前段時間,特斯拉(中國)宣布未來將支持國標充電標準。人們隨機推斷,這樣一來,特斯拉汽車是否就可以在國家電網的充電站充電了?不一定。除了充電接口的匹配,還要看充電樁功率是否匹配特斯拉的電池。這其中充電標準的不統一是一個困擾很多人的現實問題,以市場在售的電動車為例:特斯拉、騰勢、比亞迪純電、北汽新能源、榮威等品牌的車型,充電接口均不一樣,充電技術也存在差異。
本文將借特斯拉的充電接口為例,來探討關于充電標準統一的問題。
目前全球范圍內以接口為準,充電標準大致分為三類:一類是美標,一類是歐標,一類是國標。根據充電技術區分,無非就是直流充電(DC)標準與交流充電(AC)標準。
從接口上,所謂的“美標”指的是SAEJ1772交流充電標準。這一標準目適用于北美地區的特斯拉充電。而“歐標”,則是指特斯拉在歐洲采用的Mennekes Type2接口。這兩種標準,在造型上最明顯的區分是“插孔”的數量。所謂的“插孔”是充電接口的一個“極”,每個“極”都承擔一定的工作,并不是所有的都用來傳輸電能。
SAEJ1772只是一個總稱,它包括4個細分標準,有3種不同的充電接口造型。其中,交流充電標準與直流充電標準,均分別區分Level1與Level2兩種規格,這兩種規格主要是輸出功率的不同。
順便提一句,SAE是美國汽車工程協會的縮寫,也是很多汽車工業標準的制定者。當然,如同中國的“國標”,SAE的標準只是推薦性的,而非強制標準。
另外一種“歐標”,被稱作Type2充電標準,與“美標”Type1對應。這是特斯拉的歐規車采用的標準,也分為交流與直流兩種。當然,特斯拉只能用交流充電。
這里簡單解釋下,由于特斯拉的電機是交流感應電機,所以需要一個逆變器將電池組中直流電轉換為交流電,這個零件必不可少。但在充電時,充電槍輸入的交流電又要轉化為直流電,這項任務就交給特斯拉的車載充電器解決。
特斯拉ModelS默認配備一個10kW的車載充電器,也可以選裝2個,總功率達21kW。不過,當使用超級充電樁時,并不需要車載充電器,這時依靠的是充電樁自身的120kW充電器來進行電流的逆變。所以,超充充進的電流,直接是直流電。
至于“國標”(GB/T),僅限于中國使用,具有地域局限性。從技術層面講,“國標”其實是基于“歐標”改進而來的一種協議。該協議由工信部頒發,屬于“推薦”標準,并不具有行政強制力。這也是造成中國各地區充電標準無法統一的原因之一。
下面重點說下直流充電標準,直流標準又分為3類,其一是日本的CHAdeMO標準,其二是國標直流充電標準,其三是CCS標準。CCS是Combined Charging System的意思嚴格來說是一種充電技術,而非充電標準。CCS的優勢是,它可以兼容直流與交流充電,目前寶馬i3就是采用的這樣的接口。
其實,很多電動車型,都同時具備直流與交流充電接口。有的只有一個接口,如i3;有的則有兩個接口,如騰勢(Denza)。在充電效率上,其實直流電要比交流電標準快很多。
以北美地區的CCSType1充電標準為例:在交流充電時,電壓最高250V,電流最大32A;而在直流模式下,電壓最高600V,電流最大可達200A。充電速度明顯后者更快。一般來說,直流非車載充電器的功率都比較大,通常100kW以上,所以充電速度要快一些。交流充電一般使用車載充電器,峰值功率與散熱能力都有限,所以效率要低很多。
其實,充電接口不統一也沒關系,可以用轉接頭來適配。這是否意味著一輛電動車在任何充電樁都可以充電?答案當然是否定的。首先直流與交流就無法互通,除非是CCS系統,可以同時兼容。
其次,很關鍵的一點,就是電動車與充電樁之間的通訊。在充電接口的N個“極”中,有一部分是用來通訊的。通訊什么?比如充電槍插上后,充電線纜要與車載充電器有個交流,告知對方線纜已就位。這種通訊協議,目前分為CAN協議與PLC協議兩種,后者是專門為充電線纜開發的通訊協議。
觀察充電接口,會發現每個“極”或每個“芯”、“插孔”都有著一個代碼:L1、L2、L3、N、PE、CP、PP等等。這些代碼分別指出了每個“極”擔負的職能,比如L代表交流電源線,N代表中線,PE代表地線,CC代表充電連接確認線。
最后解釋一點,上文中提到了Type1與Type2兩種規格,這是IEC(國際電氣委員會)的一套認證體系。對于同一套充電標準,IEC與SAE都進行了認證,所有著不同的叫法。