SAE International近日發(fā)布了SAE J3400標(biāo)準(zhǔn)，主要涉及當(dāng)前北美道路上大部分電動車使用的一種耦合器（充電接口）系統(tǒng)。該標(biāo)準(zhǔn)將推動行業(yè)擺脫以專利系統(tǒng)（封閉系統(tǒng)）為主的既往模式，并朝著由行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范的大規(guī)模電氣化的方向發(fā)展。在SAE J3400標(biāo)準(zhǔn)（“北美充電標(biāo)準(zhǔn)”或“NACS”）取代SAE J1772標(biāo)準(zhǔn)的過程中，雖然人們對直流快充技術(shù)給予了大量關(guān)注，但本文將重點介紹交流充電，因為美國的大多數(shù)電動車用戶在日常通勤中都使用交流充電。

自1996年SAE首次推出SAE J1772 標(biāo)準(zhǔn)以來，電動車行業(yè)的發(fā)展日趨成熟。當(dāng)時， OEM尚未參與全國范圍的充電站網(wǎng)絡(luò)的部署。而現(xiàn)在，許多汽車OEM都設(shè)有直接提供非車載充電服務(wù)與設(shè)備的業(yè)務(wù)部門，標(biāo)志著OEM的觀念發(fā)生了重大轉(zhuǎn)變。

假如一家汽車OEM希望通過嚴(yán)格控制電動車本身的成本來提高市場競爭力。在這種思維模式下，降低車輛的成本可能導(dǎo)致安裝和持續(xù)運營非車載基礎(chǔ)設(shè)施的成本成倍增加，包括能源使用的成本。這些成本將造成系統(tǒng)總體成本提高，并最終延緩電動車的推廣應(yīng)用。在這種情況下，汽車OEM的能源部門可能會同時面臨成本增加，但潛在客戶群體減少的困境。

NACS充電接口的推廣應(yīng)用表明行業(yè)為大規(guī)模電氣化提供了標(biāo)準(zhǔn)支持。（特斯拉）

因此，為推廣交通電氣化，行業(yè)必須將電動車與供電設(shè)備作為一個統(tǒng)一的系統(tǒng)來設(shè)計。SAE J3400標(biāo)準(zhǔn)在絕大多數(shù)OEM的支持下做出了合理的工程決策，有望通過減少北美地區(qū)交通電氣化的障礙，在未來數(shù)十年內(nèi)產(chǎn)生顯著的回報。雖然SAE J1772標(biāo)準(zhǔn)為單戶和雙戶住宅提供了出色的交流充電解決方案，但是SAE J3400標(biāo)準(zhǔn)能夠在以下方面滿足更廣泛的市場需求。

SAE J3400標(biāo)準(zhǔn)支持商業(yè)區(qū)、街道、停車場和密集住宅區(qū)的交流電壓配置，尤其是480/277 V三相電源——美國公用事業(yè)單位提供的最普遍的一種電壓配置。該標(biāo)準(zhǔn)仍支持NACS（特斯拉）電動汽車目前采用的277 V充電電壓，表明OEM正在通過將成本優(yōu)化的范圍擴大至供電基礎(chǔ)設(shè)施，從而使公司決策更好地順應(yīng)大規(guī)模電氣化的趨勢。

許多公用事業(yè)單位要求供電服務(wù)達(dá)到一定規(guī)模時必須提供480/227 V交流電。如果電動車支持277 V交流電壓，那么充電場地就無需為轉(zhuǎn)換成較低電壓而額外安裝變壓器，從而節(jié)省了成本。此外，由于大多數(shù)直流快充充電樁使用480/277 V三相交流電源，如果電動汽車支持277 V交流電壓，那么同時配備交流和直流充電樁的停車場便可以共用相同的配電板以及與兩種充電站連接的電源饋線。

特斯拉用于直流充電和交流充電的NACS充電插頭（特斯拉）

上述充電場地?zé)o需額外安裝配電板，節(jié)省了變壓器的占用空間，減小了導(dǎo)線和導(dǎo)線管的尺寸，無需安裝過流保護裝置，同時還可以減少場地的工程設(shè)計工作量。通過減少這些龐大的組件，路邊充電點等一些空間有限的場地便可顯著減少充電樁的占地面積。在沒有二級變壓器的情況下，根據(jù)站點的不同負(fù)載系數(shù)，總體充電效率可從2%提高至8%。此外，在相同功率下，將電壓水平從208 V提高到277 V可減少33%的電流，從而減少導(dǎo)線中50%以上的銅損耗。

具有可拆卸（便攜式）電纜組件的電動車供電設(shè)備（EVSE）比固定連接電纜的充電站更具優(yōu)勢。這種已在世界其他地區(qū)廣泛應(yīng)用的方法經(jīng)SAE J3400標(biāo)準(zhǔn)和SAE J3068標(biāo)準(zhǔn)引入到北美地區(qū)。這種在SAE文件中被稱為“通用交流插座（universal AC socket-outlet）”的設(shè)備具有以下優(yōu)點：

用戶無需依賴技術(shù)人員就能夠自行更換電纜，降低了維護成本。商品化的EVSE降低了系統(tǒng)成本，為用戶的電動車提供了更多的充電場所。

減少了充電插頭掉到地上或遭汽車碾壓的損壞風(fēng)險，便于充電站附近的街道清潔和掃雪車作業(yè)，同時也減少了盜竊和肆意損壞財產(chǎn)的風(fēng)險。

通過為電纜組件配備基礎(chǔ)設(shè)施側(cè)的通用充電接頭和車輛側(cè)的充電接口形式，省去了交流電源適配器的使用。由于這種配置中不存在插入件，因此無論是EVSE還是電動汽車都無需監(jiān)測連接點的狀態(tài)。

EVSE可根據(jù)SAE J3068標(biāo)準(zhǔn)有選擇地提供三相交流電源。這種配置可促進(jìn)通常支持三相電源的中、重型車輛的電氣化進(jìn)程，并允許這些車型在480/277 V交流電壓下以較高的功率水平進(jìn)行充電，同時允許支持單相電源的車輛也能夠在同一充電站充電。

在電網(wǎng)融合（Vehicle-Grid integration）的過程中還必須考慮快充場景，即用戶在充滿電后立即拔下插頭的行為，因為這種充電行為可能與電網(wǎng)融合的目標(biāo)相沖突。最理想的情況是大多數(shù)車輛在其駐車時間最長的地方處于充電狀態(tài)。這種做法可提高能量傳輸?shù)撵`活性和可靠性，并增加電力儲存容量，在維持電網(wǎng)穩(wěn)定性的同時還能夠提高可再生能源的市場滲透率。具備可拆卸電纜的EVSE具有成本較低等多種優(yōu)勢，使那些無法在家庭車庫中充電的車輛也能夠享受到更便捷、更經(jīng)濟的充電服務(wù)，符合電網(wǎng)融合與推廣電氣化的宏大目標(biāo)。

由于北美的汽車消費者對OEM改用NACS汽車充電接口的轉(zhuǎn)型趨勢有所了解，因此，去年仍采用傳統(tǒng)的SAE J1772電動汽車充電接口的車型出現(xiàn)了滯銷。監(jiān)管機構(gòu)需要更加果斷地推廣支持SAE J3400標(biāo)準(zhǔn)的配置。

在短期內(nèi)，某些類型的充電站點可合理保留部分支持傳統(tǒng)SAE J1772 2級交流充電的EVSE。但從長遠(yuǎn)來看，基于上述原因，這種做法將阻礙汽車行業(yè)的電氣化。行業(yè)可借鑒CHAdeMO直流充電站為傳統(tǒng)汽車提供服務(wù)的經(jīng)驗，利用現(xiàn)有和未完工的SAE J1772基礎(chǔ)設(shè)施，為采用SAE J1772充電接口的“傳統(tǒng)”車型提供充電服務(wù)。在建設(shè)新的電動車基礎(chǔ)設(shè)施的過程中，應(yīng)優(yōu)先考慮為那些市場占比高達(dá)95%的燃油車加油站進(jìn)行電氣化改造。

最后，SAE J3400標(biāo)準(zhǔn)對環(huán)境的深刻影響不容忽視。通過使用一種通用的交流電連接方式簡化基礎(chǔ)設(shè)施，并通過支持277/480 VAC的電壓提高效率，SAE J3400標(biāo)準(zhǔn)降低了充電基礎(chǔ)設(shè)施的成本，提高了充電的便利性，并增強了充電性能，從而促進(jìn)電動車的大范圍推廣。

作者：

RODNEY MCGEE 博士

特拉華大學(xué) 高級工程師 

Rodney McGee博士是特拉華大學(xué)交通電氣化中心的研究工程師。在此職位上，他領(lǐng)導(dǎo)了一支工程師團隊從事雙向EVSE和電動汽車系統(tǒng)的設(shè)計、測試和產(chǎn)品化工作，同時與OEM和供應(yīng)商開展密切合作，促進(jìn)尖端技術(shù)的發(fā)展。除供職于特拉華大學(xué)外，McGee博士還擔(dān)任SAE中型和重型導(dǎo)電電力傳輸工作組（SAE J3080標(biāo)準(zhǔn)）和NACS工作組（SAE J3400標(biāo)準(zhǔn)）的主席，在推動電動汽車的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)制定方面做出了積極貢獻(xiàn)。