 GB 2099.1 和 GB1002 中要求的 16 A插头插座时电流输出不能超过 13 A，使用标准 GB 2099.1 和 GB1002 中要求的 10 A插头插座时电流输出不能超过 8 A。电源侧应使用相线、中性线和保护接地导体，并且采用缆上控制与保护装置（IC-CPD）连接电源与电动汽车，从标准插座到电动汽车应提供保护接地导体且具备剩余电流保护和过流保护功能。
模式 2 最初设计的考虑是能够连接传统家用插座和车辆，具有便携性，功率做不了太大，额定功率在 3kw 左右，通常是用于紧急备用充电器使用，常用于车子电量不足以支持到家或者充电点的场景使用。
图 2.1 使用模式 2 的充电系统实物
2.3 模式 3
模式 3 应用于连接到交流电网的供电设备将电动汽车和交流电网连接起来的情况，并且在电动汽车供电设备上安装了专用保护装置。电动汽车供电设备具有一个及一个以上同时使用的模式 3 连接点（供电插座）时，每一个连接点应具有专用保护装置并确保控制引导功能可独立运行。此外，模式 3 应具备剩余电流保护功能。模式 3 可采用连接方式 A、连接方式 B、连接方式 C（连接方式的介绍见下文）。当采用单相交流电供电时，电流不能大于 32 A，采用三相交流电供电且电流大于 32 A 时应采用连接方式 C。
模式 3 便是我们常说的交流充电桩，采用单相交流电充电最高可以支持 32 A 的充电电流，而使用三相交流电充电最高支持 63 A 的充电电流。
图 2.2 使用模式 3 的充电系统实物图
2.4 模式 4
模式 4 用于电动汽车连接到直流供电设备的情况，应用于永久连接在电网的设备和通过电缆与电网连接为其供电的设备。模式 4 只能采用连接方式 C。模式 4 便是我们所说的直流充电桩。
图 2.3 使用模式 4 的充电系统实物图
2.5 充电模式的功能要求
标准 GB/T 18487.1-2015《电动汽车传导充电系统 第1部分：通用要求》中规定了模式 2、模式 3 和 模式 4 所需要提供的控制引导功能，具体包括以下几种功能：
- 保护接地导体连续性的持续监测。在模式 2、模式 3 和模式 4 下充电时，保护接地到底的电气连续性应由电动汽车供电设备持续监测。对于模式 2，监测是在电动汽车和缆上控制与保护装置之间进行的，对于模式 3 和模式 4，监测是在车辆和电动汽车供电设备之间进行的。在失去保护接地导体电气连续性的情况下，电动汽车供电设备应在 100 ms 内切断电源。
- 电动汽车和供电设备正确连接的确认。供电设备应能够确定车辆插头正确插入车辆插座（连接方式 A 与连接方式 B）和供电插头正确插入供电插座（连接方式 A 和连接方式 B）。
- 供电设备供电控制功能。仅当电动汽车供电设备和电动汽车之家的控制引导功能与允许通道状态信号建立正确关系时，电动汽车供电设备才可向电动汽车供电。
- 供电设备断电控制功能。当控制引导功能中断，或控制引导信号不允许充电，或充电设备门打开等活动造成带电部位露出时，应切断对电动汽车的供电，但控制引导电路可以保持通电。例如在充电过程中当充电插头和车辆插座断开时，控制引导系统应马上断开接触器。
- 充电电流的监测。供电设备通过 PWM（模式 2 和模式 3）或通过数字通信（模式 4）告知电动汽车允许最大可用电流值，该值不应超过供电设备额定电流、连接点额定电流和电网（电源）额定电流中的最小值。
以上五个功能是控制引导功能中必须的，此外，GB/T 18487.1-2015 标准中还规定了以下几种可选功能：
- 充电过程中的通风要求。若在充电过程中需要额外通风，则需由固定设施（如建筑物）进行通风否则供电设备不能供电。
- 电动汽车供电设备可用负载电流实时调节。可通过某种方式保证充电电流不超过电动汽车供电设备及交流或直流电网实时可用负载电流。
- 车辆插头和/或供电插头的连接。提供锁止机构来保证车辆插头和/或供电插头的可靠连接。供电设备额定电流小于或等于 16 A 该功能可选，大于 16 A 该功能必选。
- 避免意外带电切断。采用具有锁止功能的装置或其他措施避免意外带电断开。
三、连接方式
充电系统的连接方式是指通过充电电缆和连接器将电动汽车连到电网（电源）的方法。新国标中的 GB/T18487-2015 标准中规定了三种连接方式：连接方式 A、连接方式 B 、连接方式 C。
（1）连接方式 A
连接方式 A 是指将电动汽车和交流电网连接时，使用和电动汽车永久连接在一起的充电电缆和供电插头，如下图所示。
图 3.1 连接方式 A 示意图
（2）连接方式 B
将电动汽车和交流电网连接时，使用带有车辆插头和供电插头的独立的活动电缆组件，如下图所示。
图 3.2 连接方式 B 示意图
（3）连接方式 C
将电动汽车和交流电网连接时，使用了和供电设备永久连接在一起的充电电缆和车辆插头，如下图所示。
图 3.3 连接方式 C 示意图
四、交流充电接口
新国标中GB/T 20234.2-2015《电动汽车传导充电用连接装置 第2部分：交流充电接口》中对交流充电接口进行了具体的规定，包括交流充电接口的功能、额定值、尺寸等。
新国标中规定了交流充电接口的额定电压和额定电流如下表所示：
|
额定电压（V） |
额定电流（A） |
|
250 |
10/16/32 |
|
440 |
16/32/63 |
表 4.1 交流充电接口额定值
交流充电接口总共有 7 个触头，新国标中对这 7 个触头的电气参数值及功能的定义如下表所示：
|
触头标识 |
额定电压和电流 |
功能定义 |
|
L1 |
250 V 10 A/16 A/32 A |
交流电源（单相） |
|
440 V 16 A/32 A/ 63 A |
交流电源（三相） | |
|
L2 |
440 V 16 A/32 A/ 63 A |
交流电源（三相） |
|
L3 |
440 V 16 A/32 A/ 63 A |
交流电源（三相） |
|
N |
250 V 10 A/16 A/32 A |
中线（单相） |
|
440 V 16 A/32 A/ 63 A |
中线（三相） | |
|
PE |
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保护接地，连接供电设备地线和车辆电平台 |
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CC |
0 V ~ 30 V 2A |
充电连接确认 |
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CP |
0 V ~ 30 V 2A |
控制引导 |
表 4.2 触头电气参数和功能定义
图 4.1 交流充电插头、插座触头分布图
五、总结
本篇博文主要介绍了充电桩新国标中传导充电系统通用要求中的交流部分，包括充电模式、连接方式及交流充电接口等内容。而关于标准中所规定的其它部分的内容（例如电击防护、电动汽车供电设备结构要求等）本文将不会进行介绍，感兴趣的朋友可以阅读标准的原文去进行了解。后续关于交流充电系统控制引导电路部分将在下篇博文中进行详细介绍，欢迎关注！
六、参考资料
该博文主要参考了以下资料：
（1）GB/T 18487.1-2015 《电动汽车传导充电系统 第1部分：通用要求》
（2）GB/T 20234.1-2015 《电动汽车传导充电用连接装置 第1部分：通用要求》
（3）GB/T 20234.2-2015 《电动汽车传导充电用连接装置 第2部分：交流充电接口》
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