电动汽车传导式充电接口全球标准介绍

　　IEC 62196-2 type 2 GB/T 20234.2-2011 SAE J1772
　　图3 三种交流充电标准车辆插头接口界面比较

　　不同标准的交流充电接口造成了在电动汽车发展初期全球充电难的问题。比如一辆通用的沃蓝达（Volt）采用的是SAE标准的5芯车辆插座，如果在德国行驶的话，就无法使用IEC type 2的7芯连接系统进行充电。当然解决方法也是有的，可以采用转接适配器或混合标准充电线缆的方式。如图4：供电插头使用的是IEC type 2的接口，而在车辆插头端使用的则是SAE标准接口。

　　SAE J1772 IEC 62196-2 type 2
　　图4 适合欧标充电设备与美标车辆连接的充电线缆

　　直流充电
　　由于IEC 62196-3直流充电标准还在制定当中，因此在各个国家和地区使用的直流充电接口方式也是五花八门。作为最早实施的日本CHAdeMO形式的直流充电标准，由于受日系车厂电动汽车推广较早的影响，目前在市场中应用最广，在日本，欧洲及北美市场均可以找到采用此接口的直流充电设施服务于日产，三菱等电动车型的使用。由于采用CAN的通讯协议，因此除了常用的连接确认，充电导引及直流针脚之外还有额外的两根CAN通讯用针脚，所以整个CHAdeMO接口有多达10芯的连接针脚。
　　在中国市场由于目前直流充电采用的也是CAN的通讯方式，所以充电接口定义和CHAdeMO非常接近，但外观却有着天壤之别（图5）。在国标GB/T 20234.3中定义的充电电压和电流分别是750V和250A，充电功率可以达到150kW以上，相比CHAdeMO目前60kW的功率要高出一倍，所以在连接器设计中考虑到电气间隙及爬电距离的影响，结构尺寸有很大的不同，目前主要用于城市纯电动公交大巴的电能补充。

　　图5 GB/T 20234.3-2011中的直流充电接口

　　欧洲与北美的直流充电标准目前还在制定过程中，但在IEC 62196的定义中type 1及type 2的接口也是可以用来进行直流充电的，即在小功率（25kW左右）直流充电的时候欧标与美标采用的接口形式同交流充电口（图2），需要注意的是采用直流充电时充电线缆必须满足标称的额定充电电流。但由于受到本身结构设计的限制，type 1及type 2接口无法用于大功率直流充电（100kW）。
　　为了解决未来电动汽车大功率充电问题，德国汽车企业提出了组合式充电接口（Com-bined charging）的概念，并得到了美国车企的响应，因此新的直流充电方式应运而生，菲尼克斯电气作为一家专业的电气接口供应商承担了该产品的设计及标准制定工作（图6 左图）。相比较目前广泛使用的CHAdeMO充电方式，组合式充电接口具有以下的特点：1.充电功率更高（100kW以上），可以大幅缩短停车等待时间。2.直流和交流车辆插座（ve-hicle inlet）合二为一（图6 右图），减小了车辆插座占用的空间，并降低了成本。3.兼容现有的交流充电设施。4.采用电力载波通讯方式（Power Line Communication），可扩展性强，便于今后有序充电技术的发展。5.直流充电只采用5芯连接，降低了充电线缆的成本。从2012下半年开始将会有一批采用PLC通讯及组合式充电接口的电动汽车上路进行测试，而与之相关的ISO 15118及IEC 62196-3标准也在加紧制定中，预计在2014或2015年能够颁布实施。该标准是否会影响CHAdeMO及GB的直流充电标准，还需要经过市场的检验，不过从系统设计理念来看组合式充电接口会具有更广泛的应用前景。

　　图6 标准正在制定中的交直流组合式充电接口

　　展望
　　汽车电气化是未来的发展趋势，考虑到目前的电池技术还需要完善，因此传统内燃机仍然会存在相当长的一段时间。所以采用内燃机和电池的混合动力技术将是近期发展的主要方向，而其中PHEV（插电式混合动力技术）由于对充电基础设施依赖较小，节能效果明显，将会得到较快的发展。所以针对于PHEV的车型主要采用的是交流慢充的方式，利用夜间的峰谷电进行220V，16A的交流充电，让电池在车辆起步及交通拥堵低速行驶的路况下发挥作用。大功率的直流充电技术适用于BEV（纯电动）车型的电能快速应急补充，在未来也会有很广泛的应用，由于其电流大电压高，考虑到安全因素和对电网的影响，不会用于家庭私人充电场合，更多的会出现在有人值守的公共快速充电站中。
　　新的产业在发展初期，基本都会遇到标准纷繁复杂且互不兼容的情况，电动汽车产业也不例外。因此全球不同的充电接口标准依然会并存较长的时间，但随着电动汽车的普及，人们会越来越多的考虑标准的兼容性问题，即使各国家和地区的充电接口在结构外形上无法形成统一，但涉及到车辆与充电基础设施的通讯方式最终也许会达成一致。
　　结语
　　菲尼克斯电气作为电动汽车充电连接器的全球供应商，针对于不同的充电接口标准开发了对应的产品，为行驶在不同国家和地区的电动汽车及充电基础设施提供可靠安全的充电连接。