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电动汽车充电连接器标准

返回列表 来源:灿科盟 浏览:- 发布日期:2021-10-29 16:20:41【

显而易见的,以纯电为主的新能源汽车已成为汽车行业的大势所趋。但是电动汽车在电池技术难以在短时间取得突破的现状下,广泛布局充电设施,希望通过充足的充电设备为车主解决后顾之忧。而电动汽车充电连接器作为充电设备中至关重要的元件,因为各国标准不一,已经面临直接冲突的状况。在此我们为大家梳理一下世界各类电动汽车充电连接器标准。

Combo

Combo插座可以允许电动车慢充和快充,是目前在欧洲应用的最广的插座类型,包括奥迪、宝马、克莱斯勒、戴姆勒、福特、通用、保时捷以及大众都配置SAE(美国汽车工程师协会)所制定的充电界面。

2012年10月2日,SAE相关委员会成员投票通过的SAE J1772修订草案成为全球唯一一个正式的直流充电标准。基于J1772修订版制订的关于直流快速充电的标准其核心为Combo Connector。

该标准之前的版本(2010年制订)明确了用于交流电充电的基础J1772连接器的规格,充电水平较低(交流Level1针对120V,Level2针对240V)。这种基础连接器今天已经得到广泛的应用,与日产聆风、雪佛兰沃蓝达以及三菱i-MiEV电动车兼容。而2012年制定的新版J1772标准中的Combo Connector除了具备原来的所有功能外,还多了两个引脚,可用于直流快充,但无法与当前生产的旧款电动车兼容。

优点:Combo Connector的最大好处在于,未来汽车制造商可以在他们新车型上采用一个插座,不仅适用于第一代尺寸较小的基础交流连接器,还适用于第二代尺寸较大的Combo Connector,后者可以提供直流及交流两种电流,分别以两种不同的速度充电。

缺点:快充模式下需要充电站提供最高500伏电压和200安电流。


电动汽车充电连接器标准

特斯拉

特斯拉汽车有一套自己的充电标准,号称能在30分钟内充满可跑300公里以上的电量。因此其充电插座最高容量可达120kw, 最高电流可达80A。

目前,特斯拉在美国已拥有908座超级充电站。而为了进入中国,特斯拉也已在我国建立了7座超级充电站,上海3座、北京2座、杭州1座、深圳1座。此外,为了更好的融入各个地区,特斯拉计划放弃对充电标准的控制,采用各国的国标,其在中国已经如此执行。

优点:技术先进,充电效率高。

缺点:与各国国标相悖,不妥协难以提升销量;妥协后充电效率将打折扣,处于两难境地。

CCS

为了改变混乱的充电接口标准现状,美系和德系的八大厂商福特、通用、克莱斯勒、奥迪、宝马、奔驰、大众和保时捷于2012年发布了“联合充电系统”。“联合充电系统”(Combined Charging System),即“CCS”标准。

“联合充电系统”可将现行所有充电接口统一起来,这样,用一种接口就能够完成单相交流充电、快速三相交流充电、家用直流充电和超速直流充电四种模式。

AE已选定联合充电系统作为其标准,除SAE外,欧洲汽车制造商协会(ACEA)也已宣布选择了联合充电系统作为直流/交流充电界面,从2017年开始用于所有在欧洲销售的插电式电动车。自去年德国与中国统一了电动车充电标准后,中国也加入了欧美系这一阵营,为中国的电动车发展带来前所未有的机遇。之诺1E、奥迪A3e-tron、北汽E150EV、宝马i3、腾势、大众e-up、长安逸动EV和SmartEV均属于“CCS”标准阵营。

优点:宝马、戴姆勒以及大众这三家德国汽车制造商将加大对中国的电动车投入,CCS标准或更有利于中国。

缺点:支持“CCS”标准的电动汽车,或者销量较小,或者刚刚开始发售。


电动汽车充电连接器标准

CHAdeMO

CHAdeMO是CHArge de Move的缩写,是日本日产及三菱汽车等支持的CHAdeMO插座,CHAdeMO从日语翻译过来意思为“充电时间短如茶歇”。这种直流快充插座可以提供最大50kw的充电容量。

支持该充电标准的电动汽车车型包括:日产聆风、三菱Outlander插电混动车、雪铁龙C-ZERO、标致iON、雪铁龙Berlingo、标致Partner、三菱i-MiEV、三菱MINICAB-MiEV、三菱MINICAB-MiEV卡车、本田飞度电动版、马自达DEMIOEV、斯巴鲁Stella插电混动车、日产eEV200等。这里需要注意的是,日产聆风和三菱i-MiEV电动车都有两个不同的充电用插座,其中一个适用于基础J1772连接器,就是第一部分中介绍的Combo连接器;另外一个是适用于日本本土的CHAdeMO标准的连接器。

CHAdeMO采用的快速充电方式如图所示,电流受控于汽车的CAN总线信号。即在监视电池状态的同时,实时计算充电所需电流值,通过通讯线向充电器发送通知;快速充电器及时接收来自汽车的电流命令,并按规定值提供电流。

通过电池管理系统一边监视电池状况,一边实时控制电流,完全实现了快速、安全充电所需各项功能,确保充电不受电池通用性限制。在日本,按照CHAdeMO标准安装的快速充电器有1154座投入使用。在美国,CHAdeMO的充电站也已广泛“撒网”,来自美国能源部的最新数据显示,美国现有1344个CHAdeMO交流快速充电站。

优点:CHAdeMO了数据控制线外,还采用CAN 总线作为通信接口,由于其抗噪性优越且检错能力高,通信稳定性、可靠性高。其良好的充电安全记录受到了业内的肯定。

缺点:CHAdeMO最初设计的充电输出功率为100千瓦,连接器十分笨重,但在充电车的输出功率仅为50千瓦。

GB/T20234

中国在2006年就发布了《电动汽车传导充电用插头、插座、车辆耦合器和车辆插孔通用要求》(GB/T20234-2006),这个国家标准详细规定了充电电流为16A、32A、250A交流和400A直流的连接分类方式,主要借鉴了国际电工委员会(IEC)2003年提出的标准,但是这个标准并未规定充电接口的连接针数、物理尺寸和接口定义。

2011年,中国又推出了GB/T20234-2011推荐性标准,替换了部分GB/T20234-2006中的内容,其中规定:交流额定电压不超过690V,频率50Hz,额定电流不超过250A;直流额定电压不超过1000V,额定电流不超过400A。

优点:相比2006版的国标对更多充电接口参数进行了详细标定。

缺点:标准仍不够完善。另外,其只是推荐性标准,也并未强制执行。


电动汽车充电连接器标准

新一代ChaoJi充电系统

2020年中国电力企业联合会与CHAdeMO协议会共同启动ChaoJi产业化发展路线研究工作,分别发布《电动汽车ChaoJi传导充电技术白皮书》和CHAdeMO3.0标准。

ChaoJi充电系统可实现向前兼容与向后兼容。制定了新的控制导引电路方案,增加了硬节点信号设计,当故障发生时,利用信号量快速通知对端及时做出快速反应保证充电安全。建立整个系统的安全模型,优化绝缘监测性能,明确I2t、y电容、PE导线选择、最大短路容量、PE断线等一系列安全问题。同时,在热管理系统上进行了重新的评估和设计,提出了对充电连接装置的测试方法。

ChaoJi充电接口采用7针端面设计方案,电压等级可达1000(1500)V,最大电流可达600A。ChaoJi充电接口在设计上减小了整体尺寸,优化了配合公差,降低了功率端子尺寸,满足IPXXB安全要求。同时设计插拔物理导向,加深了插座前端导向插入深度,符合人体工程要求。

ChaoJi充电系统并不简单指大功率充电接口,它是一套系统的电动汽车直流充电解决方案,包括控制导引电路、通信协议、连接装置的设计和兼容性,充电系统的安全性,大功率工况下的热管理等。ChaoJi充电系统是面向世界统一的方案,使同样一台电动汽车在不同国家,均可适用相应国家的充电系统。

总结

如今市面上的新能源汽车因为品牌的差异,适用的充电设备标准并不相同,单一的类型的充电连接器结构不能满足所有的车型。并且新能源汽车领域的技术还在趋向成熟的过程中,众多汽车制造企业的充电桩和充电连接系统在实际应用、环境老化等方面仍面临着产品设计不稳定、安全隐患、充电异常、车桩不兼容、测试标准缺失等问题。

如今各国车企都已逐渐意识到,“标准”才是左右电动车发展前景的关键因素。近年来全球充电标准逐渐从“多样化”走向了“集中化”。但要真正实现充电标准统一,除了接口标准之外,还需要电流通信标准,前者关乎接头是否吻合,后者则影响插头插入时能否通电。电动车充电标准统统一化仍然任重而道远,车企和各国政府都需要进一步“放开姿态”,电动汽车才可能有未来。期待我国主导力推电动汽车ChaoJi传导充电技术标准能在将来发挥更大的作用。


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