国内外电动汽车充换电设施标准及应用现状(下)

◆文/长沙民政职业技术学院电子信息工程学院 张葵葵

(接上期)

⑵SAE充换电标准

SAE J1772标准规定了电动汽车和插电式混合动力汽车的传导充电要求，涵盖了对电动汽车和插电式混合动力汽车实现充电的物理、电气、功能和性能一般要求，定义了通用电动汽车和插电式混合动力汽车与供应设备进行导电充电的方法，包括操作要求以及车辆插孔和配对连接器的功能和尺寸要求。而SAE J1773确立了在相同地理区域内电动汽车感应充电的最低接口兼容性要求。SAE J2954标准是针对轻型插电式混合动力汽车和电动汽车的无线功率传输和对准方法编制的，该规范定义了互操作性、电磁兼容性、电动场、最低性能、安全性以及对轻型电动和插电式混合动力电动汽车进行无线充电测试的可接受标准，支持家庭(专用)充电和公共无线充电。

SAEJ1772-2017中明确了AC充电和DC充电水平，如表5所示。

表5 AC和DC充电水平

⑶中国充换电标准

中华人民共和国国家标准GB/T 20234.1,2,3-2011由三部分组成，形式接近于IEC 62196-1,2,3 ，解决了中国国内不同地区，不同电网公司，充电接口不统一的问题。在中国国家标准 GB/T 20234.3 中定义的直流充电电压和电流分别是 750V和250A ，充电功率可以达到150kW以上，相比目前日本电动汽车快速充电器协会 CHAdeMO标准中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。国家电网公司标准（Q/GDW）制定的电动汽车充换电标准也被积极采纳。

中国电力企业联合会(CEC)最近批准并发布了一套电动汽车无线充电国家标准GB/T 38775.1电动汽车无线充电系统第1部分：一般要求、GB/T 38775.2电动汽车无线充电系统第2部分：车载充电器与充电设备之间的通信、GB/T 38775.3电动汽车无线充电系统第3部分：特殊要求、GB/T 38775.4电动汽车无线充电系统第4部分：电磁环境限值和测试方法，并与发布的其他国际标准SAE J2954、ISO 19363，IEC61980保持一致。无线充电使充电过程就像停车和走开一样简单，对于未来自动驾驶汽车的自动充电至关重要。

表6对IEC、SAE和NTCAS组织定义的充换电标准进行了归纳，分为系统、接口、无线传输、换电4个方面。

表 6 主要标准化组织发布的充电标准

3.充电设施标准的实施

一般情况下能提供给电动汽车的充电率从15kW到100kW不等，具体取决于尺寸、用途和所需的性能，而电池组容量为5~40kWh，总电压为300~500V。具体充电插头插座、车辆耦合器、充电模式选择、与电网连接方式，前面部分已经阐述。中国制定的充换电标准与ISO、IEC以及SAE标准相似。奥迪、宝马、戴姆勒、福特、通用汽车、保时捷和大众7家车企已就综合式传导充电连接方式达成一致，只需要在车辆上使用一个充电接口即可让客户使用所有现有的充电系统进行充电，如单相AC充电、快速三相AC充电、快速DC充电。这使得7家车企生产得电动汽车可以共享相同的快速充电站，充电标准兼容SAE J1772连接器标准和IEC 62196 类型2。

充电基础设施可分为住宅和非住宅类型，可以慢充电（AC水平1和2）以及快速充电（AC水平3和直流水平），快速充电指要求在1h内完成充电。住宅、路边、工作场所等位置采用交流慢速充电非常理想，而车辆停顿时间少于2h的地方(如商业综合体，高速公路等)则采用快速充电是更合适的选择。公交车需要在场站进行强制充电，而充电站大多是快速充电(包括交流电和直流电)。

当前，许多制造商正在努力建议结束电缆和插座的传导充电方式，推广电动汽车的非接触式充电系统。将无线充电设施安装集成在道路的沥青中，也可以连接到路旁的停车位。停在无线充电设施上方的车辆电池的充电将通过感应无线方式完成。该技术基于感应充电，涉及通过两个电磁线圈之间的气隙传输电能。次级线圈应用于正常充电器，用AC水平1 和2。

很多政府已将电池更换作为一种机制给予重要考虑，以缓解电动汽车成本和电动汽车面临的里程焦虑问题。电池交换的一个主要优点是电池更换可在5～15min内完成，电动汽车的能量补充时间大大缩短。电池更换模式可降低电动汽车的前期成本，采取租赁电池方式进行营销。2020年中国政府出台的新能源汽车补贴最新政策中，为鼓励“换电”等新型商业模式创新发展，对采取“换电”模式的新能源汽车产品不执行30万元限价要求。