1. 充电桩的接地保护
电动汽车充电站分为两种类型：交流充电桩以及直流充电桩。交流充电桩提供 220V 交流电，车载充电器将其转换为高压直流电，为动力电池充电。直流充电桩提供380V三相交流电源，无需通过车载充电器，即可通过快充接口直接为电池充电。国家标准GB/T20234.1明确规定了车辆接口和电源接口的要求。交流电动汽车充电器使用国家标准的七针接口，直流充电器采用国家标准的九针接口。位于车辆侧的两个充电接口的PE引脚均为接地端子（见图1）。接地线PE的作用是通过交流电将电动汽车车身可靠地接地。电动汽车充电站根据国家标准GB/T 18487.1，电源设备的接地线PE必须连接到电动汽车车身接地（图1中的PE引脚），电动汽车的充电模式才能正常工作。
图 1. 车辆侧充电接口的 PE 引脚
采用交流电充电方式电动汽车充电站使用双向插头车辆连接器连接到电动汽车的充电端口例如，对该充电系统的控制电路进行分析，其电路图如图2所示。
当电源设备设置为充电时，如果设备没有故障，检测点 1 的电压应为 12V。
当操作员握住充电枪并按下机械锁时，S3 关闭，但车辆接口未完全连接，检测点 1 的电压为 9V。
当充能枪当与车辆充电口完全连接后，S2闭合。此时，检测点1的电压迅速下降。电源设备通过CC连接确认信号，并检测充电线可承受的电流，将开关S1从12V端切换到PWM端。
当检测点 1 的电压降至 6V 时，电源设备的开关 K1 和 K2 接近输出电流，从而接通电源电路。电动汽车与电源设备建立电气连接后，车辆控制装置通过判断检测点 2 处 PWM 信号的占空比来确定电源设备的最大供电能力。例如，对于 16A 的充电桩，占空比为 73.4%，因此 CP 端的电压在 6V 和 -12V 之间波动，而 CC 端的电压……端电压从 4.9V（连接状态）降至 1.4V（充电状态）。
一旦车辆控制单元确定充电连接已完全连接（即 S3 和 S2 闭合），并完成车载充电器最大允许输入电流的设置（S1 切换到 PWM 端子，K1 和 K2 闭合），车载充电器便开始为电动汽车充电。
在此过程中，如果PE接地线断开，检测点将没有电压变化，供电电路无法导通，电动汽车与供电设备之间也无法建立电气连接。此时，车载充电器将处于断电状态。
2. 充电系统接地断开测试
如果接地交流充电桩的充电系统电源设备发生故障时，会造成漏电，可能导致触电和人身伤害。因此，对充电桩进行测试和检查至关重要。根据GB/T20324、GB/T 18487和NB/T 33008等标准，交流充电桩测试主要包括一般检查、带载电路切换测试和连接异常测试。以北汽EV200为例，通过测试车载充电器的输入输出电流变化，观察异常PE接地对充电系统充电状态的影响。
在图 3 所示的系统中，车载充电器左侧的 CC 和 CP 端子是充电控制信号线；PE 是接地线；L 和 N 是 220V 交流输入端子。
车载充电器示意图右侧的端子是低压通信端子。它们的主要功能是将车载充电器信号反馈至VCU连接确认线，激活充电唤醒信号线以唤醒仪表盘显示连接状态，并使充电器唤醒VCU和BMS。VCU随后唤醒仪表盘开始显示充电状态。动力电池内部的正负极主继电器由BMS根据VCU的指令闭合，完成动力电池的充电过程。图3中车载充电器底部的端子连接到高压控制盒，是高压直流输出端子。
在PE接地故障测试中，使用两个电流钳同时测量输入和输出电流。使用自制的交流电源设置PE开路故障。当PE线路正常接地时，接地开关处于接通状态。将电流钳连接到L（或N）线时，测得车载充电器的交流输入电流约为16A。将另一个电流钳连接到车载充电器的直流输出端时，测得电流约为9A。
当PE接地线断开且接地开关关闭时，车载充电器的交流输入电流和直流输出电流均为0A。重新进行开路测试后，两个电流立即恢复为0A。PE端子的开路测试表明，当PE接地线断开时，车载充电器的输入和输出端子均无电流，这意味着车载充电器未工作，因此不会向高压控制箱输出高压电，从而阻止了动力电池的充电。
交流充电桩的接地保护至关重要。如果没有接地保护，充电站可能造成触电危险。由于充电电路具有自断电保护功能，电动汽车与电源设备之间无法建立连接，车载充电器将无法工作。
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发布时间：2025年12月2日
