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1 引言

電動汽車的發展離不開充電基礎設施的建設，目前主流的補能方式主要還是充電，根據充電電流不同，分為交流充電和直流充電，在充電國家和國際標準中，將充電分為四種模式，模式一是將電動汽車和電網直接用合適的連接器相連，由于缺失必要安全保護，大多數國家地區都禁止使用，模式二是一種可隨車使用的交流充電設備，與模式一的區別是在充電線纜上增加了一個控制保護盒(IC-CPD)，模式三即交流充電樁，模式四為直流充電樁。

模式二和模式三是家庭充電的主要解決方式，一般購車時會贈送一個便攜式充電器，有安裝條件的會送交流樁并提供上門安裝服務。當然，除了選擇“原裝充電器”外，用戶也可在購物網站上選購各式各樣“非原裝充電器”。

2 電動汽車的普及

隨著電動汽車的普及，家用充電設施鋪開，帶來一個問題，就是電網會的負荷會越來越承受不了。

我們都知道，一般小區的用電負荷設計容量其實是有限的，很多老小區變壓器容量大概500kw左右，平常每家每戶開個空調，煮個菜沒啥問題，但是電動汽車充電功率相對而言是非常大的，按照常規充電樁是7kw，基本晚上大家下班回來一起充上電，最多就能充70臺，這還是其他用電器不要用的情況下。所以現在新小區的建設一般都會預留容量給電動汽車充電。

針對電網負荷問題，比較好的解決方案則是采用“有序充電”的方式，有序充電，即在滿足電動汽車充電需求的前提下，運用實際有效地經濟或技術措施引導、控制電動汽車進行充電，對電網負荷曲線進行削峰填谷，使負荷曲線方差較小，減少了發電裝機容量建設，保證了電動汽車與電網的協調互動發展。

有序充電系統以臺區為管理單元，通過與臺區內的設備自動協商，實現臺區的自主化平衡，提升臺區經濟性和安全性。一些充電系統還具有數據采集和控制、負荷預測、充放電負荷實時調整功能，具備為用戶提供統一交互服務，具備完善的統計、分析功能，滿足運用管理要求。

目前國家電網已經開始建設帶有序充電功能的智能充電樁，近日國網南通電動汽車服務有限公司發布的招標公告，就包含了3000萬的智能充電系統采購項目。3月16日，上海市市場監督管理局發布了《電動汽車智能充電樁智能充電及互動響應技術要求》(DB31/T 1296—2021)。該標準是國內首個明確智能充電樁具體功能要求的技術標準，主要包含智能充電樁智能充電及互動響應的適用場景、設備電氣安全和信息安全、智能充電功能、樁聯網互動響應要求及平臺交互技術要求，適用于需要調節電動汽車供電設備充電功率的智能交流充電樁和智能非車載充電機(直流充電樁)。

當然作為未來一個重要的能源接口，充電樁能做的事還不僅如此。目前充電樁還是單相功率控制，而在將來，一個帶著近百度電電池包的車輛，同樣可作為電網、家庭、樓宇的電能儲存設備，在負荷高峰期或緊急時段進行反向放電，幫助電網實現削峰填谷，車主順便也可以借此賺取電價差。

也有不少廠家推出了光儲充一體的設備，將光伏發電、儲能、充電結合起來，光伏產生的電能可用于電動汽車和家庭日常，多余的電能可以儲存起來供夜晚或緊急情況下使用，同樣也可賣給電網賺取利潤，根據不同時段電價的差異和用戶用電行為習慣，通過數據分析，自動調節充放電功率和儲能水平，實現電能的高效利用。可以說，充電樁未來的技術形態和商業模式還是充滿想象力的。

同樣不可忽視的還有安全性問題。根據專業機構的不完全統計，2020年1-12月全年被媒體報道的燒車事故共124起，其中在充電過程中起火占事故總數的23%，造成了非常巨大的損失，也給電動汽車的推廣蒙上一層陰影。我們在考慮使得充電樁更加智慧的同時，也不可忽視它的安全防護，對人身的保護。針對燒車這樣的惡性事故，有的樁企的解決方案是在充電過程中對電池進行安全監控，如電池最大溫差、最大壓差、最高溫度、SOC變化率等數據，并將每次車輛充電時的數據交互給充電平臺，平臺累計充電數據形成該車輛的歷史檔案，一旦某次充電過程發生異常可作提前預警。

其中最需要引起警惕的是漏電問題。因為漏電直接關系到充電車輛，電網，乃至人身安全。充電樁一般放在室外，長期日曬雨淋，極易造成絕緣下降，一旦發生漏電，后果不堪設想。

充電樁除了需要做好接地之外，漏電保護器的選用也至關重要。根據國標GB/T 18487.1，充電樁的漏電保護器應使用B型或者A型?？梢钥吹?，區別于家用的AC型漏電保護器，充電樁的基本要求就是A型，除了對交流漏電保護外，還對脈動直流有保護作用。而B型相較于A型最大的區別是B型增加了對直流漏電的保護。但受制于B型檢測難度和成本限制，目前絕大多數人廠家選用的還是A型。直流漏電最大的危害不在于人身，而在于會造成原有漏電保護器件的失效形成隱患，可以說目前充電樁的漏電保護在標準層面就存在隱患。

在最新上海市《電動汽車智能充電樁智能充電及互動響應技術要求》中，把漏電保護提高到了B型或者A型加直流6mA及以上的保護，相信未來的國標也會跟上。

例如MAGTRON推出的滿足最新模式二(ICE62752)和模式三(ICE62955)漏電檢測要求的產品，以MAGTRON公司的產品RCMU101-K系列漏電流傳感器為例。

該系列產品采用Trip信號輸出，為歐標交流充電客戶提供設計簡潔，性能優秀的漏電流檢測解決方案。此方案產品采用高精度自適應磁通門傳感技術，在原理上可實現對交直流剩余電流準確的實時有效檢測，并通過內置信號判斷專用SOC，輸出Trip信號，可以完全滿足IEC62752和IEC62955對直流漏電保護要求。同時產品系列可以完全覆蓋7kw單相、11kw和22kw三相交流充電中的應用場景。