國(guó)內(nèi)外電動(dòng)汽車(chē)充換電設(shè)施標(biāo)準(zhǔn)及應(yīng)用現(xiàn)狀(下)

◆文/長(zhǎng)沙民政職業(yè)技術(shù)學(xué)院電子信息工程學(xué)院 張葵葵

(接上期)

⑵SAE充換電標(biāo)準(zhǔn)

SAE J1772標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了電動(dòng)汽車(chē)和插電式混合動(dòng)力汽車(chē)的傳導(dǎo)充電要求，涵蓋了對(duì)電動(dòng)汽車(chē)和插電式混合動(dòng)力汽車(chē)實(shí)現(xiàn)充電的物理、電氣、功能和性能一般要求，定義了通用電動(dòng)汽車(chē)和插電式混合動(dòng)力汽車(chē)與供應(yīng)設(shè)備進(jìn)行導(dǎo)電充電的方法，包括操作要求以及車(chē)輛插孔和配對(duì)連接器的功能和尺寸要求。而SAE J1773確立了在相同地理區(qū)域內(nèi)電動(dòng)汽車(chē)感應(yīng)充電的最低接口兼容性要求。SAE J2954標(biāo)準(zhǔn)是針對(duì)輕型插電式混合動(dòng)力汽車(chē)和電動(dòng)汽車(chē)的無(wú)線功率傳輸和對(duì)準(zhǔn)方法編制的，該規(guī)范定義了互操作性、電磁兼容性、電動(dòng)場(chǎng)、最低性能、安全性以及對(duì)輕型電動(dòng)和插電式混合動(dòng)力電動(dòng)汽車(chē)進(jìn)行無(wú)線充電測(cè)試的可接受標(biāo)準(zhǔn)，支持家庭(專用)充電和公共無(wú)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(guó)充換電標(biāo)準(zhǔn)

中華人民共和國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)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(guó)國(guó)內(nèi)不同地區(qū)，不同電網(wǎng)公司，充電接口不統(tǒng)一的問(wèn)題。在中國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn) 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(dá)到150kW以上，相比目前日本電動(dòng)汽車(chē)快速充電器協(xié)會(huì) CHAdeMO標(biāo)準(zhǔn)中60kW 的功率要高出一倍，所以在連接器設(shè)計(jì)中考慮到電氣間隙及爬電距離的影響，結(jié)構(gòu)尺寸有很大的不同，目前主要用于城市純電動(dòng)公交大巴的電能補(bǔ)充。國(guó)家電網(wǎng)公司標(biāo)準(zhǔn)（Q/GDW）制定的電動(dòng)汽車(chē)充換電標(biāo)準(zhǔn)也被積極采納。

中國(guó)電力企業(yè)聯(lián)合會(huì)(CEC)最近批準(zhǔn)并發(fā)布了一套電動(dòng)汽車(chē)無(wú)線充電國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB/T 38775.1電動(dòng)汽車(chē)無(wú)線充電系統(tǒng)第1部分：一般要求、GB/T 38775.2電動(dòng)汽車(chē)無(wú)線充電系統(tǒng)第2部分：車(chē)載充電器與充電設(shè)備之間的通信、GB/T 38775.3電動(dòng)汽車(chē)無(wú)線充電系統(tǒng)第3部分：特殊要求、GB/T 38775.4電動(dòng)汽車(chē)無(wú)線充電系統(tǒng)第4部分：電磁環(huán)境限值和測(cè)試方法，并與發(fā)布的其他國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)SAE J2954、ISO 19363，IEC61980保持一致。無(wú)線充電使充電過(guò)程就像停車(chē)和走開(kāi)一樣簡(jiǎn)單，對(duì)于未來(lái)自動(dòng)駕駛汽車(chē)的自動(dòng)充電至關(guān)重要。

表6對(duì)IEC、SAE和NTCAS組織定義的充換電標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行了歸納，分為系統(tǒng)、接口、無(wú)線傳輸、換電4個(gè)方面。

表 6 主要標(biāo)準(zhǔn)化組織發(fā)布的充電標(biāo)準(zhǔn)

3.充電設(shè)施標(biāo)準(zhǔn)的實(shí)施

一般情況下能提供給電動(dòng)汽車(chē)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(chē)輛耦合器、充電模式選擇、與電網(wǎng)連接方式，前面部分已經(jīng)闡述。中國(guó)制定的充換電標(biāo)準(zhǔn)與ISO、IEC以及SAE標(biāo)準(zhǔn)相似。奧迪、寶馬、戴姆勒、福特、通用汽車(chē)、保時(shí)捷和大眾7家車(chē)企已就綜合式傳導(dǎo)充電連接方式達(dá)成一致，只需要在車(chē)輛上使用一個(gè)充電接口即可讓客戶使用所有現(xiàn)有的充電系統(tǒng)進(jìn)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(chē)企生產(chǎn)得電動(dòng)汽車(chē)可以共享相同的快速充電站，充電標(biāo)準(zhǔn)兼容SAE J1772連接器標(biāo)準(zhǔn)和IEC 62196 類型2。

充電基礎(chǔ)設(shè)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(nèi)完成充電。住宅、路邊、工作場(chǎng)所等位置采用交流慢速充電非常理想，而車(chē)輛停頓時(shí)間少于2h的地方(如商業(yè)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(chē)需要在場(chǎng)站進(jìn)行強(qiáng)制充電，而充電站大多是快速充電(包括交流電和直流電)。

當(dāng)前，許多制造商正在努力建議結(jié)束電纜和插座的傳導(dǎo)充電方式，推廣電動(dòng)汽車(chē)的非接觸式充電系統(tǒng)。將無(wú)線充電設(shè)施安裝集成在道路的瀝青中，也可以連接到路旁的停車(chē)位。停在無(wú)線充電設(shè)施上方的車(chē)輛電池的充電將通過(guò)感應(yīng)無(wú)線方式完成。該技術(shù)基于感應(yīng)充電，涉及通過(guò)兩個(gè)電磁線圈之間的氣隙傳輸電能。次級(jí)線圈應(yīng)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(jī)制給予重要考慮，以緩解電動(dòng)汽車(chē)成本和電動(dòng)汽車(chē)面臨的里程焦慮問(wèn)題。電池交換的一個(gè)主要優(yōu)點(diǎn)是電池更換可在5～15min內(nèi)完成，電動(dòng)汽車(chē)的能量補(bǔ)充時(shí)間大大縮短。電池更換模式可降低電動(dòng)汽車(chē)的前期成本，采取租賃電池方式進(jìn)行營(yíng)銷(xiāo)。2020年中國(guó)政府出臺(tái)的新能源汽車(chē)補(bǔ)貼最新政策中，為鼓勵(lì)“換電”等新型商業(yè)模式創(chuàng)新發(fā)展，對(duì)采取“換電”模式的新能源汽車(chē)產(chǎn)品不執(zhí)行30萬(wàn)元限價(jià)要求。