SciTech-EECS-Autosar(自动驾驶)-Hardware:硬件:-EV充电 : 全球充电接口五大标准及控制电路

SciTech-EECS-Autosar(自动驾驶)-Hardware:硬件:

参考

https://www.chongdiantou.com/archives/360277.html

新能源汽车

指采用 "非传统燃料或能源" 作为动力源的汽车，其特点是低排放、节能环保。根据主要动力源和驱动方式的不同，新能源汽车分为:

• 纯电动汽车: 各国推动升级换代，国家补贴，市场销量最高。
• 插电式混合动力汽车、
• 混合动力汽车、
• 增程式汽车、
• 燃料电池汽车等，

EV : 全球充电接口五大标准及控制电路

事实上，全球主要有 "五大充电标准":

• 燃油车用的"燃油"(全球加油站都统一)主要分 "三种标号汽油" 与 "两种标号柴油"，简单通用。
• 新能源车作为更好的选择，各国对EV的支持力度越来越大，充电桩建设越来越多，充电标准也形成 美国、欧洲、中国、日本 等四大区域和国家标准。
• Tesla (特斯拉)由于电动车发展较早，保有量极大且自己设计了一套充电标准。

序号	国家/地区/私有	标准
0	Tesla(特斯拉)标准	NACS
1	北美标准CCS1	J1172
2	欧洲标准CCS2	IEC 62196
3	日本标准	CHAdeMO
4	中国标准	GB/T 20234

• CCS联合充电: 美标-CCS1 和 欧标-CCS2 的合并称呼。
• 充电接口 的 通信协议(控制逻辑) 上区别为：
  • 美标-CCS1 和 欧标-CCS2 使用的 "控制逻辑" 都基于PLC通信协议，
    CCS1 合规: SAEJ1772 、SAEJ 2847 J2931 等协议标准，
    CCS2 合规: DIN 70121、ISO 15118协议标准,被规定为System C 。
  • 中国DC(直流)与日本DC(直流) 使用的 "控制逻辑" 都基于CAN通信协议，
    中国标准 合规: GB/T 27930
    日本标准 合规: JIS/TSD0007协议标准。

由于各地区的充电接口不一致，这也导致在进行电动汽车充电接口的设计时,
需要满足不同地区或市场的充电标准，否则就无法充电和不满足其标准法规要求。

下面我们将分别来说说不同地区的标准充电接口和接口电路（握手电路）的区别。

一、中国充电标准

• 2015 年 12 月 28 日我国发布了国家标准 GB/T 20234-2015（电动汽车传导充电用连接装置），
  简称新国标，用于替换 2011 年的旧国标。共包含三个部分，分别是:
  • GB/T 20234.1-2015 通用要求、
  • GB/T 20234.2-2015 AC(交流)充电接口、
  • GB/T 20234.3-2015 DC(直流)充电接口。
• 2017 年 1 月 1 日起，新安装的充电基础设施、新生产的电动汽车必须符合新国标;
  三部委发文《电动汽车充电基础设施接口新国标的实施方案》(发改能源〔2016〕2668号)规定的。
  此后，国内新能源汽车充电接口、基建设施、充电配件都得到统一。
• 少部分精简车型(如五菱宏光 mini EV)仅支持AC(交流)慢充外，
  我国目前大部分新能源电动汽车都会配备 AC(交流)、DC(直流)两个充电接口。
  特斯拉汽车中国款已采用新国标接口，两种接口各自独立，且形态完全不同，不存在误插可能。

标准的定义	AC(交流)充电公头	DC(直流)充电公头	Tesla的中国款充电母座

中国电动汽车 的 参考标准, 充电接口:GB/T 20234， 握手电路:GB/T 18487.1。

• AC(交流)充电接口的最大电压为 "三相440V AC"，电流: 最大AC63A；

• DC(直流)充电接口的最大电压为 "1000V DC"，电流: 自然冷却最大DC300A,
  主动冷却最大DC800A(主动冷却是修订新增的，目前还未发布)。

• AC(交流)充电接口(新国标）:

  • 采用“七孔”设计 的 AC(交流电)充电枪头。已在示例图上做过注释。
    • CC 与 CP 分别用于 "充电连接确认、控制引导"
    • N 是零线，L 是火线，中央位置是接地。L 火线: 可使用:
      1个孔位: 单相AC220V(常用L1孔位),
      3个孔位:3相AC380V(常用L1, L2, L3三个孔位)。
  • 性能(充电功率、额定电压、额定电流)上:
    中国电网主要有两种电压，分别是 220V~50Hz 单相电， 与 380V~50Hz 三相电 。
    • "单相220V充电枪" 额定电流分别有 10A / 16A / 32A，功率分别对应 2.2kW / 3.5kW / 7kW。
    • "三相380V充电枪" 额定电流分别有 16A / 32A / 63A，功率分别对应 11kW / 21kW / 40kW。

• DC(直流)充电接口(新国标）:

  • 采用“九孔”设计 的 直流电充电枪头。
    • 最上面中间的 CC1、CC2 用于 用电"连接/锁止确认"，
    • S+、S- 通讯信号线: "外部(非车载)充电机" 与EV通讯用。
    • A+、A- 低压电源线: 连接外部(非车载)充电机，为EV提供 "低压供电源"。
    • DC+、DC- 用于为 "动力电池组" 充电，是大电流线路(最大的两个孔位)；
    • GND(接地)最中心的孔位.
  • 性能(充电功率、额定电压、额定电流)上:
    DC (直流)充电: 额定电压 750V/1000V，额定电流: 80A/125A/200A /250A, 充电功率可达250kW;
    仅需 "最多一两小时" 就能为新能源汽车补充满电量。

北美地区、特斯拉

北美地区的充电接口情况比较复杂，主要分为:

• 美国政府早期颁布的 SAE J1772 & CCS 复合接口,
• 特斯拉主推的 NACS （North American Charging Standard ） 北美充电标准接口。

SAE J1772 & CCS Combo (复合)接口

• SAE J1772 标准于 1996 年首次发布，旨在规范交流充电系统的设计和接口，是美国最早实施的新能源汽车充电接口。
• SAE J1772 主要用于AC(交流)慢速充电，采用单相五孔的机械设计，
• SAE J1772 与 CCS 接口 组成 Combo(复合)接口, 共用 充电连接、控制、接地端子, CCS 插孔仅用于传DC电力。
• 北美的充电标准主要使用地区为美国和加拿大，充电桩主要分为四类，分别是:
  • L1、L2 AC(交流)充电桩:
    L1 交流充电桩: 电压为 110V，属于交流慢充;
    L2交流充电桩: 电压为 240V 电流提升至最大 80A，可用于商业场所。
  • L3、L4 DC (直流)充电桩
    L3、L4 直流充电桩电压为 480V - 1000V，电流最大可达 400A。

Tesla 的 NACS 标准。

• NACS 接口体积小巧简洁，支持 500V / 1000V 两种电压，至高 1000kW 超大功率充电。
  已有包括通用、福特、沃尔沃、奔驰、丰田、极星、Rivian 等车企宣布采用 NACS 标准。
  另外，奔驰等车企还计划投资建设超充网络，其充电桩将同时支持 CCS1 和 NACS 两种充电插头，未来很长一段时间 SAE J1772 & CCS 复合接口与 NACS 接口都会处于共存状态。
• 2022 年特斯拉正式宣布开放 NACS 标准，允许各大汽车厂商使用按照 NACS 标准设计充电设备。NACS 接口最早于 2012 年在特斯拉车型上使用，早期处于“特斯拉专用”状态。