电动汽车 (EV) 已成为可持续交通的基石。其运行的核心部件是充电连接器。该设备是充电站和电动汽车之间的桥梁,有助于安全高效地传输电力。然而,并非所有电动汽车连接器都生而相同。它们的类型、功能和区域兼容性各不相同,因此了解它们对于电动汽车车主、充电站提供商和政策制定者至关重要。
什么是电动汽车充电器连接器?
电动汽车充电器连接器是连接电动汽车和充电站的物理接口。它通过降低连接松动、火花或短路的风险,确保电流安全高效地流动。充电器连接器有不同的形状、尺寸和容量,可根据特定车型和区域标准进行定制。根据连接器的类型和相关的供电方式,充电可以是慢速稳定充电(交流电)或快速直流充电(直流电)。
交流电与直流电充电:有何区别?
了解交流充电和直流充电之间的区别对于掌握电动汽车 (EV) 充电系统的工作原理至关重要。
交流充电:交流 (AC) 充电器依靠车载交流-直流转换器将交流电转换为电池可存储的直流电 (DC)。由于这种转换在车内进行,充电速度受车载转换器容量的限制。因此,交流充电通常用于 1 级和 2 级充电器,这些充电器速度较慢,但适合夜间或工作场所充电。
直流充电:直流 (DC) 快速充电器在充电站内部进行交流-直流转换,绕过车载转换器。通过将直流电直接输送到电池,这些充电器可提供更快的充电速度,非常适合在公共充电站快速充电或长途旅行时使用。直流充电通常与 3 级充电器配合使用,能够提供高功率输出,在几分钟内(而非几小时内)为车辆充满电。
电动汽车连接器类型概述
了解各种电动汽车充电连接器对于车主、充电站提供商和政策制定者至关重要。本指南将重点介绍不同类型电动汽车连接器之间的主要区别、使用区域、充电速度等。下图直观地展示了目前市场上使用的电动汽车连接器。
(电动汽车充电器连接器类型概述)
交流电动汽车充电器连接器的类型
1 型连接器 - J1772
1 型连接器(也称为 J1772)是主要在北美和日本使用的标准交流充电插头。这种五针连接器专为单相电源设计,支持 1 级和 2 级充电。它最多可以充电80安培利用 240 伏输入,提供电动汽车充电器的最大功率输出19.2千瓦.
与欧洲普遍使用的 2 型连接器不同,1 型连接器缺乏自动锁定机制,这会带来安全风险,因为在充电过程中可能会未经授权拔掉电缆。
在北美,特斯拉使用专有的 NACS 充电器,但所有特斯拉汽车都可以配备连接到 1 型 J1772 插头的适配器,确保特斯拉电动汽车也可以使用配备 1 型连接器的充电器。
类型 2连接器 -梅奈克斯
2 型连接器在欧洲、英国、中东、非洲和澳大利亚广泛使用,已成为这些地区电动汽车充电的标准。2 型连接器采用七针设计,支持单相和三相电源,为不同的充电场景提供灵活性。它能够在 400 伏输入电压下处理高达 32 安培的电流,提供 22 千瓦的强劲最大充电功率,适用于家庭和公共 2 级充电站。
2 型连接器的一大亮点是其集成锁定机制。这确保了充电电缆在整个充电过程中牢固地连接到车辆,防止任何未经授权的断开或篡改。自动锁定不仅增强了安全性,还让电动汽车车主安心无虞,因为他们知道车辆正在安全充电,没有意外中断的风险。
国标/T交流连接器
GB/T交流电连接器是中国交流充电的官方标准,由国标(GB)标准体系制定。中国GB标准可根据其前缀代码识别为强制性标准或推荐性标准。前缀代码GB为强制性标准,GB/T为推荐性标准(准强制性标准)。
该七针连接器主要用于 2 级充电,在典型使用情况下可提供高达 7 kW 的功率输出,在特定条件下最大潜在输出为 21 kW。通常使用 220 伏交流电,输出电流分别为 16 或 32 安培。
与许多国际标准不同,国标交流连接器与直流充电端口不兼容,因此中国电动汽车必须配备单独的交流和直流充电端口。这种分离设计确保了充电系统能够针对各自的应用进行优化。国标连接器专为满足快速增长的中国电动汽车市场的独特需求而设计,并由庞大的兼容充电站网络提供支持。
直流电动汽车充电器连接器的类型
(适用于北美的 Injet Ampax CCS1 直流充电站)
CCS1 连接器 - 组合充电系统 1
CCS1 连接器,也称为 CCS Combo 1,是组合充电系统 (CCS) 的关键组件。CCS 是由国际汽车工程师学会 (SAE International) 和欧洲汽车制造协会 (ACEA) 于 2011 年提出的一项标准。该系统旨在为交流和直流充电打造通用解决方案,简化充电流程和基础设施。CCS 标准包含两个版本:CCS1,在北美和韩国广泛使用;CCS2,在欧洲和其他地区广泛使用。
CCS1 在 J1772 交流连接器的基础上,集成了两个高速直流引脚,使其能够通过单个端口同时支持交流和直流充电。这消除了对单独交流和直流充电端口的需求,简化了车辆设计并提升了用户便利性。CCS1 电动汽车连接器支持3级电动汽车充电器,可提供高达 360 kW 的功率,最高电压为 1000V,电流为 500A。
除了双重功能外,CCS1 还采用与 J1772 标准相同的通信协议,确保与现有基础设施无缝集成,并更易于制造商采用。与 SAE J1772 1 型插头一样,特斯拉也有其针对北美的专有充电标准,但 CCS1 已被其他制造商广泛采用,并成为该地区快速充电基础设施的基石。
CCS 2 连接器 - 组合充电系统 2
CCS 2 连接器(组合充电系统 2)是一款功能强大且用途广泛的充电解决方案,广泛应用于欧洲、英国、中东、非洲、澳大利亚等地区。它在 2 型连接器的基础上,增加了两个高速直流插针,以实现快速充电功能。这种组合使 CCS 2 能够提供高达 500 安培和 1000 伏的强大直流功率,最大输出功率可达 360 千瓦,与标准交流连接器相比,充电速度更快。
设计旨在支持3级快速充电CCS 2 连接器显著缩短了充电时间,使其成为长途旅行和高需求应用的理想选择。与特斯拉在北美使用其专有充电标准不同,欧洲的特斯拉 Model 3 和 Model Y 车主可以直接使用 CCS 2 充电站,无需适配器。然而,Model S 和 Model X 车主仍然可以使用兼容的适配器连接到 CCS 2 充电站,从而确保在整个地区实现更广泛的兼容性。
CHAdeMO 连接器
CHAdeMO 是一种电动汽车 (EV) 充电连接器,由三菱、日产和丰田等日本汽车制造商联盟于 2010 年开发。它是最早的快速充电标准之一,能够以 50 至 100 千瓦的速度输出电力,这使其成为电动汽车普及初期的关键参与者。
与只需要一个可接受交流和直流充电的电子充电端口的 CCS 连接器不同,cHAdeMo 连接器需要一个不同于交流充电端口的单独充电端口。这意味着您的电动汽车需要两个单独的充电端口。
虽然 CHAdeMO 在全球范围内的普及程度正在下降,但它在日本和一些国家仍然最为常用,日产、三菱和丰田等日本制造商的许多车辆都支持该标准;然而,即使在这些地区,随着新车型的发布,趋势也在向 CCS 转变。
展望未来,CHAdeMO 和中国电力企业联合会 (CEC) 正在共同开发下一代超快速电动汽车充电标准,来自美洲、亚洲、欧洲和大洋洲的国际专家也参与其中。这项行业倡议有望引领未来统一标准的制定。
国标/国标直流连接器
国标直流连接器是中国直流快速充电的主要标准。它采用九针设计,支持 50 kW 至 350 kW 的充电输出,适用于从城市充电站到高速公路服务区等各种场景。最常见的国标直流充电器工作电流为 250A,适用于 3 级快速充电。
GB/T直流连接器专为中国市场设计,体现了中国对能源效率和可扩展性的重视。它们与GB/T交流连接器不兼容,因此中国电动汽车必须采用双端口设计。尽管如此,GB/T系统在国内市场仍然非常有效。
Tesla NACS 连接器
北美充电标准 (NACS) 是特斯拉专有的电动汽车充电连接器,已成为北美地区的主要充电标准。NACS 连接器已被各大汽车制造商广泛采用,预计将成为该地区的通用标准,到 2025 年,所有制造商和充电桩运营商都将过渡到 NACS。
NACS连接器专为高速充电而设计,可提供高达250 kW的功率,适用于住宅和公共充电站。该连接器有五个插针,交流版本支持15A至48A的电流范围,而直流版本可处理高达400A的电流,提供250 kW的最大输出功率。
特斯拉的充电网络覆盖三个主要地区:北美(包括日本和韩国)、欧洲(包括大洋洲和东亚)以及中国大陆。特斯拉在每个市场都采用不同的充电标准。在中国,特斯拉采用 GB/T 标准;而在北美,NACS 连接器是默认标准。在欧洲,特斯拉车辆配备 2 型(Mennekes)或 CCS Combo 2 连接器,以确保与当地充电基础设施兼容。
充电器连接器在电动汽车生态系统中的作用
充电器连接器不仅仅是一个插头;它是电动汽车基础设施的重要组成部分。从确保充电时的安全性和效率,到实现不同车辆和地区的兼容性,这些连接器在电动汽车生态系统中发挥着关键作用。随着标准的不断发展和协调工作的推进,了解这些连接器对于电动汽车领域的所有利益相关者都至关重要。
通过熟悉各种电动汽车充电器连接器类型,您可以确保无论是在家中还是在旅途中都能获得无缝高效的充电体验。