顯然,基於純電的(de)新能源汽車已經成為汽車行業的大勢所趨。然而,在電(diàn)池技術短時間內難以取得突破的現狀下(xià),電動汽車已經廣泛布(bù)局充電設施,希(xī)望通過充足的充電設備(bèi)解決車(chē)主(zhǔ)的後顧之憂。電動汽車充電連接器作(zuò)為充(chōng)電設備的重要組成部分,由於各國標準不同,已經麵臨(lín)直接衝突。在這裏,我們將梳理(lǐ)一下世界上各種電動車充電連接器標準。
首先,組合
Combo插座可以讓電動車慢充快充。是目前歐洲使用最廣泛的插座類型,包括(kuò)奧(ào)迪、寶馬、克萊斯勒、戴姆勒、福特、通用、保時(shí)捷、大眾,都配備了SAE(美國汽車工程師(shī)協會)開發的充電接口。
2012年10月2日,由SAE相(xiàng)關委員(yuán)會成員(yuán)投(tóu)票通過的SAE J1772修訂草案成為全球唯一官方的DC收費標準。Combo連接器是基於J1772修訂版的DC快速(sù)充電標準的核心。
該標準的(de)上一(yī)版本(2010年製定)定義了交流充電的基本J1772連接器(qì)的規格,充電水平較低。這種基礎(chǔ)連接器如今已被廣泛使用,兼容日產聆風、雪佛蘭沃藍達(dá)和三菱i-MiEV電動車。2012年製定的新版J1772標準中(zhōng)的Combo Connector除(chú)了原有(yǒu)的所有功能外,還多了兩個管腳,可用於DC快充,但與目前生產的老款電動車不兼容。
優點:Combo連接器最大的優點是(shì),未來汽車廠(chǎng)商可以在他們的新車型上采用(yòng)一個插座,不僅適用於第一代更小的基本交流連接器,也適用於第二代更大的(de)Combo連(lián)接器,可以提供DC和交流(liú)電流,並以兩種不同的速度充電。
缺點:在快速充電模式下(xià),充電站需要提供最大500伏的電壓和(hé)200安的(de)電流。
第(dì)二,特斯拉
特斯拉(lā)有自己的(de)充電(diàn)標準,號稱30分鍾(zhōng)內充(chōng)滿電,能跑300公裏以(yǐ)上。因(yīn)此充電插座最高(gāo)容量可達120kw,最高電流可達(dá)80A。
目前,特斯拉(lā)在美國擁有908個超級充電站。為了進入中(zhōng)國,特斯拉還在中國(guó)建立了7個超級充電站,其中上(shàng)海3個,北京2個,杭州1個,深圳1個。此外,為了(le)更好地融入各個地區(qū),特斯拉計劃放棄(qì)對充(chōng)電標準的控製,采用各個國家的(de)國家標(biāo)準,在中國已經實施。
優點:技(jì)術先進,充(chōng)電效率高。
缺點:違背國家標準,難以不折不扣的提高(gāo)銷量;妥(tuǒ)協(xié)後充電效率會降低,進退兩難。
三(sān)。CCS
為了改變(biàn)充電接口標準混(hún)亂(luàn)的現狀,美國和德國八大廠商福特、通用、克萊斯勒、奧迪、寶馬、奔馳、大眾、保時捷在2012年發布了“聯合充電(diàn)係統”。“組合計費係統”,即“CCS”標準。
“組合充電係統(tǒng)”可(kě)以統一現有的所(suǒ)有充電接口,使一個接口完成單相交流充電、快速三相交流充電、家用DC充電、超速DC充電四種模(mó)式。
AE選擇了聯合充電係統作為其標準。除了SAE之外,歐洲汽車製(zhì)造商協會也宣布選擇聯(lián)合(hé)充電係(xì)統作為DC/交流充電接口,從2017年開始(shǐ)將用於歐洲(zhōu)銷售的所(suǒ)有插電式電動汽車。自去年德國和中國統一電動汽車充電標準後,中國也加入了歐美陣營,為中國電動汽車的發展帶來了前所未有的機遇(yù)。芝諾1E、奧(ào)迪A3e-tron、北汽E150EV、寶馬i3、騰勢、大眾e-up、長安逸(yì)動EV、SmartEV都屬(shǔ)於“CCS”標準陣營(yíng)。
優勢:寶馬、戴姆勒、大眾三大德係車企將加大在華電動車投資,CCS標準可能(néng)對中國更有(yǒu)利。
缺(quē)點(diǎn):支持“CCS”標準的電(diàn)動車要麽銷量不大,要麽剛剛開始銷售。
四。充電協(xié)會(huì)
CHAdeMO是CHArge de Move的縮寫,是日本日(rì)產和三菱汽車支持的CHAdeMO插座。CHAdeMO從(cóng)日語翻譯過來的意思是“充電時間短如茶歇”。這個DC快速充電插座可以提供(gòng)最大50kw的充電(diàn)容(róng)量。
支持此充電標準的電動(dòng)車車型(xíng)有:日(rì)產聆風、三菱歐(ōu)藍德插電式混合動(dòng)力、雪鐵龍C-ZERO、標致iON、雪(xuě)鐵龍Berlingo、標致Partner、三菱i-MiEV、三菱MINICAB-MiEV卡車、本田飛度電(diàn)動版、馬自達DEMIOEV、斯巴魯Stella插電式混(hún)合動力、日產eEV200等這裏需要注意的是,日產聆風和三菱i-MiEV電動車都(dōu)有兩種不同的充電用插(chā)座,其中一種適用於基本的J1772連接器,也就是第一部分介紹的Combo連接(jiē)器;另一種(zhǒng)是適用於日本的CHAdeMO標準的連接器。
CHAdeMO采用如圖所示(shì)的快充模式,電流由(yóu)汽車的CAN總線信(xìn)號控製。即在監測電池狀態的同時,實時計算充電所需的電流值(zhí),並通(tōng)過通(tōng)信線路(lù)向充電器發送通知;充電器及時快速接收汽車發出的電流指令,按照規定值提供電流。
通過電池管理(lǐ)係統,實時監控電池狀態(tài),控製電流,完全實現了快速安全充電所需的所有功能,保(bǎo)證充電不受電池通用性的限製。在日本,按照CHAdeMO標準安裝的1154個快(kuài)速充電器投入使用。在(zài)美國,CHAdeMO充電站也得到了廣泛的(de)普及。美國能源部的(de)最新數據顯(xiǎn)示,美國有1344個CHAdeMO AC快速充電站。
優點:CHAdeMO除了數據(jù)控製線外,還采用CAN總線作為通訊(xùn)接口(kǒu)。因為其優越的抗噪聲能力、高檢錯能力和高通信(xìn)穩定(dìng)性和可靠性。其良好的充電安全記錄得到了業界的肯定(dìng)。
缺點:CHAdeMO最初設計的充電輸出功率(lǜ)為100 kW,連接(jiē)器非常笨重,但充電車內輸出(chū)功率隻有50 kW。
動詞 (verb的縮寫)GB/T20234
2006年,我國發布了(le)《電(diàn)動汽車傳導充電用插頭、插座、車用耦(ǒu)合器和車用插座的通用要求》。該(gāi)國家標準詳細規定了16A、32A、250A AC和400A DC的充電(diàn)電流的(de)連接分類方法,主要借鑒了國際電工委員會(IEC) IEC)2003提出(chū)的標準,但是這個標準(zhǔn)並未規定充電接口的連接針數、物理尺寸和(hé)接口定義。
2011年,中國又推出了(le)GB/T20234-2011推薦性標準,替(tì)換了部分GB/T20234-2006中的內容,其中規(guī)定:交流額定電壓不超過690V,頻率50Hz,額定電流不超過250A;直流額定電壓不超過1000V,額定(dìng)電流不超過400A。
優點:相比2006版的國標對更多充電接口(kǒu)參數進行了詳細標定。
缺點:標準仍不夠完善。另外,其隻是推薦性標準,也並未強製執行。
六、新一代ChaoJi充電係統
2020年中國電力企業聯合會(huì)與CHAdeMO協議會共同(tóng)啟動ChaoJi產業化發展路線研究工作,分別發布《電動汽車ChaoJi傳導充電技術白皮書》和CHAdeMO3.0標準。
ChaoJi充電係統可實現向前(qián)兼容與向後兼容。製定了新的控(kòng)製導引電路(lù)方案,增加了硬節點信號設計,當故障發生(shēng)時,利用(yòng)信(xìn)號量快速通知對端及時(shí)做出快速反應保證充電安(ān)全。建立整個係統的(de)安全模型,優化絕緣監測性能,明確I2t、y電容、PE導(dǎo)線選擇、最大短(duǎn)路容量、PE斷線等一係列安全問題。同時,在熱管理係統上進行了(le)重新的(de)評估和設計,提出了對充電連接裝置的測試方法。
ChaoJi充電接口(kǒu)采用7針端麵設計方案,電(diàn)壓等級(jí)可(kě)達1000(1500)V,最大電流可達600A。ChaoJi充電接口(kǒu)在設計上減小了整(zhěng)體尺寸,優化了配合公差,降低了功率端子尺寸,滿足IPXXB安全要(yào)求。同時設計插拔物理導向,加深了插(chā)座前端導向插入深度,符合人體工程(chéng)要求。
ChaoJi充(chōng)電係統並不簡單指大功率(lǜ)充電接口,它(tā)是一套係統的電動汽車直(zhí)流充電解決方案,包(bāo)括控製導引電路、通信協議、連接裝置的設計和兼容性,充電係統的安全性,大功(gōng)率工(gōng)況下的熱管理等。ChaoJi充電係統是麵(miàn)向世界統一的方(fāng)案,使同樣一台電動汽車在不同國家,均可適用相應國家的充(chōng)電(diàn)係統。
總 結
如今市麵上的新(xīn)能源汽(qì)車因為(wéi)品牌的差異,適用的充電設備標準(zhǔn)並(bìng)不相同,單一的類(lèi)型的充(chōng)電連接(jiē)器結(jié)構(gòu)不能滿足所有的車型(xíng)。並且新能源汽(qì)車領域的技術還在趨向成熟的過程中,眾多汽(qì)車製(zhì)造企業的(de)充電樁和充電連接係統在實際應用、環境老化等方麵仍麵臨著產(chǎn)品設計不穩定、安全隱患、充電異常、車(chē)樁(zhuāng)不兼容、測試(shì)標準缺失等問(wèn)題。
如今各國車企都已逐漸意識到,“標(biāo)準”才是(shì)左右電動車發展前景的關鍵因素。近年來全球(qiú)充電標準逐漸從“多樣化”走(zǒu)向了“集中化”。但要真(zhēn)正實現充電標準統一(yī),除(chú)了接口標準之外,還(hái)需要電流通信標準,前者關乎接頭是否吻合,後者則影響插頭插入時能否通電。電動車充電標準統統(tǒng)一化仍然任重(chóng)而道遠,車企和各國政府都需(xū)要進一步“放(fàng)開姿態”,電動汽(qì)車才可能有未來。期待我國主導(dǎo)力推電動(dòng)汽車ChaoJi傳導充電技術標準能在將來發揮更大的作用。
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