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? ? ??隨著各國對電動汽車的支持力度越來越大,充電樁的建設(shè)越來越多,充電標準也逐漸形成了歐洲、美國、中國、日本等四大區(qū)域和國家標準。而特斯拉由于電動車發(fā)展較早,保有量極大且自己設(shè)計了一套充電標準。因此我們說目前全球主要有五大充電標準。
? ? ??五大標準接口分別是基于GB/T ?20234的中國標準、J1772的北美標準CCS1、IEC 62196的歐洲標準CCS2、CHAdeMO的日本標準和NACS的特斯拉標準。由于各地區(qū)的充電接口不一致,這也導(dǎo)致了在進行電動汽車充電接口的設(shè)計時需要滿足不同地區(qū)或市場的充電標準的要求,否則就無法進行充電和不滿足其標準法規(guī)的要求。
? ? ??下面我們將分別來說說不同地區(qū)的標準充電接口和接口電路(握手電路)的區(qū)別。
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01
中國充電標準
? ? ??中國的電動汽車標準充電接口和握手電路的參考標準部分,分別是GB/T 20234和GB/T 18487.1。其中交流充電接口的最大電壓為三相440V AC,電流最大63A AC;而直流充電的最大電壓為1000V DC,電流在自然冷卻下最大300A DC,主動冷卻下最大電流為800A DC。(主動冷卻是修訂新增的,目前還未發(fā)布)。


表1、國標交直流充電接口的額定值


表2、國標交直流充電接口端子的電氣參數(shù)及功能定義

圖1、國標交直流充電口引腳定義(供電端視圖)
? ? ??為適應(yīng)目前國內(nèi)超充大功率的要求,在新修訂的標準中,增加了液冷的要求,以滿足至少500A及以上的電流的要求,隨著新標準的即將發(fā)布,國內(nèi)將結(jié)束超充無標準可依的情況,徹底解決了充電接口認證只能按照250A電流標準進行認證的尷尬局面。
? ? ?? 車樁握手的參考接口電路如下:

? ? ?? 圖2、國標交流充電車樁握手參考電路
? ??當然,不同的連接方式,接口電路稍有差異,但原理都是一致的。
? ? 其CP信號的握手占空比如下:

? ? ?? 表3、GB/T 18487 交流CP信號握手標準

圖3、國標直流車樁握手參考電路
02
北美充電標準
??? ??北美的充電標準主要使用地區(qū)為美國和加拿大,其交流最大電壓為240V AC,電流最大80A ?AC;直流最大電壓為1000V DC,電流最大400A DC。???


表4、北美交直流充電接口的額定值??


表5、美標交直流充電接口端子的電氣參數(shù)及功能定義

圖4、美標交直流充電口引腳定義(供電端視圖)

圖5、美標交流充電車樁握手電路

表6、J1772 交流CP信號握手標準


圖6、美標直流車樁握手參考電路(分L1和L2)
03
歐洲充電標準
??? ??歐洲的電壓范圍跟中國差不多,充電接口CCS2與美標的CCS1一脈相承,但還是有一些變化。主要區(qū)別在于歐洲的標準家用電力為230伏,幾乎是北美所用電壓的兩倍,因此,歐洲沒有 1 級充電。歐標交流最大電壓為480V AC,電流最大63A;直流最大電壓1000V DC,最大電流200A DC(基于2014版的數(shù)據(jù),2022版新的標準還沒搞到)。


表7、歐洲交直流充電接口的額定值

圖7、歐洲交直流充電口引腳定義(供電端視圖)

圖8、歐洲交流充電車樁握手參考電路

表8、IEC61851 交流CP信號握手標準

圖9、歐洲直流充電車樁握手參考電路
04
日本充電標準
? ? ??日本的充電標準比較特殊,交流采用美標J1772的標準,而直流則采用CHAdeMO標準。J1772前面已經(jīng)說過了,下面主要來說說CHAdeMO標準。
? ? ?? CHAdeMO是由五家日本汽車制造商聯(lián)合開發(fā)的直流插頭,并試圖從2010年開始將其推廣為全球標準,但并未被廣泛采用。盡管如此,目前采用CHAdeMO接口的國家或地區(qū)也不少,除了日本外,其中大部分安裝在歐洲(北歐居多)、美國和韓國。CHAdeMO標準有兩個版本,第一版支持最高62.5 kW充電,充電電流最大125 A ;而 修訂后的CHAdeMO 2.0規(guī)范允許最高可達400 kW。同時CHAdeMO協(xié)會也正在與中國合作開發(fā)一種能夠充電高達900 kW的超快速連接器,也就是chaoji充電接口,目前進展并不如預(yù)期。


圖10、CHAdeMO引腳定義及說明(供電端視圖)
05
特斯拉充電標準
? ? ??在美國通用的充電標準是J1772,唯有例外就是特斯拉,自己開發(fā)了專用的充電接口,用于Tesla電動汽車的充電。特斯拉在2022年11月11日公布了自己的NACS標準,并歡迎大家使用。
? ? ?? NACS是交直流一體的插座,由于接口的限制,NACS也有一個局限,就是無法兼容有交流三相電。這也導(dǎo)致在中國和歐洲等使用三相交流電的國家或地區(qū)就無法使用。
? ? ?? NACS的接口電路與CCS的接口電路完全一樣,對于原來是CCS標準接口的車載控制和檢測單元(OBC或者BMS)電路而言,不需要重新設(shè)計和layout了,是可以完全兼容。這對于NACS的推廣是有利的。
? ? ?? 當然,針對通訊也是沒有限制的,完全可以兼容IEC 15118的要求。
? ? ?? NACS的最大電壓為1000V DC,最大電流為400A DC;交流與J1772一致。

圖11、NACS引腳定義(供電端視圖)

圖12、NACS車樁握手參考電路
06
總結(jié)
? ? ??總體而言,各個充電標準適用于不同的國家和地區(qū),接口和通訊協(xié)議以及認證要求也不盡相同,給汽車生產(chǎn)和銷售以及充電樁的的生產(chǎn)和建設(shè)帶來了一些困擾。汽車制造商和充電設(shè)施制造和運營商需要根據(jù)不同地區(qū)的標準要求選擇合適的充電接口,以提供滿足所銷售地區(qū)法規(guī)要求和匹配性的產(chǎn)品,更好地服務(wù)用戶。
? ? ? 需要注意的是,由于電動汽車市場的不斷發(fā)展和技術(shù)的不斷進步,充電標準也在不斷更新和演進。因此,未來可能會出現(xiàn)新的充電標準,汽車制造商和充電設(shè)施運營商需要密切關(guān)注市場動態(tài),及時調(diào)整自己的戰(zhàn)略和布局,以適應(yīng)市場的變化。比如CharIN聯(lián)合多家主機廠和供應(yīng)商推出的為了滿足卡車和公共汽車的MCS充電接口。

圖13、MCS充電接口

END
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