國內外電動汽車充換電設施標準及應用現狀(下)

◆文/長沙民政職業技術學院電子信息工程學院 張葵葵

(接上期)

⑵SAE充換電標準

SAE J1772標準規定了電動汽車和插電式混合動力汽車的傳導充電要求，涵蓋了對電動汽車和插電式混合動力汽車實現充電的物理、電氣、功能和性能一般要求，定義了通用電動汽車和插電式混合動力汽車與供應設備進行導電充電的方法，包括操作要求以及車輛插孔和配對連接器的功能和尺寸要求。而SAE J1773確立了在相同地理區域內電動汽車感應充電的最低接口兼容性要求。SAE J2954標準是針對輕型插電式混合動力汽車和電動汽車的無線功率傳輸和對準方法編制的，該規范定義了互操作性、電磁兼容性、電動場、最低性能、安全性以及對輕型電動和插電式混合動力電動汽車進行無線充電測試的可接受標準，支持家庭(專用)充電和公共無線充電。

SAEJ1772-2017中明確了AC充電和DC充電水平，如表5所示。

表5 AC和DC充電水平

⑶中國充換電標準

中華人民共和國國家標準GB/T 20234.1,2,3-2011由三部分組成，形式接近于IEC 62196-1,2,3 ，解決了中國國內不同地區，不同電網公司，充電接口不統一的問題。在中國國家標準 GB/T 20234.3 中定義的直流充電電壓和電流分別是 750V和250A ，充電功率可以達到150kW以上，相比目前日本電動汽車快速充電器協會 CHAdeMO標準中60kW 的功率要高出一倍，所以在連接器設計中考慮到電氣間隙及爬電距離的影響，結構尺寸有很大的不同，目前主要用于城市純電動公交大巴的電能補充。國家電網公司標準（Q/GDW）制定的電動汽車充換電標準也被積極采納。

中國電力企業聯合會(CEC)最近批準并發布了一套電動汽車無線充電國家標準GB/T 38775.1電動汽車無線充電系統第1部分：一般要求、GB/T 38775.2電動汽車無線充電系統第2部分：車載充電器與充電設備之間的通信、GB/T 38775.3電動汽車無線充電系統第3部分：特殊要求、GB/T 38775.4電動汽車無線充電系統第4部分：電磁環境限值和測試方法，并與發布的其他國際標準SAE J2954、ISO 19363，IEC61980保持一致。無線充電使充電過程就像停車和走開一樣簡單，對于未來自動駕駛汽車的自動充電至關重要。

表6對IEC、SAE和NTCAS組織定義的充換電標準進行了歸納，分為系統、接口、無線傳輸、換電4個方面。

表 6 主要標準化組織發布的充電標準

3.充電設施標準的實施

一般情況下能提供給電動汽車的充電率從15kW到100kW不等，具體取決于尺寸、用途和所需的性能，而電池組容量為5~40kWh，總電壓為300~500V。具體充電插頭插座、車輛耦合器、充電模式選擇、與電網連接方式，前面部分已經闡述。中國制定的充換電標準與ISO、IEC以及SAE標準相似。奧迪、寶馬、戴姆勒、福特、通用汽車、保時捷和大眾7家車企已就綜合式傳導充電連接方式達成一致，只需要在車輛上使用一個充電接口即可讓客戶使用所有現有的充電系統進行充電，如單相AC充電、快速三相AC充電、快速DC充電。這使得7家車企生產得電動汽車可以共享相同的快速充電站，充電標準兼容SAE J1772連接器標準和IEC 62196 類型2。

充電基礎設施可分為住宅和非住宅類型，可以慢充電（AC水平1和2）以及快速充電（AC水平3和直流水平），快速充電指要求在1h內完成充電。住宅、路邊、工作場所等位置采用交流慢速充電非常理想，而車輛停頓時間少于2h的地方(如商業綜合體，高速公路等)則采用快速充電是更合適的選擇。公交車需要在場站進行強制充電，而充電站大多是快速充電(包括交流電和直流電)。

當前，許多制造商正在努力建議結束電纜和插座的傳導充電方式，推廣電動汽車的非接觸式充電系統。將無線充電設施安裝集成在道路的瀝青中，也可以連接到路旁的停車位。停在無線充電設施上方的車輛電池的充電將通過感應無線方式完成。該技術基于感應充電，涉及通過兩個電磁線圈之間的氣隙傳輸電能。次級線圈應用于正常充電器，用AC水平1 和2。

很多政府已將電池更換作為一種機制給予重要考慮，以緩解電動汽車成本和電動汽車面臨的里程焦慮問題。電池交換的一個主要優點是電池更換可在5～15min內完成，電動汽車的能量補充時間大大縮短。電池更換模式可降低電動汽車的前期成本，采取租賃電池方式進行營銷。2020年中國政府出臺的新能源汽車補貼最新政策中，為鼓勵“換電”等新型商業模式創新發展，對采取“換電”模式的新能源汽車產品不執行30萬元限價要求。