電動(dòng)汽車(chē)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(chē)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(dòng)汽車(chē)發(fā)展初期全球充電難的問(wèn)題。比如一輛通用的沃藍(lán)達(dá)（Volt）采用的是SAE標(biāo)準(zhǔn)的5芯車(chē)輛插座，如果在德國(guó)行駛的話(huà)，就無(wú)法使用IEC type 2的7芯連接系統(tǒng)進(jìn)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(chē)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(chē)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(gè)國(guó)家和地區(qū)使用的直流充電接口方式也是五花八門(mén)。作為最早實(shí)施的日本CHAdeMO形式的直流充電標(biāo)準(zhǔn)，由于受日系車(chē)廠電動(dòng)汽車(chē)推廣較早的影響，目前在市場(chǎng)中應(yīng)用最廣，在日本，歐洲及北美市場(chǎng)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(dòng)車(chē)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(gè)CHAdeMO接口有多達(dá)10芯的連接針腳。
　　在中國(guó)市場(chǎng)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(guó)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(dá)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(jì)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(dòng)公交大巴的電能補(bǔ)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(guò)程中，但在IEC 62196的定義中type 1及type 2的接口也是可以用來(lái)進(jìn)行直流充電的，即在小功率（25kW左右）直流充電的時(shí)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(shí)充電線纜必須滿(mǎn)足標(biāo)稱(chēng)的額定充電電流。但由于受到本身結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的限制，type 1及type 2接口無(wú)法用于大功率直流充電（100kW）。
　　為了解決未來(lái)電動(dòng)汽車(chē)大功率充電問(wèn)題，德國(guó)汽車(chē)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(guó)車(chē)企的響應(yīng)，因此新的直流充電方式應(yīng)運(yùn)而生，菲尼克斯電氣作為一家專(zhuān)業(yè)的電氣接口供應(yīng)商承擔(dān)了該產(chǎn)品的設(shè)計(jì)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(diǎn)：1.充電功率更高（100kW以上），可以大幅縮短停車(chē)等待時(shí)間。2.直流和交流車(chē)輛插座（ve-hicle inlet）合二為一（圖6 右圖），減小了車(chē)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(kuò)展性強(qiáng)，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(kāi)始將會(huì)有一批采用PLC通訊及組合式充電接口的電動(dòng)汽車(chē)上路進(jìn)行測(cè)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(jì)在2014或2015年能夠頒布實(shí)施。該標(biāo)準(zhǔn)是否會(huì)影響CHAdeMO及GB的直流充電標(biāo)準(zhǔn)，還需要經(jīng)過(guò)市場(chǎng)的檢驗(yàn)，不過(guò)從系統(tǒng)設(shè)計(jì)理念來(lái)看組合式充電接口會(huì)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(chē)電氣化是未來(lái)的發(fā)展趨勢(shì)，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(jī)仍然會(huì)存在相當(dāng)長(zhǎng)的一段時(shí)間。所以采用內(nèi)燃機(jī)和電池的混合動(dòng)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(dòng)力技術(shù)）由于對(duì)充電基礎(chǔ)設(shè)施依賴(lài)較小，節(jié)能效果明顯，將會(huì)得到較快的發(fā)展。所以針對(duì)于PHEV的車(chē)型主要采用的是交流慢充的方式，利用夜間的峰谷電進(jìn)行220V，16A的交流充電，讓電池在車(chē)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(dòng)）車(chē)型的電能快速應(yīng)急補(bǔ)充，在未來(lái)也會(huì)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(duì)電網(wǎng)的影響，不會(huì)用于家庭私人充電場(chǎng)合，更多的會(huì)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(huì)遇到標(biāo)準(zhǔn)紛繁復(fù)雜且互不兼容的情況，電動(dòng)汽車(chē)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(huì)并存較長(zhǎng)的時(shí)間，但隨著電動(dòng)汽車(chē)的普及，人們會(huì)越來(lái)越多的考慮標(biāo)準(zhǔn)的兼容性問(wèn)題，即使各國(guó)家和地區(qū)的充電接口在結(jié)構(gòu)外形上無(wú)法形成統(tǒng)一，但涉及到車(chē)輛與充電基礎(chǔ)設(shè)施的通訊方式最終也許會(huì)達(dá)成一致。
　　結(jié)語(yǔ)
　　菲尼克斯電氣作為電動(dòng)汽車(chē)充電連接器的全球供應(yīng)商，針對(duì)于不同的充電接口標(biāo)準(zhǔn)開(kāi)發(fā)了對(duì)應(yīng)的產(chǎn)品，為行駛在不同國(guó)家和地區(qū)的電動(dòng)汽車(chē)及充電基礎(chǔ)設(shè)施提供可靠安全的充電連接。