電動汽車傳導式充電接口全球標準介紹

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

　　不同標準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標準的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。當然解決方法也是有的，可以采用轉接適配器或混合標準充電線纜的方式。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標準接口。

　　SAE J1772 IEC 62196-2 type 2
　　圖4 適合歐標充電設備與美標車輛連接的充電線纜

　　直流充電
　　由于IEC 62196-3直流充電標準還在制定當中，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形式的直流充電標準，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施服務于日產，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，充電導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，所以在連接器設計中考慮到電氣間隙及爬電距離的影響，結構尺寸有很大的不同，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準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與美標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稱的額定充電電流。但由于受到本身結構設計的限制，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，因此新的直流充電方式應運而生，菲尼克斯電氣作為一家專業(yè)的電氣接口供應商承擔了該產品的設計及標準制定工作（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，而與之相關的ISO 15118及IEC 62196-3標準也在加緊制定中，預計在2014或2015年能夠頒布實施。該標準是否會影響CHAdeMO及GB的直流充電標準，還需要經過市場的檢驗，不過從系統(tǒng)設計理念來看組合式充電接口會具有更廣泛的應用前景。

　　圖6 標準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還需要完善，因此傳統(tǒng)內燃機仍然會存在相當長的一段時間。所以采用內燃機和電池的混合動力技術將是近期發(fā)展的主要方向，而其中PHEV（插電式混合動力技術）由于對充電基礎設施依賴較小，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適用于BEV（純電動）車型的電能快速應急補充，在未來也會有很廣泛的應用，由于其電流大電壓高，考慮到安全因素和對電網的影響，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。
　　新的產業(yè)在發(fā)展初期，基本都會遇到標準紛繁復雜且互不兼容的情況，電動汽車產業(yè)也不例外。因此全球不同的充電接口標準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準的兼容性問題，即使各國家和地區(qū)的充電接口在結構外形上無法形成統(tǒng)一，但涉及到車輛與充電基礎設施的通訊方式最終也許會達成一致。
　　結語
　　菲尼克斯電氣作為電動汽車充電連接器的全球供應商，針對于不同的充電接口標準開發(fā)了對應的產品，為行駛在不同國家和地區(qū)的電動汽車及充電基礎設施提供可靠安全的充電連接。