電動汽車傳導(dǎo)式充電接口全球標(biāo)準(zhǔn)介紹

　　IEC 62196-2 type 2 GB/T 20234.2-2011 SAE J1772
　　圖3 三種交流充電標(biāo)準(zhǔn)車輛插頭接口界面比較

　　不同標(biāo)準(zhǔn)的交流充電接口造成了在電動汽車發(fā)展初期全球充電難的問題。比如一輛通用的沃藍達（Volt）采用的是SAE標(biāo)準(zhǔn)的5芯車輛插座，如果在德國行駛的話，就無法使用IEC type 2的7芯連接系統(tǒng)進行充電。當(dāng)然解決方法也是有的，可以采用轉(zhuǎn)接適配器或混合標(biāo)準(zhǔn)充電線纜的方式。如圖4：供電插頭使用的是IEC type 2的接口，而在車輛插頭端使用的則是SAE標(biāo)準(zhǔn)接口。

　　SAE J1772 IEC 62196-2 type 2
　　圖4 適合歐標(biāo)充電設(shè)備與美標(biāo)車輛連接的充電線纜

　　直流充電
　　由于IEC 62196-3直流充電標(biāo)準(zhǔn)還在制定當(dāng)中，因此在各個國家和地區(qū)使用的直流充電接口方式也是五花八門。作為最早實施的日本CHAdeMO形式的直流充電標(biāo)準(zhǔn)，由于受日系車廠電動汽車推廣較早的影響，目前在市場中應(yīng)用最廣，在日本，歐洲及北美市場均可以找到采用此接口的直流充電設(shè)施服務(wù)于日產(chǎn)，三菱等電動車型的使用。由于采用CAN的通訊協(xié)議，因此除了常用的連接確認(rèn)，充電導(dǎo)引及直流針腳之外還有額外的兩根CAN通訊用針腳，所以整個CHAdeMO接口有多達10芯的連接針腳。
　　在中國市場由于目前直流充電采用的也是CAN的通訊方式，所以充電接口定義和CHAdeMO非常接近，但外觀卻有著天壤之別（圖5）。在國標(biāo)GB/T 20234.3中定義的充電電壓和電流分別是750V和250A，充電功率可以達到150kW以上，相比CHAdeMO目前60kW的功率要高出一倍，所以在連接器設(shè)計中考慮到電氣間隙及爬電距離的影響，結(jié)構(gòu)尺寸有很大的不同，目前主要用于城市純電動公交大巴的電能補充。

　　圖5 GB/T 20234.3-2011中的直流充電接口

　　歐洲與北美的直流充電標(biāo)準(zhǔn)目前還在制定過程中，但在IEC 62196的定義中type 1及type 2的接口也是可以用來進行直流充電的，即在小功率（25kW左右）直流充電的時候歐標(biāo)與美標(biāo)采用的接口形式同交流充電口（圖2），需要注意的是采用直流充電時充電線纜必須滿足標(biāo)稱的額定充電電流。但由于受到本身結(jié)構(gòu)設(shè)計的限制，type 1及type 2接口無法用于大功率直流充電（100kW）。
　　為了解決未來電動汽車大功率充電問題，德國汽車企業(yè)提出了組合式充電接口（Com-bined charging）的概念，并得到了美國車企的響應(yīng)，因此新的直流充電方式應(yīng)運而生，菲尼克斯電氣作為一家專業(yè)的電氣接口供應(yīng)商承擔(dān)了該產(chǎn)品的設(shè)計及標(biāo)準(zhǔn)制定工作（圖6 左圖）。相比較目前廣泛使用的CHAdeMO充電方式，組合式充電接口具有以下的特點：1.充電功率更高（100kW以上），可以大幅縮短停車等待時間。2.直流和交流車輛插座（ve-hicle inlet）合二為一（圖6 右圖），減小了車輛插座占用的空間，并降低了成本。3.兼容現(xiàn)有的交流充電設(shè)施。4.采用電力載波通訊方式（Power Line Communication），可擴展性強，便于今后有序充電技術(shù)的發(fā)展。5.直流充電只采用5芯連接，降低了充電線纜的成本。從2012下半年開始將會有一批采用PLC通訊及組合式充電接口的電動汽車上路進行測試，而與之相關(guān)的ISO 15118及IEC 62196-3標(biāo)準(zhǔn)也在加緊制定中，預(yù)計在2014或2015年能夠頒布實施。該標(biāo)準(zhǔn)是否會影響CHAdeMO及GB的直流充電標(biāo)準(zhǔn)，還需要經(jīng)過市場的檢驗，不過從系統(tǒng)設(shè)計理念來看組合式充電接口會具有更廣泛的應(yīng)用前景。

　　圖6 標(biāo)準(zhǔn)正在制定中的交直流組合式充電接口

　　展望
　　汽車電氣化是未來的發(fā)展趨勢，考慮到目前的電池技術(shù)還需要完善，因此傳統(tǒng)內(nèi)燃機仍然會存在相當(dāng)長的一段時間。所以采用內(nèi)燃機和電池的混合動力技術(shù)將是近期發(fā)展的主要方向，而其中PHEV（插電式混合動力技術(shù)）由于對充電基礎(chǔ)設(shè)施依賴較小，節(jié)能效果明顯，將會得到較快的發(fā)展。所以針對于PHEV的車型主要采用的是交流慢充的方式，利用夜間的峰谷電進行220V，16A的交流充電，讓電池在車輛起步及交通擁堵低速行駛的路況下發(fā)揮作用。大功率的直流充電技術(shù)適用于BEV（純電動）車型的電能快速應(yīng)急補充，在未來也會有很廣泛的應(yīng)用，由于其電流大電壓高，考慮到安全因素和對電網(wǎng)的影響，不會用于家庭私人充電場合，更多的會出現(xiàn)在有人值守的公共快速充電站中。
　　新的產(chǎn)業(yè)在發(fā)展初期，基本都會遇到標(biāo)準(zhǔn)紛繁復(fù)雜且互不兼容的情況，電動汽車產(chǎn)業(yè)也不例外。因此全球不同的充電接口標(biāo)準(zhǔn)依然會并存較長的時間，但隨著電動汽車的普及，人們會越來越多的考慮標(biāo)準(zhǔn)的兼容性問題，即使各國家和地區(qū)的充電接口在結(jié)構(gòu)外形上無法形成統(tǒng)一，但涉及到車輛與充電基礎(chǔ)設(shè)施的通訊方式最終也許會達成一致。
　　結(jié)語
　　菲尼克斯電氣作為電動汽車充電連接器的全球供應(yīng)商，針對于不同的充電接口標(biāo)準(zhǔn)開發(fā)了對應(yīng)的產(chǎn)品，為行駛在不同國家和地區(qū)的電動汽車及充電基礎(chǔ)設(shè)施提供可靠安全的充電連接。