顯然,基于純電的新能源汽車已經成為汽車行業的大勢所趨。然而,在電池技術短時間內難以取得突破的現狀下,電動汽車已經廣泛布局充電設施,希望通過充足的充電設備解決車主的后顧之憂。電動汽車充電連接器作為充電設備的重要組成部分,由于各國標準不同,已經面臨直接沖突。在這里,我們將梳理一下世界上各種電動車充電連接器標準。

電動車連接器

  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,包括奧迪、寶馬、克萊斯勒、戴姆勒、福特、通用、保時捷、大眾,都配備了SAE(美國汽車工程師協會)開發的充電接口。

  2012年10月2日,由SAE相關委員會成員投票通過的SAE J1772修訂草案成為全球唯一官方的DC收費標準。Combo連接器是基于J1772修訂版的DC快速充電標準的核心。

  該標準的上一版本(2010年制定)定義了交流充電的基本J1772連接器的規格,充電水平較低。這種基礎連接器如今已被廣泛使用,兼容日產聆風、雪佛蘭沃藍達和三菱i-MiEV電動車。2012年制定的新版J1772標準中的Combo Connector除了原有的所有功能外,還多了兩個管腳,可用于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,未來汽車廠商可以在他們的新車型上采用一個插座,不僅適用于第一代更小的基本交流連接器,也適用于第二代更大的Combo連接器,可以提供DC和交流電流,并以兩種不同的速度充電。

  缺點:在快速充電模式下,充電站需要提供最大500伏的電壓和200安的電流。



  第二,特斯拉

  特斯拉有自己的充電標準,號稱30分鐘內充滿電,能跑300公里以上。因此充電插座最高容量可達120kw,最高電流可達80A。

  目前,特斯拉在美國擁有908個超級充電站。為了進入中國,特斯拉還在中國建立了7個超級充電站,其中上海3個,北京2個,杭州1個,深圳1個。此外,為了更好地融入各個地區,特斯拉計劃放棄對充電標準的控制,采用各個國家的國家標準,在中國已經實施。

特斯拉電動車

  優點:技術先進,充電效率高。

  缺點:違背國家標準,難以不折不扣的提高銷量;妥協后充電效率會降低,進退兩難。



  三。CCS

  為了改變充電接口標準混亂的現狀,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“聯合充電系統”。“組合計費系統”,即“CCS”標準。

  “組合充電系統”可以統一現有的所有充電接口,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充電四種模式。

  AE選擇了聯合充電系統作為其標準。除了SAE之外,歐洲汽車制造商協會也宣布選擇聯合充電系統作為DC/交流充電接口,從2017年開始將用于歐洲銷售的所有插電式電動汽車。自去年德國和中國統一電動汽車充電標準后,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。芝諾1E、奧迪A3e-tron、北汽E150EV、寶馬i3、騰勢、大眾e-up、長安逸動EV、SmartEV都屬于“CCS”標準陣營。

  優勢:寶馬、戴姆勒、大眾三大德系車企將加大在華電動車投資,CCS標準可能對中國更有利。

  缺點:支持“CCS”標準的電動車要么銷量不大,要么剛剛開始銷售。



  四。充電協會

  CHAdeMO是CHArge de Move的縮寫,是日本日產和三菱汽車支持的CHAdeMO插座。CHAdeMO從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最大50kw的充電容量。

  支持此充電標準的電動車車型有:日產聆風、三菱歐藍德插電式混合動力、雪鐵龍C-ZERO、標致iON、雪鐵龍Berlingo、標致Partner、三菱i-MiEV、三菱MINICAB-MiEV卡車、本田飛度電動版、馬自達DEMIOEV、斯巴魯Stella插電式混合動力、日產eEV200等這里需要注意的是,日產聆風和三菱i-MiEV電動車都有兩種不同的充電用插座,其中一種適用于基本的J1772連接器,也就是第一部分介紹的Combo連接器;另一種是適用于日本的CHAdeMO標準的連接器。

  CHAdeMO采用如圖所示的快充模式,電流由汽車的CAN總線信號控制。即在監測電池狀態的同時,實時計算充電所需的電流值,并通過通信線路向充電器發送通知;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。

  通過電池管理系統,實時監控電池狀態,控制電流,完全實現了快速安全充電所需的所有功能,保證充電不受電池通用性的限制。在日本,按照CHAdeMO標準安裝的1154個快速充電器投入使用。在美國,CHAdeMO充電站也得到了廣泛的普及。美國能源部的最新數據顯示,美國有1344個CHAdeMO AC快速充電站。

  優點:CHAdeMO除了數據控制線外,還采用CAN總線作為通訊接口。因為其優越的抗噪聲能力、高檢錯能力和高通信穩定性和可靠性。其良好的充電安全記錄得到了業界的肯定。

  缺點:CHAdeMO最初設計的充電輸出功率為100 kW,連接器非常笨重,但充電車內輸出功率只有50 kW。



  動詞 (verb的縮寫)GB/T20234

  2006年,我國發布了《電動汽車傳導充電用插頭、插座、車用耦合器和車用插座的通用要求》。該國家標準詳細規定了16A、32A、250A AC和400A DC的充電電流的連接分類方法,主要借鑒了國際電工委員會(IEC) IEC)2003提出的標準,但是這個標準并未規定充電接口的連接針數、物理尺寸和接口定義。

  2011年,中國又推出了GB/T20234-2011推薦性標準,替換了部分GB/T20234-2006中的內容,其中規定: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,額定電流不超過400A。

  優點:相比2006版的國標對更多充電接口參數進行了詳細標定。

  缺點:標準仍不夠完善。另外,其只是推薦性標準,也并未強制執行。



  六、新一代ChaoJi充電系統

  2020年中國電力企業聯合會與CHAdeMO協議會共同啟動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充電系統可實現向前兼容與向后兼容。制定了新的控制導引電路方案,增加了硬節點信號設計,當故障發生時,利用信號量快速通知對端及時做出快速反應保證充電安全。建立整個系統的安全模型,優化絕緣監測性能,明確I2t、y電容、PE導線選擇、最大短路容量、PE斷線等一系列安全問題。同時,在熱管理系統上進行了重新的評估和設計,提出了對充電連接裝置的測試方法。

  ChaoJi充電接口采用7針端面設計方案,電壓等級可達1000(1500)V,最大電流可達600A。ChaoJi充電接口在設計上減小了整體尺寸,優化了配合公差,降低了功率端子尺寸,滿足IPXXB安全要求。同時設計插拔物理導向,加深了插座前端導向插入深度,符合人體工程要求。

  ChaoJi充電系統并不簡單指大功率充電接口,它是一套系統的電動汽車直流充電解決方案,包括控制導引電路、通信協議、連接裝置的設計和兼容性,充電系統的安全性,大功率工況下的熱管理等。ChaoJi充電系統是面向世界統一的方案,使同樣一臺電動汽車在不同國家,均可適用相應國家的充電系統。

 

電動車

 

  總 結

  如今市面上的新能源汽車因為品牌的差異,適用的充電設備標準并不相同,單一的類型的充電連接器結構不能滿足所有的車型。并且新能源汽車領域的技術還在趨向成熟的過程中,眾多汽車制造企業的充電樁和充電連接系統在實際應用、環境老化等方面仍面臨著產品設計不穩定、安全隱患、充電異常、車樁不兼容、測試標準缺失等問題。

  如今各國車企都已逐漸意識到,“標準”才是左右電動車發展前景的關鍵因素。近年來全球充電標準逐漸從“多樣化”走向了“集中化”。但要真正實現充電標準統一,除了接口標準之外,還需要電流通信標準,前者關乎接頭是否吻合,后者則影響插頭插入時能否通電。電動車充電標準統統一化仍然任重而道遠,車企和各國政府都需要進一步“放開姿態”,電動汽車才可能有未來。期待我國主導力推電動汽車ChaoJi傳導充電技術標準能在將來發揮更大的作用。


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