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前言

本文花了很长时间准备和构思。由于充电桩的知识内容过于复杂，加上不同国家的标准，结构调整了很长时间。在各种平衡下，本文介绍了电动汽车充电的基本知识，以避免过于详细和技术。观众是准备考虑或购买电动汽车/充电桩的用户，以及想了解电动汽车充电知识的用户。考虑到不同的区域标准和观众群体的重点，本文重点关注中国和欧洲的情况，美国也有一个简要的介绍。

电动汽车和燃油汽车的主要区别在于动力来源不同，传统燃油汽车需要加油，而电动汽车需要充电。本文介绍了电动汽车充电设备和充电相关的基本知识（不涉及无线充电技术）。

1. 充电桩介绍

充电设备的外观和性能差异很大。经常听到便携桩、家用桩、快速充电桩、公共/操作桩等名称。此外，充电桩的接口还包括交流充电接口、直流充电接口等。对于充电从业人员来说，也面临着一堆比较麻烦的术语，比如:Level 1/2/3，Mode 1/2/3/4等。总结就是行话太多，让人眼花缭乱。本文试图让大家对充电概念进行通俗易懂的梳理。

充电桩是电动汽车供电设备（Electric Vehicle Supply Equipment – EVSE）俗称，是电动汽车补充电能的工具，类似于燃油汽车的加油设备。

与加油站不同，电动汽车可以在家里或外面的充电站充电。当然，前提是需要充电设备。什么样的电动汽车需要什么样的充电设备，复杂的充电设备有什么区别？

我们首先从不同的角度对充电桩进行分类。

1.1. 充电桩分类

1.1.1. 基础分类

充电桩本质上只能分为两类:(智能)延长电线和“真”充电桩。分别对应交流（AC）桩和直流（DC）桩。

图1：电动汽车充电原理

图1显示了电动汽车的充电原理。左侧灰色部分为交流充电电流，右侧绿色部分为直流充电路径。可见交流（AC）桩是车载充电机（OnBoard Charger: OBC）供电，车载充电器AC-DC整流转换，为动力电池充电；直流（DC）桩绕过车载充电机（OBC）直接给电池充电。

原因很简单。电动汽车的动力电池只能接收直流（DC）电流电压，电网/家庭插座提供交流电，不能直接给汽车电池充电，需要交流-直流转换，直流电转换后才能给电池充电。所有的交流（AC）充电桩只是充电设备（OBC）虽然供电线可能是非常智能的供电线；直流（DC）电源模块集成在桩内，AC-DC转换在桩内，输出直流电给电池充电。

1.1.2. 标准分类

不幸的是，到目前为止，电动汽车的充电接口还没有统一的世界标准，就像2012年前的手机充电接口一样复杂多样。

参考图2世界各地的接口类型，不同标准的充电枪和车端充电接口不能通用。

一般来说，汽车工业国家和重要市场国家制定现行标准：欧美/日/中。交流AC充电接口有三个标准:美国/日本的Type 一、欧洲Type 2.中国GB/T。直流DC充电接口有四个标准:美国(北美)的CCS 1.日本CHAdemo，欧洲CCS 2.中国GB/T。世界其他国家基本遵循美国/欧洲的标准。

图2：电动汽车充电接口标准

1.1.3. 功率分类

充电桩的功率从1kW到500kW不等。充电桩功率等级一般为3kW的便携桩（AC）；Wallbox7/11kW壁挂（AC），22/43kW操作AC立柱桩，20-350甚至500kW直流（DC）桩。

充电桩的(最大)功率是它能为电池提供的最大可能功率，算法是电压（V）x 电流（A），三相再乘以3。1.7/3.7kW是指单相电源(110-120V或230-240V)最大电流16A的充电桩，7kW/11kW/22kW是指单相电源32A、充电桩三相供电16/32A。电压更容易理解，国家家庭电压标准，电流一般是现有电气基础设施（插座、电缆、保险、配电设备等）的标准。北美特别是美国市场比较特殊，美国家庭插座(NEMA插座的形状、电压、电流)种类繁多，所以美国家庭AC充电桩的功率等级越来越丰富，这里就不讨论了。

直流桩的功率主要取决于内部功率模块(内部并联)。目前主流模块有25/30kW，所以直流DC桩的功率是上述模块功率的倍数。但也考虑与电动汽车电池充电功率相匹配，因此50/100/120kW的直流充电桩在市场上非常常见。

1.1.4. 电压/模式分类

电动汽车充电设备在美国/欧洲有不同的分类。Level通常用于美国 1/2/3进行分类；Modee通常用于美国以外的(欧洲) 1/2/3/4区分。

Level 1/2/3主要是区分充电桩输入端的电压，Level 1是指直接用美国家用插头(单相)120V供电的充电桩，功率一般在1.4kW到1.9kW；Level 指美国家用高压208/230V(欧洲)/240VAC充电桩，功率相对较高，3kW-19.2kW；Level 指DC直流充电桩。

图3：Level充电桩 1/2/3

Mode 1/2/3/4的分类主要取决于充电桩是否与电动汽车通信。

Mode 1是指电线给汽车充电，一端是普通插头连接墙上的插座，另一端是汽车充电插头，汽车和充电设备（实际上没有设备，只有充电线和插头）之间没有通信，现在许多国家禁止模型 电动汽车充电模式1。

Mode 二是指便携式AC充电桩，安装不固定，带车桩通信，车桩充电过程有通信；

Mode 三是指固定安装的(壁挂或立柱)带车-桩通信的其他交流充电桩；

Mode 4是指固定安装的直流桩，必须有车桩通信。

图4：充电桩的Mode 1/2/3/4

还有其他类别，如AC桩按单/两/三相输入供电区分，相应的充电桩输入端需要单相连接，两相和三相交流供电，输出相数与输入相同。

图4：充电桩的Mode 1/2/3/4

还有其他类别，如AC桩按单/两/三相输入供电区分，相应的充电桩输入端需要单相连接，两相和三相交流供电，输出相数与输入相同。DC桩通常由三相AC输入供电。

此外，私人桩和操作桩之间也存在差异。前者不需要收费，后者需要收费，因此需要有人机交互界面、支付方式和与操作/收费系统的对接。

2. 电动汽车充电的特点

电动汽车的充电功率不是固定的，锂电池的特性决定了充电曲线的变化。可分为恒流充电、恒压充电和最后阶段浮充。

因此，电动汽车的充电过程比简单的除法计算(电池容量kWh/充电桩功率kW)要长。

图5是标准电动汽车电池充电的曲线。

图5：标准电动汽车电池充电曲线

3. 电动汽车充电的常见误解

3.1. 为了缩短充电时间，需要选择更大功率的充电桩？

答案不一定。从图1中显示的AC/DC充电示意图可以看出，如果AC充电，AC桩只是一种供电设备，真正的充电功率由车载充电器决定（当然，如果充电桩功率低于车载充电器，则充电桩的瓶颈）。目前主流车载充电机有3/7/11/22kW，所以用22kW交流桩给只配备3kW功率OBC的电动车充电，最终充电功率为3kW。

3.2. 直流DC充电桩可全功率充电？

答案不一定是，虽然没有车载充电机OBC的限制，直流桩直接给电池充电，但需要考虑电池的上限，电池支持的最大功率也有限制，大多数非高端电动汽车，电池支持的最大充电功率不超过150kW。即使在350kW的超快充桩上充电，充电功率也不能超过电池（BMS）允许的最大功率，当然也要考虑不同充电阶段的充电功率。

目前，只有少数高端车型的电动汽车支持较大的充电功率，如保时捷（Porsche Tycan）奥迪E-Tron最高支持225kW的充电功率，最高支持150kW。

4. 购买充电桩的注意事项

购买电动汽车后，我们更关心如何在有条件的情况下购买家用充电桩。

目前，家用桩主要是AC桩（DC桩的价格和功率限制了其在普通家庭的安装）。首先，确认家庭允许安装充电桩的功率上限（与供电公司/物业/电工确认家庭/社区的配电容量），确认家庭是单相家庭（国内）还是三相家庭（欧洲），然后确认购买的电动汽车车载充电机（OBC）是单相(国产电动车OBC多为单相)还是三相，最后购买相应的单相/三相充电桩。理论上，单相三相充电桩可与单相三相车载充电器兼容，但如果车载单相OBC，则无需安装三相充电桩。理论上，单相三相充电桩可与单相三相车载充电器兼容，但如果车载单相OBC，则无需安装三相充电桩。

此外，还需要考虑选择智能桩或傻瓜桩。智能桩是一种可以通过移动应用程序控制/身份授权/充电管理的充电桩，而傻瓜桩是一种无人机交互的充电桩，可以通过刷卡或直接插枪充电。方向是智能桩的首选，可以更方便地控制（如定期充电、远程充电等），充电记录管理将提供很多便利，一些城市电网（德国汉堡）规定新安装的家庭充电桩必须是智能桩。综上所述，家用桩单相7kW基本上是国内外单相电入户的主流；在欧洲三相电入户的国家/地区，三相11kW是最佳选择。智能充电桩由移动应用程序控制。结语本来想把这篇文章做成问答形式，但可能会更加分散和不全面。所以还是按照现有的结构写出来的，肯定不能考虑到大家的关注点和需求。希望有相关问题的朋友给我留言。如果有更常见的问题，我可以单独写一个充电知识问答。