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國際電動車直流充電介面標準介紹
  • 發布年度:2014
  • 主要類別:電動車與車輛電子
  • 次要類別:電子報
  • 車輛中心 技術服務處 王順立


    近年來電動車輛因無廢氣排放的特點,可大幅降低交通運輸所帶來之空氣污染問題,各國莫不積極推廣並投入研發。當今重點除了提升電動車續航性能外,縮減充電所需時間也是另一項急需突破的關鍵。

    目前電動車充電型式以交流充電為主,充電時間則依車輛電池容量、電源供應條件不同而異,短則數小時、長則數十小時;而為減少充電時間,直流充電為重要方案之一。目前國際上電動車直流充電介面規格主要有日本 CHAdeMO、大陸GB/T 20234.3、美國SAE J1772、德國DIN 70121等四種型式,每個規格之間都有其差異。

    首先是充電介面幾何外型(如圖一),日本與中國大陸規格直充電介面採用的是獨立介面,完全不同於車上原有交流充電形式,配備此類規格插頭之電動車輛將具備兩種不同充電插座供交、直流充電機使用;美國SAE與德國DIN規格部分所採用的是複合式接頭(Combo Connector)概念,利用原本交流充電介面基礎,再額外增加直流電端子,結合成直流充電插頭,配備此類規格插頭之電動車輛上只需一個複合式插座,即可對應交、直流充電機使用。

    圖一 國際電動車直流充電標準之介面

    通訊部分,日本 CHAdeMO與中國大陸GB/T規格直流充電是採用CAN通訊方式,透過連接器與車上系統進行連接確認、電池相容性、電池最大電壓、電池額定電容量、輸出電壓電流等通訊;而美國SAE與德國DIN規格主要是透過電力線通訊(Power Line Communication, PLC)方式與車上系統通訊,因為是結合原有交流充電插頭,故保留交流充電通訊方式;以美國 SAE為例,當直流充電槍插入電動車時,先以交流充電插頭部分確認連接狀態,之後透過PWM訊號通知電動車開啟數位通訊(如表一),接著就透過PLC方式進入初始化連結階段,最後開始進行直流充電。

    表一 美國SAE標準PWM訊號定義
    資料來源:SAE J1772

    目前國際電工法規(IEC)已將上述四種標準納入IEC62196-3直流充電標準草案內,做為未來國際電動車直流充電規範之研擬方向;國內 CNS 標準也與該標準調和,一併納入4種直流充電介面,提供給後續不同規格電動車參考引用。
    近期美國Tesla表示將開放Tesla電動車所有專利給同業使用,其中包含該公司直流快充系統Supercharger,此系統充電功率可達120 kW以上,將較其他四種直流充電規格,充電速度更快,目前日本NISSAN與德國BMW車廠都透露對此系統之興趣,未來此兩家重要電動車車廠的選擇,將有可能會影響未來直流充電標準趨勢,後續發展值得繼續關注。
     

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