中国:GB/T 20234——国内标准基准
中国电动汽车充电连接器领域由GB/T 20234系列标准主导,该系列为国家推荐性标准(GB/T,即自愿性,但在中国国内市场销售和车辆销售中事实上具有强制性),由国家标准化管理委员会(SAC)发布。该系列现有三个有效部分:
- GB/T 20234.1:2015——电动汽车传导充电用连接装置通用要求
- GB/T 20234.2:2015——交流充电接口(模式3充电,单相和三相,最大32 A,采用7针连接器)
- GB/T 20234.3:2015——直流充电接口(物理形态类似CHAdeMO,但协议不同;额定最大250 A、1000 V直流)
GB/T 20234.2交流连接器采用7针格式,外形独特,与IEC 62196 Type 2(欧洲交流连接器)、SAE J1772(北美交流连接器)或其他国际标准连接器不能直接互换。GB/T 20234.3直流连接器同样采用专有物理形态,与CCS1、CCS2或CHAdeMO不同。
对于从中国出口电动汽车充电器至西方市场的制造商,GB/T连接器设计不能简单地重新贴标用于目标市场。需要进行硬件改造——安装符合目标市场标准的不同连接器头。GB/T 20234.3底层通信协议(直流充电控制采用GB/T 27930)同样有别于IEC 61851-1(通用电动汽车充电)和DIN SPEC 70121 / ISO 15118(CCS充电桩使用的协议层)。
中国已参与新一代连接器标准(有时称为超充/HPC,与日本CHAdeMO协会联合开发)的国际标准化讨论,旨在实现中国及潜在其他市场的兼容。截至知识截止日期,GB/T 20234.3仍是已部署基础设施的现行中国直流充电标准。
IEC 62196与CCS:欧洲及全球交直流标准
IEC 62196——电动汽车传导充电用插头、插座、车辆连接器和车辆插口是电动汽车充电连接器国际标准系列,分为多个部分:
- IEC 62196-1:2022——通用要求
- IEC 62196-2:2022——交流插针与插管附件的尺寸兼容性和互换性要求(涵盖Type 1 / SAE J1772和Type 2 / Mennekes连接器几何形状)
- IEC 62196-3:2022——直流及交直流插针与插管车辆耦合器的尺寸兼容性和互换性要求(涵盖CCS1、CCS2和CHAdeMO几何形状,以及GB/T格式)
Type 2(IEC 62196-2)是欧盟自2014年起依据《替代燃料基础设施指令/法规》(AFIR)对新充电基础设施强制要求的标准交流充电连接器。支持单相和三相交流充电,最大43 kW(三相63 A)。模式3充电(IEC 61851-1定义)是Type 2交流充电的工作模式。
CCS2(联合充电系统,IEC 62196-3)是欧盟、英国和澳大利亚的标准直流快充连接器。它在Type 2交流连接器下方增加两个直流功率引脚,使车辆可通过同一插口进行交直流充电。CCS2通过ISO 15118(车网通信,支持即插即充)或DIN SPEC 70121(仍广泛使用的早期协议)通信。欧盟依据AFIR分阶段强制要求新建直流充电桩支持CCS2。
对于澳大利亚市场,《AS/NZS 3000》(布线规则)和AS 4777新兴并网要求适用于电动汽车充电桩安装。澳大利亚已将IEC 62196 Type 2用于交流充电、CCS2用于直流快充,作为新建公共充电基础设施的事实标准,与欧盟方式一致。
对于英国市场,IEC 62196 Type 2和CCS2同样是现行标准,并有英国充电桩法规的特定要求(包括开放标准协议OCPP 1.6及智能充电能力)。
北美:SAE J1772、CCS1与NACS
自2023年以来,北美电动汽车充电连接器领域经历了重大变革,目前有三种连接器标准与充电设备出口商密切相关。
SAE J1772——SAE电动汽车和插电式混合动力汽车传导充电耦合器是美国、加拿大和日本使用的标准交流充电连接器。Type 1(J1772)连接器支持最大19.2 kW(单相80 A)的模式3交流充电。其物理形态与IEC 62196-2 Type 1连接器相同。SAE J1772还定义了北美交流模式2和模式3充电所用的控制导引通信信号,该信号与IEC 61851-1欧洲框架中的信号相同,但连接器不同。
CCS1(联合充电系统,北美)在J1772连接器下方增加两个直流功率引脚,实现直流快充。CCS1在物理形态上与CCS2(采用Type 2交流连接器底座)不同。CCS1通过DIN SPEC 70121或ISO 15118通信。2023年前,CCS1是北美非特斯拉车辆的主流直流快充标准。
NACS——北美充电标准(SAE J3400)原为专有连接器设计,现已标准化为SAE J3400,并被美国主要汽车制造商采用为车辆侧连接器。美国联邦政府(能源与交通联合办公室)和主要充电网络运营商已承诺支持NACS。截至2024至2025年,在联邦补助条件(NEVI计划)下,美国新建直流快充桩越来越多地被要求支持NACS(原生支持或通过转接器)。NACS支持交流充电(功率水平与J1772相近)和直流快充(计划扩展至最大1 MW)。
对于面向北美市场的电动汽车充电器出口商:交流充电桩须支持J1772(或配备J1772至NACS转接器);根据现行NEVI计划要求,面向公共部署的新建直流快充桩须同时支持CCS1和NACS;新建联邦资助基础设施中的即插即充功能需支持ISO 15118协议。UL 2594(电动汽车供电设备标准)和UL 2231(电动汽车供电回路人身保护系统)是美国市场认证的主要安全标准。
协议兼容性、互操作性与认证要求
物理连接器兼容性是电动汽车充电器进入市场的必要条件,但并非充分条件。通信协议、认证要求和并网交互标准构成了因市场而异的额外强制性要求层。
通信协议。充电站与车辆之间的控制通信决定了充电会话能否启动、监控和安全终止。主要协议包括:
- IEC 61851-1 / 模式3:欧盟、英国、澳大利亚和北美交流充电使用的基本控制导引(CP)信号。尽管连接器不同,各市场之间电气兼容。
- DIN SPEC 70121:CCS1和CCS2充电桩使用的直流充电通信协议(过渡协议)。已广泛部署,但正逐步被ISO 15118取代。
- ISO 15118:支持即插即充(自动认证)、智能充电和双向(V2G)充电的车网通信协议。在美国(NEVI计划)新建联邦资助直流基础设施中为强制要求;在欧盟用于即插即充为必要条件;在英国和澳大利亚智能充电合规方面的要求日益增多。
- OCPP(开放充电点协议):充电点管理系统(CPMS)与充电站之间的后端通信协议。OCPP 1.6和2.0.1为现行版本。英国充电桩法规要求至少支持OCPP 1.6。许多全球网络运营商要求新建设施支持OCPP 2.0.1。
- GB/T 27930:中国直流充电通信协议。中国以外不使用。采用GB/T 27930的充电桩出口至IEC/SAE市场时,须替换通信协议栈。
出口充电器的认证要求。
- 欧盟:须通过《低压指令》(LVD 2014/35/EU)和《EMC指令》(2014/30/EU)的CE认证。AFIR要求智能充电能力和OCPP支持。须符合IEC 61851-1和IEC 62196系列。
- 英国:UKCA或CE标志(过渡期间)。须符合BS EN 61851-1、BS EN 62196系列及《2021年电动汽车(智能充电桩)条例》(要求OCPP 1.6、智能充电、需求侧响应和数据记录)。
- 美国:商业部署须获得NRTL颁发的UL 2594认证。任何无线/网络组件须符合FCC第15部分规定。联邦资助站点的NEVI计划要求支持NACS和ISO 15118。
- 澳大利亚:须通过电气设备安全体系(EESS)下的RCM(合规监管标志)。须符合AS/NZS 3000、AS 4777(并网)及已作为AS标准采用的IEC 61851/62196相关标准。并网系统须获得CEC批准。