1、充电桩的国家标准规范 

目前，充电桩的相关标准主要分为三种：国家标准、国家电网标准以及能源局标准三种。

  ▎2011年国家标准 2011年国家标准主要分为三个方面：通用要求、交流与直流、充电机与BMS通信，具体如下：   《GBT 18487.1-2011 电动汽车传导充电系统 第1部分：通用要求》; 《GBT 20234.1-2011 电动汽车传导充电用连接装置 第1部分：通用要求》; 《GBT 27930-2011 电动汽车非车载传导式充电机与电池管理系统之间的通信协议》。

  其中2011标准是基于2006年的充电桩标准GBT 20234-2006，完善接口说明，统一直流充电协议，是目前在运营的充电桩和电动汽车标准。   2015年国家标准同2011标准一样，也从以下三个方面：通用要求、交流与直流、充电机与BMS通信来规定。但是，2015标准修正和补充了2011标准中不足，其主要是为了解决了车与桩兼容性问题，和解决使用中的安全问题。保证充电流程都是“唯一”的，让每个充电桩与电动汽车都可以安全可靠的充电。

  ▎2015年国家标准： GB/T 18487.1-2015 电动汽车传导充电系统 第一部分：通用要求 GB/T 18487.2-2017 电动汽车传导充电系统 第2部分：非车载传导供电设备电磁兼容要求 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/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 GB/T 20234.3-2015 电动汽车传导充电用连接装置 第3部分：直流充电接口 GB/T 27930-2015 电动汽车非车载传导式充电机与电池管理系统之间的通信协议

  ▎行业标准（能源局） NB/T 33001-2010 电动汽车非车载传导式充电机技术条件 NB/T 33002-2010 电动汽车交流充电桩技术条件 NB/T 33008.1-2013 电动汽车充电设备检验试验规范 第1部分：非车载充电机 NB/T 33008.2-2013 电动汽车充电设备检验试验规范 第2部分：交流充电桩

▎企业标准（国家电网） Q/GDW 1233-2014 电动汽车非车载充电机通用要求 Q/GDW 1485-2014 电动汽车交流充电桩技术条件 Q/GDW 1234.1-2014 电动汽车充电接口规程 第1部分：通用要求 Q/GDW 1234.2-2014 电动汽车充电接口规程 第2部分：交流充电接口 Q/GDW 1234.3-2014 电动汽车充电接口规程 第3部分：直流充电接口 Q/GDW 1591-2014 电动汽车非车载充电机检验技术规范 Q/GDW 1592-2014 电动汽车交流充电桩检验技术规范 Q/GDW 1235-2014 电动汽车非车载充电机 通信协议    

  2、充电桩的充电接口标准 

  ▎充电桩接口的国家标准电压

充电桩（车用锂电系）按国标通过充电头交互CAN通讯协议匹配，根据车辆需要的电压电流自动调整输出电参数。目前国内新能源汽车主流电池电压310----720V（江淮IEV---比亚迪唐）。主流充电桩的输出电压范围在300---800V内。  

▲ 充电桩常用插头

▎充电桩接口的国家标准有哪些

为了保证车辆与充电桩的通用性，让你去哪都能充的上电，国家标准强制规定了充电接口的形式与功能。早些年特斯拉还用着自家美规的充电接口，要用公共充电桩还需要配一个转接器。而自2015年之后便全部换成了国标接口。   国标规定，交流充电接口有7个触头，除了正常表交流电的L1、L2、L3三根相线、中性线N和地线PE之外，充电枪接口中还有两个小孔，其中的触头叫做CC、CP。

  ▎充电桩接口如何区分快慢充

  例如，充电桩32a充电枪是快充，如何去区分呢？

  ★ 充电桩接口快充和慢充的区别：

❶ 一般情况下快充的接口是 9 孔，慢充是 7 孔。另外，从充电线也可以看出快充和慢充，快充的充电线相对更粗壮一些。当然，有的电动汽车出于成本、电池容量等多种考量只有一种充电模式，所以就会只有一个充电口。  ▲ 汽车的2个充电接口  

 

❷ 慢充的充电电流和功率都相对比较小，对电池的使用寿命比较好，同时用电低峰的时候充电成本低。而快速充电需要使用较大的电流和功率，会对电池组产生很大的不利影响，对寿命也会有一定影响。  

❸ 另外，快充还需要配套设备，比方转换交流直流电的电源装置，这样成本就上升很多了，而且快充的时候一般都发生在白天，电价也会比较高。    

  长期快充对于电池的寿命有一定的伤害的，所以必须要快慢充合理搭配。另外从安装成本和便利性来说，交流充电桩安装非常方便，它安装在停车场或充电站内，输入侧只需要从电网接入就好了，输出也只是交流，不需要配套整流装置等其他设备，结构简单同时桩体小。  

从国家电网的角度来说，交流充电桩功率比较小，所以慢充对电网的冲击也小。随着电动汽车的规模进一步增大，假如多台直流大功率桩同时充电，对电网的压力就会增大很多，所以从电装建设角度来看，不能不要慢充了。   汽车对快充桩本身也有要求，一些车型的最高输出电压需超过475V才可以正常充电，而很多小区的变压器和线路容量有限了，也不可能都建设成快充。  

  3、 充电桩的国家标准插口 

具体如下：

一、交流式

▎交流充电桩（栓）技术要求：

▲ 1、环境条件要求

① 工作环境温度：-20℃～+50℃；

② 相对湿度：5%～95%；

③ 海拔高度：≤1000m；

④ 安装地点：户外；

⑤ 抗震能力：地面水平加速度 0.3g；

⑥ 地面垂直加速度 0.15g；

⑦ 设备应能承受同时作用持续三个正弦波，并且安全系数应大于1.67；

▲ 2、结构要求

① 交流充电桩（栓）壳体应坚固；

② 结构上须防止手轻易触及露电部分；

③交流充电桩（栓）应选用厚度1.0以上钢组合结构，表面采用浸塑处理，并充分考虑散热的要求。充电桩（栓）应有良好的防电磁干扰的屏蔽功能；

④ 充电桩（栓）应有足够的支撑强度，应提供必要设施，以保证能够正确起吊、运输、存放和安装设备，且应提供地脚螺栓孔；

⑤ 桩（栓）体底部应固定安装在高于地面不小于200mm的基座上。基座面积不应大于500mm×500mm；

⑥ 桩（栓）体外壳应采用抗冲击力强、防盗性能好、抗老化的材质；

⑦ 非绝缘材料外壳应可靠接地；

▲ 3、电源要求

① 输入电压：单相220V；

② 输出功率：单相220V/5KW；

③ 频率：50Hz±2Hz；

④ 允许电压波动范围为：单相220V±15%；

▲ 4、电气要求

① 插头与插座正确连接确认成功后，带负载可分合电路方可闭合，实现对插座的供电；

② 漏电保护装置应安装在供电电缆进线侧；

③ 低压配电设备及线路的保护应满足《低压配电设计规范》（GB/50053）中的相关规定；

④ 对IT系统配电线路，当第一次接地故障时，应由绝缘监察装置发出音响或灯光信号，当发生第二次异相接地故障时应由过电流保护电器或漏电电流动作保护器切断故障电路；

⑤ 照明配电系统中，照明和插座回路不宜由同一回路供电。插座回路的电源侧应设置剩余 电流动作保护装置，其额定动作电流为30mA；

▲ 5、安全防护功能

① 交流充电桩（栓）应具备急停开关，可通过手动或远方通信的方式紧急停止充电；

② 交流充电桩（栓）应具备输出侧的漏电保护功能；

③ 交流充电桩（栓）应具备输出侧过流和短路保护功能；

④ 交流充电桩（栓）应具有阻燃功能；

▲ 6、IP防护等级

交流充电桩（栓）应遵守IP54（在室外），并配置必要的防雨、防晒装置；

▲ 7、三防（防潮湿，防霉变，防盐雾） 保护

充电机内印刷线路板、 接插件等电路应进行防潮湿、防霉变、防盐雾处理，其中防盐雾腐蚀能力满足 GB/T 4797.6-1995《电工电子产品自然环境条件 尘、沙、盐雾》中表9的要求，使充电机能在室外潮湿、含盐雾的环境下正常运行；

▲ 8、防锈（防氧化）保护

充电桩（栓）铁质外壳和暴露在外的铁质支架、零件应采取双层防锈措施，非铁质的金属外壳也应具有防氧化保护膜或进行防氧化处理；

▲ 9、防风保护

安装在平台上的充电机以及暴露在外的部件应能承受 GB/T 4797.5-9《电工电子产品自然环境条件降水和风》中表 9 规定的不同地区、不同高度处相对风速的侵袭；

▲ 10、防盗保护

电桩（栓）外壳门应装防盗锁，固定交流充电桩（栓）的螺栓必须在打开外壳门后方能安装或拆卸；

▲ 11、温升要求

交流充电桩（栓）在额定负载长期连续运行，内部各发热元器件及各部位温升应不超过Q/GDW 3972009中表2规定；

▲ 12、平均故障间隔时间（MTBF）

MTBF应不小于8760h；

▲ 13、安装垂直倾斜度不超过5%；

▲ 14、设备安装地点不得有爆炸危险介质

周围介质不含有腐蚀金属和破坏绝缘的有害气体及导电介质

▎二、直流式

1、充电桩（栓）电源输入电压：三相四线380VAC±15%，频率50Hz±5%；

2、充电桩（栓）应满足充电对象；

3、充电桩（栓）输出为直流电，输出电压满足充电对象的电池制式要求；

4、最大输出电流满足充电对象的电池制式1C的充电要求，并向下兼容；

5、充电方式分为常规和快速2种方式，常规为5小时充电方式，快速为1小时充电方式（针对不同电池类型选择）；

6、实现智能IC管理；

7、每个充电桩（栓）自带操作器，以供用户进行充电方式选择和操作指导，并显示电动车电池状态和用户IC卡资费信息，实现无人管理；

8、充电桩（栓）接口应符合GB/TXXXXXXXX电动汽车传导式充电接口(暂行)中直流充电接口的相关规定；

9、充电桩（栓）通讯接口采用CAN通讯接口，通信协议按照GB/TXXXXXXXX电动汽车电池管理系统与非车载充电机之间的通信协议(暂行)的规定执行（充电对象为锂电池电动车）；

10、充电桩（栓）对充电过程中的非正常状态应具备相应的报警和保护功能；

11、充电桩（栓）对电池的状态要监控，根据电池的温度，电压对充电曲线，充电电流，充电压自动调整；

12、充电桩（栓）采用强制风冷；

13、充电桩（栓）防护等级符合《GB 4208-1993 外壳防护等级(IP代码)》IP54要求；

4、充电桩之间有区别

从工作方式上，主要可以分为交流充电与直流充电两种。

采用交流充电方式的充电桩是将电网输出的交流电充入车载充电机，转化为直流电后再充入汽车电池。

充电时间：充电速度相对较慢，俗称为“慢充桩”

充电功率：一般以 7 kW居多，国内最大功率可以达到 14 kW左右

外观：通常体积比较小，枪头一般为7孔

交流充电方式成本低、结构简单，对蓄电池更为“温柔、友好”，一般用于车辆停运时间长的充电，比如，在小区停车位过夜充电。

采用直流充电方式的充电桩利用交直流转换模块直接将交流电转化为直流电充入汽车电池。

充电时间：一般1至2小时就可以完成大部分充电，俗称为“快充桩”

充电功率：可达到 60 kW、120 kW、300 kW，甚至更高

外观：内部组成模块比较多，体积比较大，枪头一般为9孔

直流充电桩因其体积较大，导线更粗，成本也更高，多应用于城市公共充电设施以及城际间高速服务区的充电站。

5、充电桩是如何精准计费

充电桩是通过充电量结合充电时间所在费率时段，得到充电费用。

· 充电桩工作屏幕样式 充电桩的强制检定依据JJG1148-2022《电动汽车交流充电桩检定规程》和JJG1149-2022《电动汽车非车载充电机检定规程》开展，主要通过检定以下三项来确保其计费准确：

1

外观及功能检查

主要检查充电桩的外观、标识、显示、基本功能是否符合相应技术规范要求。  

2

工作误差检定

主要检查充电的电量是否准确。误差应在铭牌标示的准确度范围内。充电桩的准确度等级一般为1级或者2级，允许的误差范围分别为±1%或者±2%。  

3

时钟时刻误差检定

主要检查充电桩显示时间是否准确，确保充电桩在正确的时间切换到正确的费率时段，满足阶梯电价，即峰、谷不同收费的要求。

6、充电桩使用安全

直流充电桩在工作时，电压最高可达到 1 kV，远高于我们日常生活中接触到的电压。但是也不用过分担心，因为充电桩有三重安全保护机制。

第1重

充电桩通常具备IP56等级的防护功能，即5级防尘和6级防水，达到防尘与猛烈喷水下的防护效果。

不过，需要注意的是，如果充电桩枪口或是电动汽车充电端子出现过多积水，说明防护受到了损害，应及时停止使用，并远离。

第2重

充电桩具有漏电保护装置。一旦检测到漏电，会及时自动切断电源，停止工作。在充电启动前，车侧和桩侧也会自行进行绝缘检测，绝缘检测失败就无法充电。这些措施都充分保护了人身安全。

第3重

充电桩基本都安装了防雷装置。该装置可以有效防止雷击造成的设备损坏及人员伤亡。

此外，充电桩在醒目位置均安装了急停开关。紧急情况下，按下急停开关按钮，电力输出会在约 100 ms内被迅速切断，停止充电。

7、充电站建设重点---接地系统

有人问：为什么回路电流走零线不走地线，而漏电流走地线不走零线，零线地线原理是什么？

如图所示， 一直搞不清楚地线和零线的原理， 地线的两端分别是什么，保护中性线的两端是什么。漏电流为什么走的地线而回线的电流不走地线？

这个问题很有典型，对保护中性线错误的认识表述很到位，的确是许多人的认知盲区。零线的准确名称是保护中性线。

先说答案：这个主题本身就是错的。要知道，保护中性线是中性线与地线的合并线，保护中性线包括了地线功能在内。

那应该怎么看？我们看图1：

注意到图1中还未出现保护中性线，只有三条相线L1/L2/L3，以及三条相线的中性线N。三条相线对N线的电压均为220V，相线之间的电压则为380V。

我们知道，交流电压的表达式为：  ，

而交流电流的表达式为：  。

注意到一个事实，当三相平衡时，中性线总线上的电压和电流有如下特性：

在图1中，具有此特性的只有标注了N字样的中性线总线，而中性线支线是不具有此特性的。

对于中性线支线来说，流过中性线的电流与相线电流大小相等方向相反。

我们再来看图1。图1中的中性线发生了断裂，于是在断裂点的前方，中性线的电压依旧为零，但断裂点的后方若三相平衡时，它的电压为零；但若三相不平衡，则断裂点后方的中性线电压会上升，最高会升到相电压。

事实上，我们发现，只要三相不平衡，尽管中性线并未断裂，但中性线的电压也会上升。

我们看图2和图3：

图2中，在变压器的中性点做了接地，此接地在国家标准和规范中，被称为系统接地。注意，这里的接地符号是接大地的意思。

系统接地的意义有两个：

第一个意义：系统接地使得变压器的中性线的电位被强制性地钳制在大地的零点位；

第二个意义：给系统的接地电流提供了一条通道；

值得注意的是：图2中的N线因为有了工作接地，所以它的符号也变了，变成PEN，也就是题主主题中的保护中性线。

保护中性线在这里，保护优先于中性线功能。

通过前面的论述我们已经知道，若保护中性线断裂，由于保护性中性线具有中性线功能，所以断裂点后部的保护性中性线电压可能会上升。

事实上，保护性中性线断裂点后部的由电压完全由下式决定：

可以看出，如果、和 各不相同，则三相电压就不平衡，保护性中性线电压当然也不等于零。

同理，我们可以看到保护性中性线断裂点后部的电流也与三相不平衡有关。

再看图3，我们发现保护性中性线PEN中采取多点接地的方法，以避免出现保护性中性线断裂点后部电压上升的情况。

注意哦，图2对应的接地系统叫做TN-C，而图3对应的接地系统叫做TN-C-S。

看到现在，我们可以回答问题了。

我们来看图4：

零线的准确名称是保护中性线

图4中，变压器中性点接地，而用电设备的外壳直接接地。

正常运行时，我们看到，用电设备的外壳根本就不会有任何电流流过。

现在，我们来分析L3相对用电设备的外壳发生碰壳事故的情况。

我们首先遇见的是外壳接地电阻有多大这个基础参数。在国家标准GB50054《低压配电设计规范》中，把外壳接地后的电阻以及地网电阻合并叫做接地极电阻，并规定它的值不得大于4欧。但在工程上，一般认为接地极电阻为0.8欧。

其次，我们需要知道保护性中性线电缆的电阻是多少。这个值可以根据具体线路参数来考虑。方便起见，不妨先规定这条保护性中性线电缆的长度是100米，电缆芯线截面是16平方毫米，它的工作温度是30摄氏度，则它的电阻为：

有了这两个数据，我们就可以来进行实际计算了。

我们看图4的下图，我们发现当L3相对用电设备的外壳短路时，保护性中性线中有电流流过，地网中也有电流流过。

注意到保护性中性线电阻和地网电阻其实是并联的，按照中学的电学物理知识，我们知道并联电路的电流与电阻的阻值成反比，也即：

 。

由此推得：

----------------式1

由式1我们看到，地网电流与保护性中性线电阻和地网电阻的比值有关。我们把接地极电阻按4欧取值，把具体参数代入，得到地网电流为：

 。

即便我们按工程惯例接地极电阻取为0.8欧，得到地网电流为： 

 。

也就是说，地网电流只相当于保护性中性线电流的3%~15%而已！我们取为中间值，则地网电流只有保护性中性线电流的6%。

现在，我来提个问题：

用电设备的外壳发生碰壳故障后，地网电流如此之小，与保护性中性线电流相比，几乎可以忽略不计，那么用电设备的外壳带电将长期存在。如此一来，必然会出现人身伤害事故。

那么，在实际接线中，我们是如何来保护人身安全的？

提示：这个问题的涉及面有点广，与低压配电网的接地形式有关，与用电设备的保护接零及保护接地有关，与TN-C系统下到底采用断路器保护还是采用漏电开关保护也有关。

解答：从以上描述中我们看到，当发生单相接地故障时，地网电流很小，根本不足以推动断路器或者熔断器执行保护。怎么办呢？

国际电工委员会IEC提出了解决方案，这就是接地系统。

在具体描述之前，我们先明确几个概念：

第一个概念，什么叫做系统接地或者工作接地？

系统接地（工作接地））指的是电力变压器中性点接地，用T来表示，没有就用I来表示。

第二个概念，什么叫做保护接地？

保护接地指的是用电设备的外壳直接接地，用T表示。若外壳接到来自电源的保护性中性线或者地线，则用N表示。

第三个概念，什么叫做接地形式？

接地形式有三种，分别是TN、TT和IT。TN下又分为TN-C、TN-S和TN-C-S。

知晓这几个概念后，我们来看看IEC给出的有关TN-C和TT系统的原图。注意，这两幅图是不容置疑的，是有关接地系统的权威解释。

第一幅图：TN-C接地系统和TN-S系统

由于电路中有系统接地，但负载外壳没有直接接地，而是通过保护性中性线PEN间接接地，所以该接地系统叫做TN-C。

图中左上角就是变压器低压侧绕组，我们看到它引出了三条相线L1/L2/L3和一条PEN保护性中性线。注意到保护性中性线的左侧有两次接地，第一次在变压器的中性点，这叫做系统接地，第二次在中间某处，叫做重复接地。重复接地的意义就是防止保护性中性线断裂后其后部保护性中性线的电压上升。

值得注意的是负载。我们看到中间的负载PEN首先引到外壳，然后再引到保护性中性线接线端子。这说明，保护性中性线PEN是保护优先的。

值得注意的是：我们在前面已经描述过了，当发生单相接地故障时，流经地网的电流实际上只有N线电流的6%左右。因此，TT系统下发生的单相接地故障电流相对TN要小得多。

有了接地系统的解释，我们就可以回答问题了。

1.需要适当地放大接地电流

适当地放大接地电流，使得用电设备的前接断路器可以执行过电流保护操作，这就是具有大接地电流的TN系统。

2.加装漏电保护装置RCD。

我们来看图5：

图5中，我们看到变压器的中性点直接接地，然后分开为N和PE，并且PE一直延伸到负载侧并接到用电设备的外壳上。所以，此接地方式属于TN-S接地系统。

当用电设备发生碰壳事故后，PE线的电阻当然小于地网电阻，并且PE的最前端还与N线相连，接地电流被放大到接近相对N的短路电流，则距离用电设备最近的上游断路器会执行过电流跳闸保护。

图5中，我们还看到从二级配电用四芯电缆引了三条相线和N线到负载侧，PE线被切断了，而用电设备的外壳直接接地。于是当用电设备发生碰壳事故后，接地电流只能通过地网返回电源。此接地方式属于TN-S下的TT接地系统。

由于TT下通过地网的接地电流很小，所以IEC和国家标准都规定了必须安装漏电保护装置RCD。

RCD的原理如下：

未发生单相接地故障时，三相电流合并N线电流后的相量和为零。当发生漏电后，某相电流会增加，并且漏电流经过地网返回电源，则N线电流依然与先前一致。于是，零序电流互感器的磁路中会出现磁通，其测量绕组中当然会出现电流，并驱动检测和控制部件使得前接断路器执行漏电保护动作。

RCD的动作电流可以在30毫安以下，有效地保护了人身安全。

8、电缆敷设及截面积选择

如下为截取国际电工委员会IEC60364-5-523标准电缆载流量建议

注：1.D1/D2为电缆敷设方式，如下说明：

2. PVC:聚氯乙烯 含氯.高温分解会有氯产生,低温环境下使用

XLPE:一种含有机过氧化物的聚乙烯 有极佳的电气性能,介质损耗小,有极佳的抗老化特性及超强的耐热性. 负载能力强,耐化学腐蚀,机械强度高.

PE线：保护接地导体的最小截面积

注：其中S为相线的横截面积

9、充电桩配电相关的施工建议参数

如下表所示。

注：输入铜芯线缆截面建议选自国际电工委员会IEC60364-5-523标准

该表只是建议参数，实际情况选择请按照产品供应商提供的安全参数为准

【延伸阅读】  电力基础名词

°

电压

电压，也称作电势差或电位差，是衡量单位电荷在静电场中由于电势高低不同所产生的能量差的物理量。此概念与水位高低所造成的“水压”相似。电压是推动电荷定向移动形成电流的原因。电流之所以能够在导线中流动，也是因为在电流中有着高电势和低电势之间的差别。这种差别叫电势差，也叫电压。

换句话说，在电路中，任意两点之间的电位差称为这两点的电压。通常用字母U代表电压。单位是伏特（V），简称伏，用符号V表示 1kV=1000V；

注：电压（U）单位是 kV（k小写，V大写）

°

电流

在单位时间里通过截面的电荷量，叫电流。因为有电压（电势差）的存在，所以产生了电力场强，使电路中的电荷受到电场力的作用而产生定向移动，从而形成了电路中的电流。

通常用字母I表示，电流单位是 A（安培），有A（安）,kA（千安）,mA（毫安）;1kA=1000A，1A=1000mA。

注：电流（I）单位是 kA, mA 中, k,m为小写，A大写

°

电量

物理上，电量表示物体所带电荷的多少。我们这里表示用电设备或用户所用电能的数量，又称电能或电功，它是功率在一定时间内的累加值。

单位：千瓦时 kW·h，兆瓦时MW·h。

注：电量单位是 kWh（k小写，W大写，h小写），MWh（M大写，W大写，h小写）

°

直流电

直流电（Direct Current，简称DC），是指方向和时间不作周期性变化的电流，但电流大小可能不固定，而产生波形。又称恒定电流。一般干电池，电瓶里的电流都为直流电。

°

交流电

交流电，是指大小和方向随时间作周期性变化的一种电流。在电力系统中的发电，变电，配电和营销环节中，大部分用到的都是交流电。

°

功率

功率是指物体在单位时间内所做的功，即功率是描述做功快慢的物理量。功的数量一定，时间越短，功率值就越大。求功率的公式为 功率=功/时间 。

功率单位：W（大写英文字母W）

kW(k为小写，W为大写)

MW（均是大写字母）

1MW=1000kW

1kW=1000W。