汽车电路插头(你知道电动汽车充电插头标准有哪些？它们的技术要求是什么？)

充电插头标准

在推动电动汽车产业发展的过程中，充电设施的标准化工作具有重要意义。通过统一标准，可以降低制造成本，提高充电设施的兼容性和便捷性，从而加速电动汽车的市场化进程。

目前主要标准有 SAE （美国汽车工程师学会）标准和 IEC （国际电工委员会）标准。我国暂时没有统一的标准出台。在欧洲国家，IEC 61851 为相关适用标准。2012 年 2 月 21 日，SAE发布了 J1772“Combo”标准。我国完成了充电协议的 PWM 规范，遵循 IEC 标准。

SAE J1772 交流充电标准

几乎所有在北美地区使用的二级和三级充电插头都采用 SAE J1772 标准，即插电式混合动力汽车和纯电动汽车的传导充电标准，如图所示。该标准包括了充电量、通信协议、电动汽车供电设备和电动汽车之间的电气接口等方面的标准定义。

J1772 充电插头至少使用 3 个高压端子：

交流电火线（L 线）

交流电零线（N 线）

交流电接地（PE 线）

J1772 充电插头使用 2 个低压通信终端：

导频信号（连接指示灯、充电状态、可用电流）

接近指示电路（连接指示灯、连接器闩锁状态）

SAE J1772 直流充电标准

为适应直流充电，J1772 标准提供了一种选配的Combo 充电插口，如图所示。Combo 充电插口仅通过一个连接器就能进行交流和直流充电，其优点是低成本、快速、便利、可靠、体积小、带宽。Combo 充电插口附加了 2 个高压直流充电端子：

直流正极

直流负极

（Combo 充电插口）

修订后的 J1772-2012 标准规定，直流充电的充电电流为 80A（一级直流充电）或 200A（二级直流充电）。这种组合连接器于 2013 年底开始出现在某些插电式混合动力汽车或纯电动汽车上。例如，2014 款雪佛兰斯帕可电动版和大众高尔夫蓝擎便使用了 SAE J1772 标准的 Combo充电插口。

专用充电标准

有些制造商使用自己的充电标准。例如特斯拉打造的 Supercharger 快速充电站专用网络，如图所示。这种充电站能为特斯拉 Model S 纯电动汽车提供高达 100kW的充电功率，该车只需充电约 1h 就能行驶150~300mile（241~482km）。 然而，Supercharger 充电站只能为 Model S 纯电动汽车充电，不能为特斯拉早期车型充电。

（Supercharger 快速充电站）

充电插头的技术要求

所用充电插头都是标准化部件（IEC 62196-2），根据车辆配置和不同的标准使用不同充电接口。

（常见的充电插头型号）

SAE J1772 交流充电插头技术要求

美国、日本、韩国等国主要使用 SAE J1772 交流充电插头进行交流充电。用于 7.4 kW 交流充电和 3.7 kW 交流充电的充电电缆大多使用相同的插头连接车辆，插头区别仅在于根据充电电缆的电流承载能力，接近导线内的电阻大小不同。

（SAE J1772 交流充电插头及接口定义）

IEC 62196–2 交流充电插头技术要求

欧洲和我国主要使用 IEC 62196–2 交流充电插头进行交流充电。在与交流充电，即车载充电机有关的标准中，国网的 Q/GDW 399-2009 仅规定了接口的定义、实现的功能，对于具体外形尺寸、控制电路并未说明。南网只有交流充电桩的标准。目前，交流充电的标准已经统一，即工信部的 QCT841-2010。

（IEC 62196–2 交流充电插头及接口定义）

无论是美规充电插头还是欧规充电插头，都常用 5 个端子接口。相位 L 和零线 N采用带有屏蔽层的高电压导线，连接 220V高压电，端部通过一个扁平高电压插头连接 AC/DC 整流器的交流电接口。控制导线和限流导线使用普通信号导线，这些信号导线也带有屏蔽层。控制导线用于确定和传输最大的可用充电电流强度。通过接近导线可识别出将充电插头插入车辆充电接口内的充电电缆最大电流负载能力。在充电电缆插头内，限流接口与地线之间接有一个电阻。如图所示为家用 8A 充电插头机械开关锁止时的限流电阻。电阻值说明了所用充电电缆允许的最大电流强度（根据导线横截面积）。在 IEC 61851 中规定了电阻和电流强度的分配情况。地线在充电接口附近与车辆接地电气连接，通过这种方式保护接地。

（家用 8A 充电插头机械开关锁止时的限流电阻）

Combo 充电插头技术要求

Combo 充电插头是基于 IEC 62196 的，用于纯电动汽车和插电式混合动力汽车的充电插接系统，既支持交流充电也支持直流充电，主要包括一个车辆充电接口和一个充电插头（集成有2 个分别用于交流充电和直流充电的充电插头）。这种通用插接系统只需要具备一个车辆充电接口便可实现不同的交流电和直流电充电方式。在此分为用于美国市场的型号 Combo 1 接口（如左图所示）和用于欧洲市场的型号Combo 2接口（如右图所示）。这两种型号的直流电接口触点相同。与交流充电相比，直流充电触点尺寸较大，可实现最大 200A 的充电电流，因此可在途中进行快速充电。

（交直流充电插头接口（美规 Combo 1））

（交直流充电插头接口（欧规 Combo 2））

用于 Combo 充电的车辆充电接口（Combo 1 和 Combo 2）包括上述用于交流充电的插孔（型号 1 和型号 2）及用于直流充电的插孔。这种充电接口的优点是，客户既可使用交流充电站，也可使用直流充电站进行高电压蓄电池充电。进行直流充电时，充电期间断开充电插头会产生电弧。为避免这种情况，充电期间以电动机械方式锁止充电插头。充电插头上的人机工程学造形手柄及较小的插入力和拉力，确保用手便可实现舒适插头操作。

我国直流充电插头的技术要求

目前，与直流充电接口相关的标准有工信部、国家电网和南方电网 3 个标准，尚未完全统一。3 个通信协议均将充放电过程划分为握手阶段、配置阶段、充电阶段和充电结束阶段，对于充电机与 BMS 的地址分配也是一样的，但 3 个标准的起草单位均没有重叠，因此协议中报文的具体格式并不相同。3 个标准均遵循 CAN2.0B 协议的内容，推荐传输速率为 250kbit/s，均推荐使用独立的 CAN 总线接口。负电流值代表充电 , 正电流值代表放电 ,如图所示为该插头的结构和接口定义。出于安全考虑，在充电接口连接过程中，端子连接顺序为：保护接地、直流电源正极与直流电源负极、低压辅助电源正极与低压辅助电源负极、充电通信、充电确认。脱开过程顺序相反。新能源汽车的车辆控制装置能通过测量检查点的峰值电压判断充电插头与充电接口是否充分连接。

（直流充电插头接口（我国标准））

CHAdeMO 充电插头技术要求

CHAdeMO 是一种直流充电标准，主要在日本使用。CHAdeMO 是 CHArge de Move 的缩写，意为 Charge for Moving（移动充电）。目前，欧洲和美国的充电站也可进行符合CHAdeMo 要求的快速充电。采用这种方式时，充电电压在 300~600V 内变化，电流强度最高可达 200A，因此充电功率约为 60kW。用于直流充电的充电接口位于车辆右侧后部。如图所示为该插头的结构和接口定义。

（CHAdeMO 充电接口）