新能源汽车是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、插电式混合动力汽车、混合动汽车、燃料电池汽车等,其中以纯电动汽车销量最为火爆。
燃油汽车离不开燃油,全球各地的加油站燃油主要分三种标号汽油与两种标号柴油,相对简单通用。新能源汽车的电力补给则相对复杂,供电电压、接口形态、交流直流、地区历史遗留问题等因素导致全球有着多种新能源汽车的充电接口标准。
这里放上一张表格让大家直观对比,下面对每个地区的接口进行介绍。
中国地区
2015 年 12 月 28 日大陆发布了国家标准 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交流充电接口、GB/T 20234.3-2015 直流充电接口。
另外,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),规定从 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,自此,国内新能源汽车充电接口、基建设施、充电配件都得到统一。
除了部分高性价比入门车型(如五菱宏光 mini EV)仅支持交流慢充外,大陆目前大部分新能源电动汽车都会配备交流、直流两个充电接口。图中是已采用新国标接口的特斯拉汽车,可以看到两种接口各自独立,且形态完全不同,不存在误插的可能。
新国标交流电充电接口采用“七孔”设计,图中是交流电充电枪头,小编已在对应孔位里标注了注释。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。其中,L 火线可使用三个孔位,常见的 220V 单相交流电充电枪一般采用 L1 单孔位供电设计。
大陆电网民用电主要有两种电压,分别是 220V~50Hz 的单相电与 380V~50Hz 的三相电 。220V 单相电充电枪额定电流分别有 10A / 16A / 32A,功率分别对应 2.2kW / 3.5kW / 7kW。380V 三相电充电枪额定电流分别有 16A / 32A / 63A,功率分别对应 11kW / 21kW / 40kW。
新国标直流充电接口采用“九孔”设计,图中是直流电充电枪头。最上面中间的 CC1、CC2 用于用电连接确认,S+、S- 是非车载充电机与电动汽车的通讯线。最大的两个孔位 DC+、DC- 用于为电池组充电,是大电流线路;A+、A- 连接非车载充电机,为电动汽车提供低压辅助电源,最中心是接地。
性能方面,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,仅需数十分钟就能为新能源汽车补充一半电量。
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 复合接口与特斯拉主推的 NACS (North American Charging Standard ) 北美充电标准接口。
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 主要用于交流慢速充电,采用单相五孔的机械设计,与 CCS 接口组成复合接口后,两者共用充电连接、控制、接地端子,CCS 插孔仅用于传输直流电力。
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 交流充电桩与 L3、L4 直流充电桩。L1 交流充电桩电压为 110V,属于交流慢充,交流充电桩L2 电压为 240V 电流提升至最大 80A,可用于商业场所。L3、L4 直流充电桩电压为 480V - 1000V,电流最大可达 400A。
说完了 SAE J1772,来说说 NACS。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。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 标准设计的充电设备。NACS 接口体积小巧简洁,支持 500V 和 1000V 两种电压,至高支持 1000kW 超大功率充电。
目前已有包括通用、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,相信未来很长一段时间 SAE J1772 & CCS 复合接口与 NACS 接口都会处于共存状态。
日本地区
日本地区目前主流的充电接口采用交流、直流相互独立的设计,其中交流充电接口与美国地区使用相同的 SAE J1772 标准,这里不再叙述,直流充电接口则是日本独有的 CHAdeMO 接口。
CHAdeMO 全名 CHArge de MOve 源自日语“お茶でもいかがですか”,指喝杯茶的时间就可以完成充电的意思。
CHAdeMO 是日本电动汽车快速充电接口,于 2005 年开始研发,目前 CHAdeMO 标准协会组织成员有东京电力、日产汽车、三菱集团、富士重工、丰田汽车、本田技研工业、松下电器等日本企业。
以上是 CHAdeMO 接口的形态所示,电力传输部分独占左右两个大圆孔,上下两个大圆孔各内置四个小插孔用于通讯,外沿具有防反插的凸起设计。
CHAdeMO 1.0 版本至高支持 500V125A (62.5kW)直流充电,2018 年推出的 CHAdeMO 2.0 版本至高支持 400kW 充电。
2018 年,CHAdeMO 协会提出和中国电力企业联合会(CEC)共同开发下一代 CHAdeMO 3.0 充电标准,名字为拼音“Chaoji”。Chaoji 充电标准的接口物理形态与尺寸与 CHAdeMO 现有完全不同,目标功率约为 900 kW(600A x 1.5kV)。
欧洲地区
欧洲地区电动汽车采用的充电标准为 IEC-62196,最早于 2009 年由德国的连接器公司 Mennekes 提出,为 9 孔结构,2013 年 IEC-62196 被欧盟确立为交流电充电接口标准,交流电最大充电功率约为 43kW。
直流快充方面,欧洲地区与北美地区都选择了复合接口方案,在 IEC-62196 接口下增加了 CCS 直流电力传输插孔,与 CCS 接口组成复合接口后,两者共用充电连接、控制、接地端子,CCS 插孔仅用于传输直流电力,直流充电最大充电功率约为 350kW。
虽然欧洲地区与美国地区都是复合接口,但因交流插孔形态与电网电压(220V)都与北美(110V)有区别,所以叫法也有区别,北美地区的快充接口称呼为 CCS Type-1(CCS1),欧洲地区的快充接口称呼为 CCS Type-2(CCS2),两者不兼容无法互换。除此之外,欧洲部分地区会使用日本 CHAdeMO+SAE J1772 或是 CHAdeMO+IEC62196 充电桩,状况同样混乱。
充电头网总结
全球新能源汽车充电接口标准以地区为划分,各不相同,即使是同一辆汽车,在不同地区销售也会更换为不同的充电接口标准。中国新能源汽车充电接口采用的是 GB/T 20234.2-2015、GB/T 20234.3-2015 接口标准,欧盟地区采用的是 IEC 62196、CCS2 接口标准,日本地区采用的是 SAE J1772、CHAdeMo 接口标准,北美地区采用的则是 SAE J1772、CCS1、NACS 接口标准。
即使是同一辆汽车,在不同地区销售也会更换为不同的充电接口标准。目前新能源汽车产销量遥遥领先的中国地区,自 2015 年后在售的新能源汽车接口标准已实现统一,不用担心兼容问题。欧盟、北美、日本等地区则相对复杂,新旧交替、标准交错使用、我中有你你中有我等,都需要用户亲身到属地了解方可下定论。
以上就是新能源汽车不同国家地区的接口介绍,充电头网未来将输出更多新能源汽车领域的科普、配件导购、用车技巧、测评体验、拆解等内容,感兴趣的小伙伴可以留意后续更新。