摘要：随着电动汽车推广及规模化发展，充电问题日益受到研究者及消费者的广泛关注。交流充电被认为是电动汽车电能补充的重要方式之一。本文介绍电动汽车交流充电典型系统构成，分析研究整个充电过程，为进一步研究交流充电的适应性兼容性等问题提供参考。

    目前，对于PHEV及EV而言，其电能补充的方式有交流充电（俗称“慢充”）、直流充电（俗称“快充”）以及机械换电等方式，在面向个人用户的私家车中，交流充电的方式尤为普遍。据不完全统计，截止目前，中国电动汽车的存量已超过100万辆，而根据国务院《节能与新能源汽车产业发展规划（2012～2020年）》的规划，到2020年，中国电动汽车的累计产销量将超过500万辆；充电设施方面，中国目前在运营的充电设施数量已超过15万个，而根据《电动汽车充电基础设施发展指南（2015～2020年）》，到2020年，中国仅分散式充电桩数量将超过480万个。由此可见，电动汽车的规模化发展趋势已然显现。然而，近年来屡屡发生电动汽车和充电设施无法充电，甚至出现充电过程中起火等安全事故，频频引发社会关注，造成消费者的“充电焦虑”，极大地影响了用户体验以及产业的发展，对电动汽车交流充电的研究尤为必要。本文以电动汽车交流充电为研究对象，选取典型的交流充电系统构成进行分析说明，并对整个充电过程进行详细解析，为后续对交流充电的适应性兼容性等问题的进一步研究提供参考。

    1 电动汽车交流充电系统
    电动汽车交流充电是指通过传导的方式，按照一定的充电模式，将交流电源调整为校准的电压或电流，为电动汽车动力电池等储能装置提供电能。其中，充电模式有模式1、模式2、模式3三种。图1为电动汽车交流充电系统典型结构，系统构成主要包括了交流充电设施、充电连接装置以及车载充电机3部分。

    交流充电设施是为电动汽车提供交流电源的装置，一般由继电器／接触器、、控制导引电路、漏电保护电路、过流过压保护电路、计量模块、防雷模块、通信模块、人机交互界面等组成，有便携式、落地式、壁挂式等多种安装方式，其额定容量有2.2 kW（220 VAC，10 A）、3.3 kW（220 VAC，16A）、6.6 kW（220 VAC，32A）及22.4 kW （380 VAC，63 A）等几类。充电连接装置是充电装置与电动汽车之间的物理传输媒介。
    交流充电时，将工频50 Hz单相或三相交流电经充电设施及充电连接装置传输至车载充电机，经车载充电机整流、滤波等处理后转换为直流电，为车载储能装置充电。充电设施通过PWM告知电动汽车允许最大可用电流，该电流不应超过其额定电流、连接点额定电流、电源额定电流中的最小值。
    充电所使用的充电连接装置的物理尺寸、机械结构、电气特性等应符合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》、GB/T201234.2-2015《电动汽车传导充电用连接装置第2部分：交流充电接口》的相关要求，以保证充电连接物理适应性。连接装置的连接方式有A、B、C3种。按照目前最新实施的标准GB/T 18487.1-2015《电动汽车传导充电系统第1部分：通用要求》规定，只有充电模式2、模式3适用于交流充电，表1为2种充电模式使用条件。不符合条件的充电将导致电动汽车无法充电，严重者或引起安全事故。

    2 电动汽车交流充电过程解析
    物理接口祸合是电动汽车开始充电的先决条件。祸合时，接口保护地端子（PE）最先接通，控制导引端子（CP）与充电连接确认端子（CC）最后接通；与之对应，在充电结束物理接口解祸脱开时，CP端子与CC端子最先断开，PE端子最后断开。电动汽车交流充电系统应具有控制导引电路，以实现以下功能：对保护地导体连续性的持续监测、电动汽车与充电设施正确连接的确认、供电控制功能、断电控制功能以及充电电流的持续监测等。图2所示为充电模式2、3与不同连接方式的充电系统控制导引原理图。

    图3为电动汽车交流充电整体流程。当充电物理接口连接后，车辆控制装置将通过测量检测点3与PE之间的电阻值来判断车辆接口是否完全连接，确认完全连接后，车辆接口内的电子锁将在主供电开关K1、K2闭合前将车辆接口锁定。充电设施内的供电控制装置将测量检测点1或4的电压值来判断供电接口是否完全连接，确认完全连接后，供电接口内的电子锁亦将在主供电开关KL K2闭合前将供电接口锁定。如锁定失败或不能锁定，充电过程将被终止。此时，车载充电机启动自检，确认系统无故障且储能装置处于可充电状态时，车辆控制装置闭合开关S2，车辆充电准备就绪。充电设施通过判断检测点1的峰值电压为6V时，充电设施准备就绪，供电控制装置闭合主供电开关K1，K2，交流供电回路导通。至此，电动汽车与充电设施间电气连接已经建立。

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