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世界主要電動(dòng)汽車充電連接器標(biāo)準(zhǔn)詳解
閱讀：1483 發(fā)布時(shí)間：2022-7-7顯而易見(jiàn)的,，以純電為主的新能源汽車已成為汽車行業(yè)的大勢(shì)所趨,。但是電動(dòng)汽車在電池技術(shù)難以在短時(shí)間取得突破的現(xiàn)狀下,，廣泛布局充電設(shè)施,，希望通過(guò)充足的充電設(shè)備為車主解決后顧之憂,。而電動(dòng)汽車充電連接器作為充電設(shè)備中至關(guān)重要的元件，因?yàn)楦鲊?guó)標(biāo)準(zhǔn)不一,，已經(jīng)面臨直接沖突的狀況,。在此我們?yōu)榇蠹沂崂硪幌赂黝愲妱?dòng)汽車充電連接器標(biāo)準(zhǔn)。
一,、Combo
Combo插座可以允許電動(dòng)車慢充和快充,，是目前在歐洲應(yīng)用廣的插座類型，包括奧迪,、寶馬,、克萊斯勒,、戴姆勒、福特,、通用,、保時(shí)捷以及大眾都配置SAE(美國(guó)汽車工程師協(xié)會(huì))所制定的充電界面。
2012年10月2日,，SAE相關(guān)委員會(huì)成員投票通過(guò)的SAE J1772修訂草案成為一個(gè)正式的直流充電標(biāo)準(zhǔn)?；贘1772修訂版制訂的關(guān)于直流快速充電的標(biāo)準(zhǔn)其核心為Combo Connector,。
該標(biāo)準(zhǔn)之前的版本(2010年制訂)明確了用于交流電充電的基礎(chǔ)J1772連接器的規(guī)格，充電水平較低(交流Level1針對(duì)120V,，Level2針對(duì)240V),。這種基礎(chǔ)連接器今天已經(jīng)得到廣泛的應(yīng)用，與日產(chǎn)聆風(fēng),、雪佛蘭沃藍(lán)達(dá)以及三菱i-MiEV電動(dòng)車兼容,。而2012年制定的新版J1772標(biāo)準(zhǔn)中的Combo Connector除了具備原來(lái)的所有功能外，還多了兩個(gè)引腳,，可用于直流快充,，但無(wú)法與當(dāng)前生產(chǎn)的舊款電動(dòng)車兼容。
優(yōu)點(diǎn)：Combo Connector的在于,，未來(lái)汽車制造商可以在他們新車型上采用一個(gè)插座,，不僅適用于第一代尺寸較小的基礎(chǔ)交流連接器，還適用于第二代尺寸較大的Combo Connector,，后者可以提供直流及交流兩種電流,，分別以兩種不同的速度充電。
缺點(diǎn)：快充模式下需要充電站提供最高500伏電壓和200安電流,。
二,、特斯拉
特斯拉汽車有一套自己的充電標(biāo)準(zhǔn)，號(hào)稱能在30分鐘內(nèi)充滿可跑300公里以上的電量,。因此其充電插座最高容量可達(dá)120kw, 最高電流可達(dá)80A,。
目前，特斯拉在美國(guó)已擁有908座超級(jí)充電站,。而為了進(jìn)入中國(guó),，特斯拉也已在我國(guó)建立了7座超級(jí)充電站，上海3座,、北京2座,、杭州1座、深圳1座,。此外,，為了更好的融入各個(gè)地區(qū),，特斯拉計(jì)劃放棄對(duì)充電標(biāo)準(zhǔn)的控制，采用各國(guó)的國(guó)標(biāo),，其在中國(guó)已經(jīng)如此執(zhí)行,。
優(yōu)點(diǎn)：技術(shù)先進(jìn)，充電效率高,。
缺點(diǎn)：與各國(guó)國(guó)標(biāo)相悖,，不妥協(xié)難以提升銷量；妥協(xié)后充電效率將打折扣,，處于兩難境地,。
三、CCS
為了改變混亂的充電接口標(biāo)準(zhǔn)現(xiàn)狀,，美系和德系的八大廠商福特,、通用、克萊斯勒,、奧迪,、寶馬、奔馳,、大眾和保時(shí)捷于2012年發(fā)布了“聯(lián)合充電系統(tǒng)”,。“聯(lián)合充電系統(tǒng)”(Combined Charging System)，即“CCS”標(biāo)準(zhǔn),。
“聯(lián)合充電系統(tǒng)”可將現(xiàn)行所有充電接口統(tǒng)一起來(lái),，這樣，用一種接口就能夠完成單相交流充電,、快速三相交流充電,、家用直流充電和超速直流充電四種模式。
AE已選定聯(lián)合充電系統(tǒng)作為其標(biāo)準(zhǔn),，除SAE外,，歐洲汽車制造商協(xié)會(huì)(ACEA)也已宣布選擇了聯(lián)合充電系統(tǒng)作為直流/交流充電界面，從2017年開(kāi)始用于所有在歐洲銷售的插電式電動(dòng)車,。自去年德國(guó)與中國(guó)統(tǒng)一了電動(dòng)車充電標(biāo)準(zhǔn)后,，中國(guó)也加入了歐美系這一陣營(yíng)，為中國(guó)的電動(dòng)車發(fā)展帶來(lái)的機(jī)遇,。之諾1E,、奧迪A3e-tron、北汽E150EV,、寶馬i3,、騰勢(shì)、大眾e-up,、長(zhǎng)安逸動(dòng)EV和SmartEV均屬于“CCS”標(biāo)準(zhǔn)陣營(yíng),。
優(yōu)點(diǎn)：寶馬,、戴姆勒以及大眾這三家德國(guó)汽車制造商將加大對(duì)中國(guó)的電動(dòng)車投入，CCS標(biāo)準(zhǔn)或更有利于中國(guó),。
缺點(diǎn)：支持“CCS”標(biāo)準(zhǔn)的電動(dòng)汽車,，或者銷量較小，或者剛剛開(kāi)始發(fā)售,。
四,、CHAdeMO
CHAdeMO是CHArge de Move的縮寫，是日本日產(chǎn)及三菱汽車等支持的CHAdeMO插座,，CHAdeMO從日語(yǔ)翻譯過(guò)來(lái)意思為“充電時(shí)間短如茶歇”,。這種直流快充插座可以提供最大50kw的充電容量。
支持該充電標(biāo)準(zhǔn)的電動(dòng)汽車車型包括：日產(chǎn)聆風(fēng),、三菱Outlander插電混動(dòng)車、雪鐵龍C-ZERO,、標(biāo)致iON,、雪鐵龍Berlingo、標(biāo)致Partner,、三菱i-MiEV,、三菱MINICAB-MiEV、三菱MINICAB-MiEV卡車,、本田飛度電動(dòng)版,、馬自達(dá)DEMIOEV、斯巴魯Stella插電混動(dòng)車,、日產(chǎn)eEV200等,。這里需要注意的是，日產(chǎn)聆風(fēng)和三菱i-MiEV電動(dòng)車都有兩個(gè)不同的充電用插座,，其中一個(gè)適用于基礎(chǔ)J1772連接器,，就是第一部分中介紹的Combo連接器；另外一個(gè)是適用于日本本土的CHAdeMO標(biāo)準(zhǔn)的連接器,。
CHAdeMO采用的快速充電方式如圖所示,，電流受控于汽車的CAN總線信號(hào)。即在監(jiān)視電池狀態(tài)的同時(shí),，實(shí)時(shí)計(jì)算充電所需電流值,，通過(guò)通訊線向充電器發(fā)送通知;快速充電器及時(shí)接收來(lái)自汽車的電流命令，并按規(guī)定值提供電流,。
通過(guò)電池管理系統(tǒng)一邊監(jiān)視電池狀況,，一邊實(shí)時(shí)控制電流，*實(shí)現(xiàn)了快速,、安全充電所需各項(xiàng)功能,，確保充電不受電池通用性限制,。在日本，按照CHAdeMO標(biāo)準(zhǔn)安裝的快速充電器有1154座投入使用,。在美國(guó),，CHAdeMO的充電站也已廣泛“撒網(wǎng)”，來(lái)自美國(guó)能源部的最新數(shù)據(jù)顯示,，美國(guó)現(xiàn)有1344個(gè)CHAdeMO交流快速充電站,。
優(yōu)點(diǎn)：CHAdeMO了數(shù)據(jù)控制線外，還采用CAN 總線作為通信接口,，由于其抗噪性*且檢錯(cuò)能力高,，通信穩(wěn)定性、可靠性高,。其良好的充電安全記錄受到了業(yè)內(nèi)的肯定,。
缺點(diǎn)：CHAdeMO最初設(shè)計(jì)的充電輸出功率為100千瓦，連接器十分笨重,，但在充電車的輸出功率僅為50千瓦,。
五、GB/T20234
中國(guó)在2006年就發(fā)布了《電動(dòng)汽車傳導(dǎo)充電用插頭,、插座,、車輛耦合器和車輛插孔通用要求》(GB/T20234-2006)，這個(gè)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)詳細(xì)規(guī)定了充電電流為16A,、32A,、250A交流和400A直流的連接分類方式，主要借鑒了國(guó)際電工委員會(huì)(IEC)2003年提出的標(biāo)準(zhǔn),，但是這個(gè)標(biāo)準(zhǔn)并未規(guī)定充電接口的連接針數(shù),、物理尺寸和接口定義。
2011年,，中國(guó)又推出了GB/T20234-2011推薦性標(biāo)準(zhǔn),，替換了部分GB/T20234-2006中的內(nèi)容，其中規(guī)定：交流額定電壓不超過(guò)690V,，頻率50Hz,，額定電流不超過(guò)250A；直流額定電壓不超過(guò)1000V,，額定電流不超過(guò)400A,。
優(yōu)點(diǎn)：相比2006版的國(guó)標(biāo)對(duì)更多充電接口參數(shù)進(jìn)行了詳細(xì)標(biāo)定。
缺點(diǎn)：標(biāo)準(zhǔn)仍不夠完善,。另外,，其只是推薦性標(biāo)準(zhǔn)，也并未強(qiáng)制執(zhí)行。
六,、新一代ChaoJi充電系統(tǒng)
2020年中國(guó)電力企業(yè)聯(lián)合會(huì)與CHAdeMO協(xié)議會(huì)共同啟動(dòng)ChaoJi產(chǎn)業(yè)化發(fā)展路線研究工作,，分別發(fā)布《電動(dòng)汽車ChaoJi傳導(dǎo)充電技術(shù)》和CHAdeMO3.0標(biāo)準(zhǔn)。
ChaoJi充電系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)向前兼容與向后兼容,。制定了新的控制導(dǎo)引電路方案,，增加了硬節(jié)點(diǎn)信號(hào)設(shè)計(jì)，當(dāng)故障發(fā)生時(shí),，利用信號(hào)量快速通知對(duì)端及時(shí)做出快速反應(yīng)保證充電安全,。建立整個(gè)系統(tǒng)的安全模型，優(yōu)化絕緣監(jiān)測(cè)性能,，明確I2t,、y電容、PE導(dǎo)線選擇,、最大短路容量,、PE斷線等一系列安全問(wèn)題。同時(shí),，在熱管理系統(tǒng)上進(jìn)行了重新的評(píng)估和設(shè)計(jì),，提出了對(duì)充電連接裝置的測(cè)試方法。
ChaoJi充電接口采用7針端面設(shè)計(jì)方案,，電壓等級(jí)可達(dá)1000（1500）V，最大電流可達(dá)600A,。ChaoJi充電接口在設(shè)計(jì)上減小了整體尺寸,，優(yōu)化了配合公差，降低了功率端子尺寸,，滿足IPXXB安全要求,。同時(shí)設(shè)計(jì)插拔物理導(dǎo)向，加深了插座前端導(dǎo)向插入深度,，符合人體工程要求,。
ChaoJi充電系統(tǒng)并不簡(jiǎn)單指大功率充電接口，它是一套系統(tǒng)的電動(dòng)汽車直流充電解決方案,，包括控制導(dǎo)引電路,、通信協(xié)議、連接裝置的設(shè)計(jì)和兼容性,，充電系統(tǒng)的安全性,，大功率工況下的熱管理等。ChaoJi充電系統(tǒng)是統(tǒng)一的方案,，使同樣一臺(tái)電動(dòng)汽車在不同國(guó)家,，均可適用相應(yīng)國(guó)家的充電系統(tǒng)。
總 結(jié)
如今市面上的新能源汽車因?yàn)槠放频牟町悾m用的充電設(shè)備標(biāo)準(zhǔn)并不相同,，單一的類型的充電連接器結(jié)構(gòu)不能滿足所有的車型,。并且新能源汽車領(lǐng)域的技術(shù)還在趨向成熟的過(guò)程中，眾多汽車制造企業(yè)的充電樁和充電連接系統(tǒng)在實(shí)際應(yīng)用,、環(huán)境老化等方面仍面臨著產(chǎn)品設(shè)計(jì)不穩(wěn)定,、安全隱患、充電異常,、車樁不兼容,、測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)缺失等問(wèn)題。
如今各國(guó)車企都已逐漸意識(shí)到,，“標(biāo)準(zhǔn)”才是左右電動(dòng)車發(fā)展前景的關(guān)鍵因素,。近年來(lái)充電標(biāo)準(zhǔn)逐漸從“多樣化”走向了“集中化”。但要真正實(shí)現(xiàn)充電標(biāo)準(zhǔn)統(tǒng)一,，除了接口標(biāo)準(zhǔn)之外,，還需要電流通信標(biāo)準(zhǔn)，前者關(guān)乎接頭是否吻合,，后者則影響插頭插入時(shí)能否通電,。電動(dòng)車充電標(biāo)準(zhǔn)統(tǒng)統(tǒng)一化仍然任重而道遠(yuǎn)，車企和各國(guó)政府都需要進(jìn)一步“放開(kāi)姿態(tài)”,，電動(dòng)汽車才可能有未來(lái),。期待我國(guó)主導(dǎo)力推電動(dòng)汽車ChaoJi傳導(dǎo)充電技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)能在將來(lái)發(fā)揮更大的作用。