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車輛中心持續推動電動車標準平台 為您掌握國際電動車標準發展趨勢
  • 發布年度:2012
  • 主要類別:電動車與車輛電子
  • 次要類別:電子報
  • 車輛研究測試中心  測試技術推動專案 / 陳淑絹、王順立
                                                           零組件品質課/ 施冠廷 電子檢驗課/黃福祥

    今(2012)年,在政府及產、學、研的齊心努力下,台灣電動車產業已跨入新紀元,車輛中心除了積極協助政府於年底前完成20項電動車等國家標準外(如圖1所示),並長期投入電動車國際標準制定活動,協助產業掌握國際標準發展最新趨勢,建構與國際接軌之驗證能量,加速協助產業推出具備國際競爭力的產品。

    圖1 台灣國家標準電動車標準全覽(2012年底前完成制定)

    車輛中心透過定期參與美國標準制定組織SAE,即時掌握國際電動車標準發展趨勢。以下就今年國際標準進展更新狀況進行說明。
    1、SAE J1715術語
    未來J1715術語將分成兩部份,第1部-混合動力/電動車,預計草稿於第三季進行意見徵詢及投票;第2部-電池,第四季進行意見徵詢及投票。

    2、SAE J2990整車安全
    SAE今(2012)年起草整車安全的標準SAE J2990(Hybrid and EV First and Second Responder Recommended Practice),由GM公司Todd Mackintosh擔任該標準之主席,參與討論之會員高達66位,包含11家整車廠、第一線處理單位(美國國家消防協會、消防員、執法部門)、第二線處理單位(拖車/回收單位、廢棄場)、官方(美國國家公路交通安全管理局、美國國家環境保護局)、電池廠商及學術單位等。
    該標準主要目的為防止電動車事故後之電氣、化學及熱災害再次發生,討論中之內容包含五部份,分別為電動車緊急狀況處理指導原則、可辨識電動車之標誌、事故時切斷高電壓系統之方法、電動車/電池碰撞後的外觀辨識程式、災害聯繫等。目前標準已於Hybrid標準委員會意見徵詢投票,預計今年第3~4季公告。未來可提供整車及電池等產業,甚至消防單位作為電動車事故處理程序參考。

    3、SAE J2954電動車無線充電標準
    1996年通用在推出EV 1、Chevy S10 EV的首代電動車時,旗下公司即推出一種叫Magne Charge的非直接式充電器,可充高達6.6 kW電力;然而,2002年美國加州的California Air Resources Board認可插頭式的充電器後,非直接式充電器即停止運作。近幾年無限充電因節省物料成本、低觸電危險及方便操作等優點,再度被熱門討論,SAE亦於2010年底成立SAE J2954的無線充電標準工作組(Task force),如火如荼討論無線充電及定位的標準,共計分為六個小組推動,有定位和通訊組、磁場相容組(Magnetic Field Interoperability)、測試和驗證組、無限充電性能/安全驗證組、無限充電器頻率確認組及巴士無線充電組。
    該標準將定義居家無線充電、停車場及暫停區如公車站/停紅綠燈等狀態充電方式,今年討論的重點在於上述三種方式的最大電源供給、最低充電能源效率及通訊方式等,據市場推估無線充電要到2015年才有可能商業化。

    圖2 電動車無限充電示意圖
    資料來源:ORNL(Oak Ridge National Laboratory)


    4、SAE J1772 充電接頭介面標準
    今年SAE J1772預定修訂的內容新增了直流Level 1與直流Level 2充電,稱為複合充電系統(Combo System);其中直流Level 1為中速之直流充電,充電介面與交流Level 1與交流Level 2相同,為5端子設計,充電電壓為200~500V,最大充電電流為80A;直流Level 2為大功率之直流快充,其充電介面於原有5端子外,額外增加2個直流端子負責大功率直流電能傳輸,充電電壓為200~500V,最大充電電流提升到200A。充電通訊部份,SAE直流Level 1與Level 2充電時資料傳輸採用電力線通訊(Power Line Communication,PLC) 通訊方式,交流充電部份則維持原有脈波寬度調變(Pulse Width Modulation,PWM) 方式,預計於今年第三季公告。
    歐洲方面目前則與美國SAE一同開發複合充電系統規格,未來兩者直流充電可能僅充電插頭外型差異,通訊方式皆採PLC。

    圖3 歐美充電插頭功率應用範圍
    資料來源:Current status of the Combined Charging System

    5、SAE J1798電池模組性能測試建議手冊
    自2010年起進行第二版的編修,新增峰值功率充電能力(Peak Power Charge Capability)、電荷維持因素之效率試驗(Charge Retention Factor-Efficiency Test)等,後者目的在於建立各種充電率(Charge Ratio)與溫度下的回充因子(Charge Return Factor)」。相較於2008年版中的電荷維持(Charge Retention)試驗(如表1所示),充電率是以固定電流率進行不同靜置時間的電容量(Rated Capacity)比較,藉此評估電池模組的電容量衰減情況,而近期修訂的電荷維持因子(Charge Retention Factor),則是根據放電與充電的時間來推估充電率,公式為: ;然而,基於車廠角度,開發時應將溫度因素一併考量,另有標準會議成員即提出在其它溫度(0℃、50℃)下執行該試驗,因車輛製造商可藉此評估熱管理系統的運作能力。

    表1 電荷維持試驗

     6、SAE J2929鋰電池系統安全測試標準
    自2011年公告後,立即進入編修第二版程序,主要考量電池組在車體上的氣體排放和安全中斷服務(Safety Disconnect Service)等功能。另外,J2929特別將EMC議題納入測試建議,確保車輛在行駛中電池系統能正常運作,不會因電動馬達或外部因素影響電磁耐受性(Electromagnetic Susceptibility)而影響其安全特性,該部分將引用SAE J2344的內容。相較於過去的鋰電池安全規範,J2929亦涵蓋模擬車輛事故的試驗範疇,分別有電池外殼強度(Battery Enclosure Integrity)、浸水(Immersion)以及模擬車輛燃燒(Exposure to Simulated Vehicle Fire)。

    7、SAE J551 電動車電磁相容標準
    SAE J551-5為針對電動車輛低頻(30MHz以下)電磁場干擾量測之標準,該標準於1995年公告後,於1997年、2004年進行內容修訂,2012年5月發行最新版本。此次修訂主要內容差異在於量測頻率範圍、限制值大小、量測配置以及量測的程序。

    藉由國際交流合作以及兩岸標準討論,車輛中心將持續與國際標準制定單位交流,推動電動車標準平台工作,協助國內電動車產業掌握國際標準發展浪頭,取得市場先機。

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