小型電動車充電站相關技術規範與驗證之研究

大華科技大學

機電工程研究所

碩士論文

小型電動車充電站相關技術規範

與驗證之研究

The Study on

Electric Vehicles

Power Charging Station

Related to Technical Specifications

and Validation Systems

研 究 生:黃 禮 貫

指導教授: 盧 豐 彰 博 士

韋 孟 育 博 士

小型電動車充電站相關技術規範與驗證之研究

The Study on Electric Vehicles Power Charging Station

Related to Technical Specifications and Validation Systems

研 究 生：黃禮貫 student：Li-Guan Huang 指導教授：盧豐彰 博士 Advisor：Feng-Chang Lu

韋孟育 博士 Advisor：Meng-Yu Wei

大華科技大學 機電工程研究所

碩士論文

A Thesis

Submitted to Institute of Electro-Mechanical Engineering Ta Hwa Institute of Technology

in partial Fulfillment of the Requirements for the Degree of

Master of Science in

Electro-Mechanical Engineering July 2014

Hsinchu, Taiwan, Republic of China.

誌謝

在機電工程系研究所這兩年，能順利的畢業，要感想感謝各位師 長及研究所的學長們，因為在研究所就讀的過程中發生了一些課業上 的問題，因學長耐心教導讓我度過了難關。讓我研究所的課業能順利 通過。 在二年級下學期進行論文衝刺的最後階段，承蒙指導教授盧豐彰 老師對學生細心教導，在假日時間親自對學生說明論文撰寫時的要注 意的問題及重點分析等，才能讓學生的論文能順利完成。在此特別向 盧豐彰老師致上最誠摯之謝。 在論文撰寫期間，有時發生了問題或是不知如何撰寫時，因研究 所同學彭善鈺和曾德育，兩位朋友提供寶貴意見，使我的論文得以順 利完成。除此之外，對於給予我鼓勵與幫助的各位師長與好友們，也 特別在此向各位表達我最真誠的謝意。

摘要

近年來，世界各國積極提升電動車的普及率，但是由於電動車充 電站基礎設施的建設涉及相關專業技術規範的訂定和驗證工作，遂成 為一項值得研究的課題。 本論文旨在針對國內及國外主要地區(歐洲、北美、中國和日本) 小型電動車充電站(含充電機)相關技術規範的訂定和驗證之發展現 況和進行研究，研究內容包括：標準制定組織、標準驗證制度、電動 車充電站(含充電機)相關技術規範的發展現況，並進行差異比較。 本論文成果可作為未來國內訂定小型電動車充電站(含充電機) 相關技術規範的參考。 關鍵字：電動車、充電站、標準、驗證

Abstract

In the past few years, countries around the world enhance the penetration of electric vehicles (EVs) actively. Due to the infrastructure of EV power charging stations involves the setting and validation of relevant professional and technical specifications, it has become a worthy of study topic.

The purpose of this thesis is to study the development status of EVs power charging station (including charger) related to technical specifications and validation system for the domestic and the main areas of foreign (Europe, North America, China and Japan). The research contents includes: the status of standards development organizations, standard verification system, EVs power charging stations (including charger) relevant technical specifications and compare the differences.

In this thesis, the results can be used a reference for setting domestic EVs power charging stations (including charger) relevant technical specifications in future.

目錄

中文摘要...I 英文摘要...II 目錄...III 圖目錄... VI 表目錄...IX 第一章 緒論...1 1.1 研究背景...1 1.2 研究動機...3 1.3 研究範圍...4 1.4 章節說明...4 第二章 國內小型電動車充電站標準規範...6 2.1 國內小型電動車發展概況...6 2.2 國內小型電動車標準制定組織...7 2.3 國內小型電動車充電站相關技術標準...9 第三章國內小型電動車標準驗證制度...24 3.1 國內小型電動車標準驗證組織...24 3.2 國內小型電動車標準驗證...27 第四章國外小型電動車充電站標準規範...33

4.1 國外小型電動車發展概況...33 4.1.1 歐洲小型電動車發展概況...33 4.1.2 美國小型電動車發展概況...33 4.1.3 中國小型電動車發展概況...34 4.1.4 日本小型電動車發展概況...37 4.2 國外小型電動車標準制定組織...38 4.2.1 歐洲小型電動車標準制定組織...38 4.2.2 美國小型電動車標準制定組織...39 4.2.3 中國小型電動車標準制定組織...40 4.2.4 日本小型電動車標準制定組織...43 4.3 國外小型電動車充電站相關技術標準...44 4.3.1 歐洲小型電動車充電站相關技術標準...44 4.3.2 美國小型電動車充電站相關技術標準...57 4.3.3 中國小型電動車充電站相關技術標準...68 4.3.4 日本小型電動車充電站相關標準...146 第五章 國外小型電動車充電站標準驗證制度...149 5.1 國外小型電動車驗證組織...149 5.1.1 歐洲小型電動車驗證組織...149 5.1.2 美國小型電動車驗證組織...150

5.1.3 中國小型電動車驗證組織...153 5.1.4 日本小型電動車驗證組織...154 5.2 國外小型電動車標準驗證...155 5.2.1 歐洲小型電動車標準驗證...155 5.2.2 美國小型電動車標準驗證...159 5.2.3 中國小型電動車標準驗證...161 5.2.4 日本小型電動車標準驗證...163 第六章國內外小型電動車相關技術差異探討與建議...165 6.1 國內外小型電動車充電機電氣規格...165 6.2 充電介面比較...167 6.2.1 交流充電規格...167 6.2.2 直流充電規格...169 6.3 電動車充電站標準建議...171 6.4 電動車標準驗證建議...171 6.5 充電介面與充電機(樁)標準建議...172 第七章 結論與未來發展建議...174 7.1 結論...174 7.2 未來研究方向...176 參考文獻...178

圖目錄

圖 2.1 國內電動車標準之法規制定與規劃...10 圖 2.2 電動車輛傳導式充電模式架構...14 圖 2.3 交流型式 1 之充電系統架構...15 圖 2.4 交流型式 2A 的充電系統架構...16 圖 2.5 交流型式 2B 的充電系統架構...16 圖 4.1 歐洲電動車充電站適用的標準...44 圖 4.2 充電纜線連接方式 A...48 圖 4.3 充電纜線連接方式 B...48 圖 4.4 充電纜線連接方式 C...49 圖 4.5 IEC62196 系列充電介面示意圖...55 圖 4.6 美國電動車充電站採用的 UL 標準示意圖...58 圖 4.7 美國電動車充電站採用的 SAE 標準示意圖...59 圖 4.8 電動汽車電能傳輸系統物理環境...61 圖 4.9 電動汽車電能傳輸系統的功能背景示意圖...61 圖 4.10 導電 EV/PHEV 充電系統結構...64 圖 4.11 一級交流電和二級交流電傳導式介面接觸點功能...64 圖 4.12 一級交流電系統組態(汽車充電情況) ...65 圖 4.13 二級交流電系統組態(汽車充電情況) ...65

圖 4.14 典型閉合回路充電系統...66 圖 4.15 典型感應耦合...68 圖 4.16 充電纜線連接方式 A...71 圖 4.17 充電纜線連接方式 B...71 圖 4.18 充電纜線連接方式 C...72 圖 4.19 一級單相設備漏電流測量原理圖...75 圖 4.20 充電模式 3 連接方式 A...80 圖 4.21 充電模式 3 連接方式 B...81 圖 4.22 充電模式 3 連接方式 C...81 圖 4.23 充電模式 2 連接方式 C...82 圖 4.24 充電模式 1 連接方式 C...82 圖 4.25 車輛/供電插頭接頭佈置圖...83 圖 4.26 車輛/供電插頭佈置圖...83 圖 4.27 車輛介面充電介面示意圖...84 圖 4.28 充電模式 3 的充電介面示意圖...84 圖 4.29 車輛插頭佈置圖...85 圖 4.30 車輛插座插頭佈置...86 圖 4.31 直流充電樁連接示意圖...86 圖 4.32 充電機與電動汽車蓄電池系統連接...93

圖 4.33 充電機與電動汽車蓄電池系統連接...103 圖 4.34 交流功電裝置與帶有車載放電裝置的電動汽車連接...106 圖 4.35 非車載充電機與電動車輛的連接...122 圖 4.36 充電連接器針腳定義...122 圖 4.37 CM31 直流介面插頭和插座接觸點佈置圖...146 圖 4.38 電動車快速充電站設置場所實景圖...148

表目錄

表 2.1 CNS15511-2 標準之技術內涵...12 表 2.2 交流型式 1 供電設備額定值...14 表 2.3 交流型式 2A 及交流型式 2B 供電設備額定值...15 表 2.4 CNS15511-3 標準之技術內涵...17 表 2.5 CNS15511-23 標準之技術內涵...19 表 2.6 CNS15700-3 標準之技術內涵...23 表 2.7 車輛內配對裝置相容性...23 表 3.1 大電力中心驗證產品目錄和依據標準...27 表 3.2 大電力中心電氣測試項目之試驗能力...29 表 3.3 標準檢驗局授權車測中心檢驗項目...30 表 3.4 工研院電動車整車實驗室...32 表 4.1 IEC 61851-1 標準之技術內涵...45 表 4.2 充電介面和接觸點額定值一覽表...49 表 4.3 IEC61851-21 標準之技術內涵...51 表 4.4 IEC61851-22 標準之技術內涵...52 表 4.5 輸出電壓和電流額定值...53 表 4.6 IEC 61851-23 標準之技術內涵...54 表 4.7 SAE J2293-1 標準之技術內涵...60

表 4.8 SAE J1772 標準之技術內涵...62 表 4.9 充電方法額定電功率(北美)...63 表 4.10 一級交流電和二級交流電傳導式介面接觸點功能...64 表 4.11 SAE J1773 標準之技術內涵...67 表 4.12 北美地區充電等級規範...68 表 4.13 GB/T 18487.1 標準之技術內涵...69 表 4.14 電動車充電介面一般要求...72 表 4.15 車輛的通用接觸點要求...73 表 4.16 車輛的基本插孔要求...73 表 4.17 車輛的基本連接器要求...74 表 4.18 GB/T18487.2 標準之技術內涵...74 表 4.19 GB/T18487.3 標準之技術內涵...76 表 4.20 輸出電壓額定值和電流額定值...77 表 4.21 GB/T20234.1 標準之技術內涵...78 表 4.22 接地端子短時耐大電流測試參數...79 表 4.23 GB/T20234.2 標準之技術內涵...79 表 4.24 交流充電介面的額定表...82 表 4.25 電器的參質數及功能...83 表 4.26 GB/T 20234.3 標準之技術內涵...85

表 4.27 直流充電介面額定值...85 表 4.28 NB/T 33001 標準之技術內涵...87 表 4.29 充電機輸入電壓要求...87 表 4.30 NB/T 33002 標準之技術內涵...88 表 4.31 絕緣試驗的試驗等級...89 表 4.32 Q/GDW 233 標準之技術內涵...90 表 4.33 充電機輸入電壓要求...91 表 4.34Q/GDW 234 標準之技術內涵...91 表 4.35 充電連接器介面的一般要求...94 表 4.36 Q/GDW 236 標準之技術內涵...95 表 4.37 Q/GDW 237 標準之技術內涵...96 表 4.38 Q/GDW 238 標準之技術內涵...98 表 4.39 計量裝置準確度等級...98 表 4.40 Q/GDW 397 標準之技術內涵...99 表 4.41 充電機輸入電壓要求...101 表 4.42 Q/GDW 398 標準之技術內涵...101 表 4.43 充電連接器介面的一般要求...104 表 4.44 Q/GDW 399 標準之技術內涵...105 表 4.45 單向車輛連接器介面一般要求...107

表 4.46 Q/GDW Z423 標準之技術內涵...107 表 4.47 交流充電樁選型表...110 表 4.48 Q/GDW Z478 標準之技術內涵...111 表 4.49 Q/GDW 485 標準之技術內涵...113 表 4.50 Q/GDW 592 標準之技術內涵...114 表 4.51 Q/CSG 11516.1 標準之技術內涵...116 表 4.52 Q/CSG 11516.2 標準之技術內涵...117 表 4.53 Q/CSG 11516.3 標準之技術內涵...118 表 4.54 Q/CSG 11516.4 標準之技術內涵...119 表 4.55 Q/CSG 11516.5 標準之技術內涵...121 表 4.56 充電器連接介面一般要求...122 表 4.57 Q/CSG 11516.7 標準之技術內涵...123 表 4.58 Q/CSG 11516.8 標準之技術內涵...124 表 4.59 DB11Z 752 標準之技術內涵...126 表 4.60 輸出電壓優先值...127 表 4.61 充電機輸入電壓要求...127 表 4.62 DB11Z 753 標準之技術內涵...128 表 4.63 額定輸入電壓、額定輸入電流...129 表 4.64 輸出電壓優先值...129

表 4.65 DB11Z 824 標準之技術內涵...132 表 4.66 輸出電壓優先值...133 表 4.67 輸入電壓...133 表 4.68 SZDB/Z 29.1 標準之技術內涵...135 表 4.69 SZDB/Z 29.2 標準之技術內涵...136 表 4.70 SZDB/Z 29.3 標準之技術內涵...137 表 4.71 絕緣試驗的測試等級...138 表 4.72 SZDB/Z 29.4 標準之技術內涵...139 表 4.73 產品溫度範圍...140 表 4.74 輸入條件及要求...141 表 4.75 SZDB/Z 29.5 標準之技術內涵...141 表 4.76 SZDB/Z 29.6 標準之技術內涵...144 表 4.77 SZDB/Z 29.7 標準之技術內涵...145 表 4.78 CM31 直流接觸點個數及功能...145 表 4.79 CM31 直流介面接觸點電氣參數額定值...146 表 4.80 日本電動車規範...146 表 4.81 日本電動車快速充電器之規格...147 表 5.1 美國政府認證制度...150 表 5.2 美國認可制度...151

表 5.3 美國實驗室認可制度...153 表 5.4 電動車常見電磁相容測試項目與適用標準...156 表 5.5 整車性能、安全及電磁相容性之驗證項目...157 表 5.6 德國 TÜ V SÜ D 集團標準認證或試驗項目...158 表 5.7 強制性產品認證產品檢測標準一覽表...162 表 5.8 日本電動車輛測試項目...164 表 6.1 各國充電機電氣規格比較一覽表...165 表 6.2 各國交流充電採用介面一覽表...168 表 6.3 各國直流充電採用介面一覽表...170

第一章 緒論

1.1 研究背景 由於全球暖化與氣候變遷的影響，溫室氣體減量已成為各國的政策 重點，而交通運輸的二氧化碳排放量在各國都佔有極大比例，因此一直 是各國想要積極減量的部分。電動車具有零排放特性，有助於降低交通 運輸的二氧化碳排放，同時減少空氣污染，因此受到全世界高度的關注 ﹝1-2﹞。 近年來電動車輛產業已成為歐美日等先進國家積極推動的競爭性 新興產業，各國均已投入大量資源，並制定相關標準以建構良好的電動 車輛運行環境。我國電動車相關 CNS 標準的制定是由經濟部標準檢驗 局負責推動；中國電動車相關標準依標準之適用範圍可分成四個層級(國 家標準、行業標準、企業標準與地方標準)；美國則是由美國汽車工程師 學會（Society of Automotive Engineers, SAE）、保險商試驗所（Underwriter Laboratories Inc, UL）等具有公信力的民間組織來制定電動車的標準； 歐 洲 的 部 分 是 由 國 際 標 準 組 織 (International Organization for Standardization, ISO）、國際電工委員會（International Electrotechnical Commission, IEC）來制定歐洲的電動車標準；日本是由日本汽車研究所 （Japan Automobile Research Institute, JARI）與日本電動車協會(Japan Electric Vehicle Association, JEVA)來制定日本電動車的標準。

電動車的商用化，必須解決兩大重要問題，第一是購置的成本，第 二是電能的補給。電動車如果要安全上路，最重要的是充電設施。充電 設施不能只設置於住家，工作地點、以及沿路都必須設置充電站，或者 在加油站增加充電設備，才有辦法說服駕駛人，安心開著電動車上路。

電動車充電站不管國內還是國外都是由供電系統、充電設備、監控系統、 計量裝置、安全和消防裝置、外觀和標示等基本設施來組成，其主要功 能是對電動汽車蓄電池進行充電，並且具有對充電站主要設施(包括： 供電系統、充電機、安全和消防裝置、資料記錄等)進行監控、以及對 非車載充電機與電動汽車之間充電量進行計量/計價的功能。有關小型 電動車充電站基本設施之功能，說明如下： (1)供電系統 指為電動車充電站提供電源，其供電容量應滿足充電用電、照 明用電、監控用電、辦公用電等電能需求。 (2)充電設備 指充電站內包括：功率單元、控制單元、電氣介面和通信介面 等裝置。其中，電氣介面包括充電機供電電纜及連接器、充電電纜 和充電連接器等。 (3)監控系統 指將充電站的供電設備、充電設備、充電車輛、監視設備、火 災自動報警及站內其他設備的狀態資訊、參數配置資訊及充電過程 等資訊，以即時方式進行匯整，並且應用電腦與網路通訊技術，所 構成之整合管理系統。亦即，監控系統具備充電站內部各項設備的 監控、保護、資料記錄、安全管理和事故緊急處理的功能。 (4)計量裝置 指充電站內充電設備對電動汽車或蓄電池進行充放電之電能 計量裝置，包括：裝置於交/直流充電設施外部或內部的電能計量單 元、資料儲存單元、印表機、顯示器等週邊設備。 (5)安全和消防裝置

指設置於充電站各區域內之雷擊防護和電氣接地保護裝置、以 及供工作人員安全撤離的通道、火災自動警報器和消防設施、可燃 氣體或有毒氣體檢測警報器、緊急照明系統等裝置。 (6)外觀和標示 指充電站相關設施和設備在醒目位置所標明之導引標誌、安全 警告標示、操作說明、電氣規格和必要的充電參數等。 在電動車充電站的基礎設施建設方面，國外已經進行了許多新的嘗 試，例如：日本東京在大樓和道路旁建置充電設備；美國加州史丹佛大 學在校園內設置專供電動車充電的停車位，每兩個車位間就有一個充電 座。但是各國電動車充電的基礎設施建設尚不普及，也嚴重限制了電動 車充電站的發展，例如：在公有大樓、公寓或戶外的停車空間裡設置充 電設備，仍有一定的難度。此外，電動車充電站基礎設施的建置，還需 要政府與電業相關的支援才行。而缺少充電設施的相關標準與技術規 範，可能會造成多數電動車根本無法進入充電站進行充電，使得電動車 的推行成效大打折扣。 1.2 研究動機 目前，國內在電動車推行方面，除了充電站相關的基礎設施非常不 完備，有關充電設施相關的技術標準與驗證規範也亟待建立。 本論文針對小型電動車充電站相關技術規範與驗證進行研究之目 的如下： 1.探討國內與國外先進國家或地區(歐洲、美國、中國、日本)電動車發 展現況、電動車標準制定組織、以及電動車充電站相關技術規範。 2.探討國內與國外先進國家或地區(歐洲、美國、中國、日本)電動車標

準驗證制度。 3.針對國內與國外先進國家或地區(歐洲、美國、中國、日本)電動車充 電站相關技術規範進行差異比較，並提出具體建議。 1.3 研究範圍 現行國外電動車相關標準所涵蓋範圍包含：整車性能、整車安全、 電池、電動機(含控制器)、充電設施、整車環境、電網與電動車通訊等 項目。 本論文僅限於研究我國及歐洲、美國、中國、日本等國家(或地區) 小型電動車的發展概況、小型電動車充電站技術標準(包括供電系統、 非車載充電機(樁)、電氣性能與安全要求等相關規範標準及技術內涵， 但不包括充電站之監控系統、計量裝置、安全與消防裝置、外觀和標示 等相關規範標準及技術內涵)、以及小型電動車充電站相關規技術範標 之準驗證制度。 1.4.章節說明 第一章 緒論 本論文的研究背景、研究動機、研究範圍、以及本論文各章節內容 的摘要說明。 第二章 國內小型電動車充電站標準規範 探討國內小型電動車的發展概況、電動車相關標準制定組織、以及 小型電動車充電站相關標準規範。 第三章 國內小型電動車標準驗證制度 探討國內電動車標準驗證組織及小型電動車標準的驗證制度。

第四章 國外小型電動車充電站標準規範。 探討歐洲、美國、中國、日本電動車發展情況、電動車標準制定組 織、以及小型電動車充電站所採用的相關技術規範。 第五章 國外小型電動車充電站標準驗證制度 探討歐洲、美國、中國、日本標準驗證組織與小型電動車充電站相 關標準之驗證制度。 第六章 國內外小型電動車充電站相關技術規範差異比較與建議 比較國內外小型電動車充電站相關技術規範(充電介面和電氣規格) 之差異性，並提出具體建議。 第七章 結論與未來研究方向 說明本論文研究結論及未來的研究方向。 參考文獻

第二章 國內小型電動車充電站標準規範

2.1 國內小型電動車發展概況 依據行政院 2010 年 4 月 30 日核定「智慧電動車發展策略與行動 方案」，目標是要促進台灣智慧電動車發展成為世界典範，落實建立 低碳島之政策目標，以環保節能減碳標準健全智慧電動車的發展環 境、推動智慧電動車先導運行、提高消費者購車誘因、健全智慧電動 車友善使用環境及輔導產業發展等五大發展策略。行政院經濟部遂於 2010 年 5 月成立智慧電動車發展推動小組，以落實「智慧電動車發 展策略與行動方案」進行。其中，智慧電動車先導運行計畫是為突破 初期發展障礙，促進智慧電動車普及化、創新服務模式及建置完善基 礎設施。而業界廠商亦可藉此計畫進行智慧電動車行駛不同路況之安 全耐久性能測試，發展最佳充電設施與充電營運模式實驗、電池租賃 與收費計價模式；並由政府單位推動智慧電動車與充電站等相關標準 制定，及檢討增(修)訂相關法規，建置環境設施，協助國內智慧電動 車產業發展。 目前，經濟部繼第一階段智慧電動車先導運行計畫之後，於 2013 年新增第二階段智慧電動車先導運行計畫(2014～2016 年)，預期全程 計畫(2010～2016 年)達成 12 案先導運行計畫，換算可達成共約 2,600

輛電動車上路之目標。 台灣整車業者以裕隆、必翔兩家最具代表性，但相較於美國、西 歐、日本、中國等傳統汽車市場，台灣在汽車系統整合的能力與國外 品牌大廠仍有一段差距。其中，裕隆與國外 AC Propulsion 技術合作， 並與國內零組件業者能元、新普、東元、致茂等建立合作關係，具備 拓銷海外市場之潛力。不過，目前國內業者(包括：裕隆電能、華創車 電、台達電等)以及研究機構(包括：工業技術研究院、車輛測試中心 等)已開始發展系統整合技術。在電力基礎建設(包括：充電站、車用 端子、連接器等)方面，目前國內已有民間企業(包括：裕隆電能、立 凱電能、台達電、奇美、光寶、維熹等)與國營企業(包括：台灣電力 公司、台灣中油公司等)著手參與充電站投資或進行建置充電站的評 估作業。[3] 2.2 國內小型電動車標準制定組織 行政院經濟部標準檢驗局是國內最高商品檢驗主管機關，其主要 任務為配合國家經建計畫制定(或編修)國家標準、工業政策執行商品 檢驗，以提高我國商品之國際競爭力及保障消費者權益；推行國際標 準品質保證制度及環境管理系統，以提升我國品質保證及環境管理水 準；辦理全國度量衡標準之劃一、實施、以及其他檢(試)驗服務。

事實上，標準檢驗局除了持續關注國際標準及先進國家標準的發 展趨勢及產業現況，亦配合訂定電動車相關國家標準，提供廠商從產 品設計時即導入相關技術規範要求，並整合國內檢測組織協助廠商進 入國際市場競爭力。標準檢驗局為推行產業政策並與國際接軌，除參 考最新國際標準，同時亦邀集產官學研各單位併行考量國內產業現況 及需求，制定一系列符合國內環境的電動車輛國家標準。 近年來，電動車輛產業已成為歐美日等先進國家積極推動的競爭 性新興產業，各國均已投入大量資源，並制定相關標準以建構良好的 電動車輛運行環境。標準檢驗局為推行產業政策並與國際接軌，除參 考最新國際標準，同時亦邀集產、官、學、研等單位研考國內產業現 況及需求，制定一系列符合國內環境的電動車輛國家標準。[4-5] 為能再進一步落實政府推動電動車之政策，標準檢驗局同時整合 國內檢測試驗室，例如:財團法人台灣大電力研究試驗中心(以下簡稱 大電力中心，Taiwan Electric Research & Testing Center, TERTEC)、財 團 法 人 車 輛 研 究 測 試 中 心 ( 以 下 簡 稱 車 輛 測 試 中 心 ， Automotive Research & Testing Center, ARTC)、財團法人台灣電子檢驗中心(以下 簡稱電子檢驗中心，Electronics Testing Center of Taiwan, ETC)及財團 法人工業技術研究院(以下簡稱工研院，Industrial Technology Reserch Institute of Taiwan, ITRI)等單位之檢測能量，組成電動車輛充電系統

檢測服務團隊，依充電系統相關標準提供檢測服務，截至目前已有 4 家 7 款充電系統及 1 款電動車輛通過檢測。 2.3 國內小型電動車充電站相關技術標準 目前國內電動車標準制定範圍涵蓋以下幾項:整車性能、電池、 電動機、充電設施、整車環境、整車安全、電網與電動車通訊等。我 國電動車標準之法規制定現況與規劃，如圖 2.1。其中，整車性能相 關標準有 3 項(CNS 15512、CNS 15513、CNS15514)、電池相關標準 有 9 項(CNS 15369-1、CNS 15369-2、CNS 15369-3、CNS 15391-1、 CNS 15391-2、CNS 15515-1、CNS 15515-2、CNS 15515-3、CNS 15533-3)、電動機(含控制器)相關標準有 6 項(CNS 15454、CNS 15453、CNS 15588-1、CNS 15588-2、CNS 15588-3、CNS 15588-4)、充電設施相關 標準有 5 項(CNS 2、CNS 3、CNS 23、CNS 15511-24、 CNS 15700-3)、整車環境試驗相關標準有 23 項(CNS 15455、 CNS 1、CNS 2、CNS 3、CNS 4、CNS 15481-5、CNS 14498、CNS 14998-1、CNS 14998-2、CNS 14998-3、CNS 14499、 CNS 1、CNS 2、CNS 3、CNS 4、CNS 15207-5、CNS 15207-7、CNS 15207-8、CNS 15207-10、CNS 15194-1、CNS 15194-2、CNS 15194-3、CNS 15194-4)、整車安全相關標準 3 項(CNS

15499-1、CNS 15499-2、CNS 15499-3)，共 49 項。 國際 電動車 標準 整車 環境 充電 設施 電動機 電池 整車 性能 整車 安全 u 國內已依IEC60785及60786制定標準(共2項)； 持續進行推動（共3項）， 標準及檢測能量由大電力推動 l IEC-60785,60786,60349(系列-1-3) l ECE-R85 l GB/T-18488(參考IEC及JEVSE701) u 標準(共5項)及檢測能量由大電力推動 l IEC-61851(系列-1,21,22),62196(系列-1,2) l SAE-J1772,J2293,J2836 l GB/T-18487(系列-1-3,參考IEC) u 規劃依ISO研提國家標準（共3項）： 標準及檢測能量由車輛中心推動， 目前車輛中心具備整車性能驗態量 l ISO- 8713(辭彙)、8714、8715 l SAE-J1634 ,J1666(已廢止，採同ISO) l ECE0R101 l GBT-18385,18386(參考ISC) l 交通部對應基準－42-1(100/7實施) 電網與 電動車 通訊 u 依國際標準規劃制定8項 l ISO/IEC系列 u 依ISO 6469研提國家標準(共3項) 標準與檢測能量由車輛中心推動 l ISO-6469(系列－1,2,3) l SAE-J171&(氫氣排放)，J1766,J2344 l ECE-R12,R94,R95,R100(國內交通法規) l GB/T-18384系列(參考ISO) l 交通部對應基準-44-1(101/1實施)， 45(103/1實施)，46-1及64(103/1實施) u 既有標準已具備(傳統車輛，共7項) 標準及設備能量(巴士等級)由車輛中心推動 l SAE-J551 l ISO/CISPR-ISO 11451系列，ISO11452系 列，CISPR 12,CISPR 25 l ECE-R10(國內交通法規) l GB-14023(參考CISPR),T18387(參考SAE) l 交通部對應基準－56-1(103/1實施) u 電池經規劃依ISO研提國家標準(共2項)： 標準與檢測能量以ISO為主、區域標準為 輔，由車輛中心推動 l ISO-12045(系列-1,2) l SAE-H1798 ,J2380,J2464 l UL-Subject 2580 l QC/T(大陸汽車行業標準)－743(參考ISO) l 電池芯由標檢局依IEC完成國家標準系列 制定(共2項)，國內(材化所)具備部分能量 l ICE－62660(系列－1,2) 圖2.1 國內電動車標準之法規制定與規劃[5] 經濟部標準檢驗局為利於產業統一標準，以工業局委請工業技術 研究院所訂定之「電動車輛傳導式充電系統實務準則第二部－充電系 統介面準則」和「第三部－充電系統安全準則」為基礎，於 2011 年 完成 CNS 15511-2「電動車輛傳導式充電系統－第 2 部：介面要求」 與 CNS 15511-3「電動車輛傳導式充電系統－第 3 部：安全要求」等 兩項國家標準制定。之後，標準檢驗局再於 2013 年 11 月完成 CNS 15511-23「電動車輛傳導式充電系統－第 23 部：電動車輛直流充電 站」、CNS 15511-24「電動車輛傳導式充電系統－第 24 部：電動車 輛直流充電站與電動車輛間充電控制用數位通訊」與 CNS15700-3「電

源端插頭、電源端插座及車輛端耦合器－電動車輛傳導式充電－第 3 部：直流及交/直流綜合型端子與接觸導管類型車輛端耦合器之尺度 相容性及互換性要求」等三項國家標準制定。事實上，前述五項屬於 電動車輛充電系統之國家標準，乃是調和國際標準 IEC 62196 充電介 面系列標準與 IEC 61851 充電交/直流安全系列標準所形成。本章即 在探討國內小型電動車充電站(含供電系統、充電設備、安全和消防 裝置，但不包含監控系統、計量裝置、外觀和標示)相關標準之技術 規範。 茲就台灣電動車充電站相關標準之適用範圍及技術內涵，說明如 下： 1. 電動車輛傳導式充電系統－第 2 部：介面要求(CNS15511-2) CNS15511-2 之標準名稱為「電動車輛傳導式充電系統－第 2 部： 介面要求」，本標準適用於行駛於道路之電動車輛傳導式充電系統。 交流充電設備之輸入額定電壓最高為單相 220V，輸出額定電壓最高 為單相 220V、交流輸出額定電流最高為 80A。直流充電設備之交流 輸入額定電壓最高為三相 380V，直流輸出額定電壓最高為 600V、直 流輸出額定電流最高為 200A。標準裡包含了行駛於道路之電動車輛 充電系統的介面連接要求，有關設置要求及安全要求不包含在標準內。 電動車輛充電時，首重安全性；因此電動車輛及其供電設備應正

確連接，於正常情況下、電動車輛供電設備應能安全地輸送電能給電 動車輛；於正常使用情形下，因人員的疏失或設備的故障，不應造成 周圍環境及人員之危險。本標準說明充電系統介面之規格及功能。充 電系統介面應至少滿足本標準之要求，並對其相容性進行試驗，使得 充電系統介面符合最低之安全要求。 CNS15511-2標準之技術內涵，如表2.1。 表2.1 CNS15511-2標準之技術內涵[6] 充電系統架構 電動車輛傳導式充電系統主要功能為允許電動車輛使用供電 網路來為車上電池充電。整個充電系統是由電動車輛供電設備 及電動車輛所組成；由於供電網路傳送頻率為 60Hz 及不同額 定電壓之交流電，但電動車 輛推進用電池為直流裝置。因此 充電系統的第 1 種主要功能是將交流電轉換為直流電，此功能 可藉由車載充電器或非車載充電器達成。另外電動車輛所配備 之電池依車輛設計差異而有不同特性，因此充電系統的第 2 種 功能是依 據電池特性(如電壓或電容量等)調整供電網路所供 給電力的電壓以滿足充電所需之額定值，上述 2 種功能共同 整合於充電器內。充電系統的第 3 種功能，為建立電動車輛供 電設備和電動車輛的連接或耦合；依照傳輸電壓型式及額定值 的不同，電動車輛傳導式充電系統可區分成如圖 2.2 之充電模 式架構。 電動車輛充電模式 1.交流型式 1 應以專用配線配合家用插座供電，其額定值如表 2.2 所示。基 於安全考量，在本充電模式下，僅可使用具備纜線上控制盒之 可分離式充電纜線組聯結屋內線路和電動車輛。屋內線路透過 充電纜線組所供給之交流電，傳 導至電動車輛，並經由車載 充電器轉換為直流電，對電動車輛電池進行充電。充電纜線組 使用 CNS690(接地型 2 極)之插頭與插座耦合，而車輛端則透 過專用車輛耦合器與電動車輛連接，如圖 2.3 為交流型式 1 之 充電系統架構。 2.交流型式 2A 及交流型式 2B 交流型式 2A 及交流型式 2B 應使用專用交流充電設備，其輸

出交流額定電壓為 220V，而輸出交流額定電流則小於 80 A(參 照表 2.3)，透過固接於專用交流電源上的充電纜線組(交流型式 2A)或可分離式充電纜線組(交流型式 2B)與電動 車輛連結。專 用交流充電設備所供給的交流電，透過充電纜線組，傳導至電 動車輛，並經由車載充電器轉換為直流電，對電動車輛電池進 行充電。充電纜線組之車輛端透過車輛耦合器與電動車輛聯 結。本充電型式中的可分離式充電纜線組與使用於充電模式交 流型式 1 的可分離式充電纜線組有下列 2 點差異: 2.1 使用於本充電型式中的充電纜線組無纜線上控制盒 2.2 使用於本充電型式中的充電纜線組，其電源端插頭為專用 插頭，而非 CNS690(接地型 2 極)電源插頭。 電源端插頭端子與車輛端連接器端子配置方式相同，圖 2.4 為 交 流型式 2A 之充電系統架構；圖 2.5 為交流型式 2B 之充電 系統架構。 充電功能需求 強制性功能: 為確保電動車輛充電過程中之安全，電動車輛供電設備應至少 具備下列功能 1.確認電動車輛是否已適當連接 充電設備應確認車輛端插頭是否適當地插入車輛端插座並與 電動車輛連接。 2.保護接地之持續檢查 電動車輛接地線路應提供控制導引電流迴路，持續偵測控制導 引電流以確認供電設備與電動車輛間接地之連續性。 3.系統電能供給 控制導引電路正確地建立後，允許系統可對車輛供電。 4.系統電能供給中斷 當控制導引電路被中斷時，則電纜中之電力供應中斷，但控制 電路可維持在待機狀態。 5.充電速率選擇 應提供手動或自動調整方法，以確保充電額定值不會超過屋內 線路的供電額定能力。

圖 2.2 電動車輛傳導式充電模式架構[6] 表2.2 交流型式1供電設備額定值 額定電壓(V) 額定電流(V) 說明 110(單相交流 ) 12 使用額定電流 15A/額定電壓 125V 之 CNS 690(接地型 2 極)插頭。 110(單相直流) 16 使用額定電流 20A/額定電壓 125V 之 CNS 690(接地型 2 極)插頭。 220(單相交流) 12 使用額定電流 15A/額定電壓 250V 之 CNS 690(接地型 2 極)插頭。 220(單相直流) 16 使用額定電流 20A/額定電壓 250V 之 CNS 690(接地型 2 極)插頭。

說明: GFI 接地故障斷路器 TVS 暫態電壓抑制器 PWM 脈(波)寬(度)調變 圖2.3 交流型式1之充電系統架構[6] 表2.3 交流型式2A及交流型式2B供電設備額定值 額定電壓(V) 額定電流(A) 說明 220(單相交流) ≤ 80 使用具備電控功能的特定供電設備提供交 流電源

圖2.4 交流型式2A的充電系統架構[6]

2. 電動車輛傳導式充電系統－第 3 部：安全要求(CNS15511-3) CNS15511-3 之標準名稱為「電動車輛傳導式充電系統－第 3 部： 安全要求」，本標準適用於行駛於道路之電動車輛傳導式充電系統之 安全要求與試驗法。交流充電設備之輸入額定電壓最高為單相 220V， 輸出額定電壓最高為單相 220V、交流輸出額定電流最高為 80A。直 流充電設備之交流輸入額定電壓最高為三相 380V，直流輸出額定電 壓最高為 600V、直流輸出額定電流最高為 200A。 CNS15511-3 標準之技術內涵，如表 2.4。 表 2.4 CNS15511-3 標準之技術內涵[7] 電器安全要求 1.電擊防護 漏電流保護裝置不應自動復歸。手動復歸裝置應便於用 戶操作。充電設備與輸入電源斷開 1s 內，任何可接觸導 電體之間，或任何可觸及導電體與地之間的電壓峰值應 ≦交流 42.4V(30Vr.m.s.)或直流 60V，且儲存之能量應低 於 20J(量測法參照 CNS14336-1)；若超過此一界限值，則 應在適當位置標示警語或危險警告標誌。 2.供電方面 供電電路、超低壓電路及外露帶電體相互之間應具有適 當之耐電壓性能 3.絕緣電阻 於直流 500V 電壓條件下量測，所有輸入/輸出連成一起 相對於可接觸元件間之電阻值應至少1MΩ。 4.充電線路 帶電導線因發生過負載或短路情況而造成過電流，及因 大氣或開關操作( switching)引起之過電壓，應具有一個以 上或多個適用的保護裝置，以自動切斷電力。過電流保護 裝置與過電壓保護裝置應符合 IEC4-43 與 60364-4-44 之第 4.4.3 節要求。此外，充電設備過電流與過電壓 的保護裝置，應與供電電網協調。

5.沿面距離與空間距離 安裝於充電設備電子裝置的沿面距離與空間距離應符合 相關規範之要求。對於帶電導體與端子座之沿面距離與 空間距離應符合 IEC60664-1 之相關要求。 結構與功能要求 在充電介面的結構與功能要求應符合以下之規定，說明 如下: 1.對額定電流超過 60A，或對地額定電壓超過 150V 之電 動車輛充電設備而言，應具備切斷充電設備之機制。此 切斷機制應安裝於人員容易接近的位置，且當切斷充電 設備時，切斷機制應鎖固於開路位置，以確保充電設備 維持切斷情況。 2.電力供應端與電動車輛之間僅能為單向電能傳輸，亦即 電力業者藉由屋內配線系統將電能輸入至電動車輛充 電設備，進而傳輸至電動車輛。若因輸入電力供應中斷， 致使電動車輛充電設備無輸入電壓時，電動車輛及充電 設備之電能不可反饋到屋內配線系統。 3.充電設備應至少標明下列資訊，所標示之項目應清晰且 不易磨滅。 4.充電設備之防護等級，在供電或不供電情況下，應至少 滿足 IP44 之要求。 註︰若電源端插座設計具有可啟閉之門板，則將該門板 關閉。 5.外殼材料耐燃等級(flammability classification)至少應為 5VB ； 進 出 外 殼 之 固 定 電 纜 線 用 線 扣 (strain relief bushing)的耐燃等級至少應為 5VB。 6.絕緣、遮罩、殼內用零件等非金屬材料：殼內用且不作 為直接支撐帶電體材料的耐燃等級至少應為 V-2。非附 屬在外殼之裝飾件的耐燃等級至少應為 HB。印刷電路 板材料的耐燃等級至少為 V-1。 7.充電設備裝設之可能引起電弧或火花之零件(如開關、 繼電器及插座)，應離地面 45cm 以上。 8.表面溫度允許值：能徒手握持者，在最大額定電流及周 圍溫度 40℃或廠商宣告值取其最高值的條件下，金屬 零件溫度值不應高於 50℃，非金屬零件溫度值不應高 於 60℃。可能觸及但不握持者，在最大額定電流及周圍 溫度 40℃或廠商宣告值取其最高值的條件下，金屬零 件溫度值不應高於 60℃，非金屬零件溫度值不應高於 85℃。

9.應提供充電纜線組電纜存放的方法。

10.電源端插座及車輛端插頭存放裝置之高度應符合之要 求。

環境安全要求

1.周圍溫度(amb ient temp erature)不得超過−10℃至+50℃ 2.一般充電系統設置不得超過−30℃至+50 ℃。 3.相對溼度只能在 5%至 95%。 4.IP 防護等級採用到 IP44。 3. 電 動 車 輛 傳 導式 充 電 系統 － 第 23 部 ： 電 動 車 輛 直流 充 電 站 (CNS15511-23) CNS15511-3 之標準名稱為「電動車輛傳導式充電系統－第 23 部： 電動車輛直流充電站」，本標準適用於行駛於道路之電動車輛傳導式 充電系統的介面連接要求。交流充電設備之輸入額定電壓最高為單相 220V，輸出額定電壓最高為單相 220V、交流輸出額定電流最高為 80 A。直流充電設備之交流輸入額定電壓最高為三相 380V，直流輸出 額定電壓最高為 600V、直流輸出額定電流最高為 200A。 CNS15511-23 標準之技術內涵，如表 2.5。 表 2.5 CNS15511-23 標準之技術內涵[8] 電動動車輛充電模式 在標準中提到 Mode4 充電係指利用電動車輛直流充電 站將電動車輛連結至供電網路(例： 非車載式充電器)， 將控制導引功能延伸至電動車輛直流充電站。可插拔式 電動車輛直流充電站，用來連接到交流供電網路使用標 準插頭及插座，應具備殘餘電 流保護裝置(residual-current devices, RCD)型式 A 之特性。可插拔之電動車輛 直流充電站應具備 RCD，並須裝設過電流保護裝置 檢視保護導體連續性 對隔離系統而言，在電動車輛直流充電站與車輛之間保 護導體之連續性應加以監測。若額定電壓達直流 60V 以 上，電動車輛直流充電站應於電動車輛直流充電站與車

輛之間保護導體喪失電氣連續性 10s 以內執行緊急停 機。 對於非隔離系統而言，在失去接地導體的連續性的情況 下，非隔離電動車輛直流充電站，應從交流供電網路(配 電系統)斷開。電動車輛直流充電站與車輛間之接地導體 連續性應進行監測。針對 60V 以上之直流額定電壓，在 喪失電動車輛直流充電站與車輛間之保護導體電氣連續 性時，電動車輛直流充電站應在 5s 內執行緊急停機。而 且在失去 PE 連續性時，隔離式之電動車輛直流充電站 可與交流電源(配電系統)中斷連接。 對電動車輛之直流供電 電動車輛直流充電站應依 VCCF 之控制供應直流電壓及 電流予車輛電池。若為可 調式系統，則電動車輛直流充 電站應依 VCCF 之控制，應提供經調整後之直流電壓 或 電流(並非同時，而是應充電中車輛之需求)予車輛電池。 無論各種情形，均不可超過該電動車輛直流充電站最大 定額。車輛能改變所要求之電流及/或所要求 之電壓。 電動車輛具備不同技術及電池電壓。為避免任何充電時 之錯誤，並保證 電動車輛直流充電站將對所有現存及未 來之電池充電，任何充電過程均由車輛控制。任何連結 至電動車輛直流充電站之車輛要具有 VCCF 控制充電過 程。 並聯導體之過載防護(條 件性功能) 若有超過一條導線或導體及/或出輛端插頭接觸點以並 聯方式用於直流供電至車輛，則電動車輛直流充電站應 確保具有任一條導體或導線不會過載之方式。 電擊防護 在使用同時怕漏電或是觸電等危險，所以訂定了以下的 規範： 1.電動車輛之中斷連接 在電動車輛由供電端中斷連接 1s 後，其可觸及之導電零 配件或任何導電部分，及保護導體的電壓應低於或等於 直流 60V，且其蓄積之有效能量應低於 20J(參照 CNS 14336-1(或 IEC60950-1))。 2.電動車輛直流充電站之保護量測 涵蓋於此等要求之各型式之電動車輛直流充電站，包括 在該設備之所有可觸及之導電零配件，應具有下列如 CNS15568(或 IEC61140)所述之保護措施。除電動車輛直 流充電站採強化或雙重絕緣保護措施，或是電氣隔離保 護措施外，採供應電源自動中斷連接之保護措施，其方 式為電池充電時將所有暴露在外之導電零配件連接至保

護導體。 電動車輛供電設備要求 1.絕緣耐受特性 1.1 脈衝耐受電壓(1.2/50μs) 電力電路之耐受電壓應依 CNS15620-1(或 IEC60664-1) 規定之值加以確認，固定式電動車輛直流充電站適用過 電壓種類(overvoltage category,OVC)III，可分離式電動車 輛直流充電站用過電壓種類 II，若規定於 CNS15620 -1(或 IEC 60664-1)之適當過電壓減低功能，則能用較低 之過電壓種類。 1.2 過電壓分類之抑制 隔離式電動車輛直流充電站應減少對電動車輛之過電壓 至 2,500 V 以下。戶外型電動車輛直流充電站之一次側 電路依本系列標準第 1 部係屬於過電壓種類 III。 2.洩漏接觸電流 2.1 試驗條件 接觸電流應在濕熱試驗後加以量測，其方式為將電動車 輛直流充電站依 CNS15549 (或 IEC60990:1999) 第 6 節 之規定連接至交流供電網路(配電系統)。供電電壓應為 標稱額定電壓之 1.1 倍。應以 CNS15549(或 IEC60990:199 9)中 6.2.2 所規定的每一個可應用之失效狀態進行量測。 2.2 接觸電流值超過 3.5mA 之保護措施 對於 I 類電動車輛直流充電站，若試驗接觸電流值超過 3.5mA r.m.s.，則應符合下列之所有要求。接觸電流應在 接地導體閉路之故障狀態下量測。 2.2.1 保護導體應具有總截面積至少為 10mm2 之銅或 16mm2 之鋁。 2.2.2 若保護導體之截面積少於 10mm2 之銅或 16mm2 之 鋁，則應備有至少相同截面積之第二個保護導體到達具 有截面積不少於 10mm2 之銅或 16mm2 之鋁的保護導體 處。 2.2.3 在喪失保護導體連續性時，電源供電自動中斷連 接。依 ISO7000-0434 所規定之注意符號應置於電動車輛 直流充電站之外側、使用者易見之處。 保護接地導體的最小尺寸應符合相關法規，並應在裝設 手冊中載明。

4. 電動車輛傳導式充電系統－第 24 部：電動車輛直流充電站與電動 車輛間充電控制用數位通訊(CNS15511-24) CNS15511-24 之標準名稱為「電動車輛傳導式充電系統－第 24 部：電動車輛直流充電站與電動車輛間充電控制用數位通訊」，本標 準適用於電動車輛與其充電站間直流充電控制用數位通訊，具有 1,000V 以下之交流供應輸入電壓，以及 1,500V 以下之直流輸出電壓 值，以便進行傳導式充電程式(適用於直流供電至非車載式充電器)。 5. 電源端插頭、電源端插座及車輛端耦合器－電動車輛傳導式充電 －第 3 部：直流及交/直流綜合型端子與接觸導管類型車輛端耦合 器之尺度相容性及互換性要求(CNS15700-3) CNS15700-3 之標準名稱為「電源端插頭、電源端插座及車輛端 耦合器－電動車輛傳導式充電－第 3 部：直流及交/直流綜合型端子 與接觸導管類型車輛端耦合器之尺度相容性及互換性要求」，本標準 適用於具有標準化組態的端子及接觸導管之車輛端耦合器，欲用於具 有併裝控制工具之電動車輛充電系統，且額定操作電壓上限如下： 1,500V 直流電源，且額定電流最大至 250A；1,000V 交流電源，且額 定電流最大至 250A。本標準相容於 IEC 62196-3，適用於本系列標準 第 1 部之高功率直流介面及交流/直流綜合型電源介面的車輛端耦合

器，以及 IEC 61851-1：2010 與 CNS 15511-23(或 IEC 61851-23)中用 以進行傳導充電系統的電路。 CNS15700-3 標準之技術內涵，如表 2.6。 表 2.6 CNS15700-3 標準之技術內涵[9] 介面介紹 綜合性介面擴展交流及直流充電用基本型介面之使用。藉由使 用基本型耦合器之交流電源端子或藉由提供額外的直流電源端 子，直流充電能達成對電動車輛提供直流能量之目的。 綜合型耦合器僅能用於 CNS15511-23(或 IEC6 1851-23)"系統 C 之直流電動車輛充電站〞中的直流充電。根據各方面(亦即拓撲 架構及通訊之執行將確保如下事項。 1.允許直流充電，但防止交流及直流充電同時進行。 2.基本車輛端插座之交流充電電動車輛，不需任何方法於插座 處來防止直流電壓。直流充電系統將提供此等保護功能。 對 於 具 有 交 流 電 之 綜 合 型 介 面 之 使 用 ， 定 額 及 要 求 參 照 IEC62196-2:2011。對於具有直流電之綜合型介面之使用，定額 及要求依本標準之定義。 備考 1：於車輛端插座或車輛端插頭，交流與直流之定額可以不同。 備考 2：有綜合型車輛端插座之電動車輛，其基礎部分之電力端子需要承受 交流電壓，相關要求參照表 2.7。 表 2.7 車輛內配對裝置相容性 車輛端插頭 車輛端插座 通用型交 流電源 通用型直 流電源 基本型 高功率直 流電源 綜合型直 流電源 綜合型直流 電源 是 否 否 否 否 通用型直流 電源 否 是 否 是 否 基本型 否 否 是 否 否 高功率直流 電源 否 否 否 是 否 綜合型直流 電源 是 否 是 否 是

第三章 國內小型電動車標準驗證制度

3.1 國內小型電動車標準驗證組織 有關國內電動車標準的驗證組織，說明如下： 1. 財團法人台灣大電力研究試驗中心(TERTEC) [10] 財團法人台灣大電力研究試驗中心(以下簡稱大電力中 心 )係於 1979 年 4 月由台灣電力公司與國內十三家重電機製造業聯合捐助成 立。大電力中 心 再生能源實驗室已建置安規測試能量與通協定評測 系統，並與 UL 共同建立標準化的完善測試驗證程式，以確保電動車 充電系統於充電時硬體安全與軟體性能安全(Functional Safety)，於 2012 年 10 月完成功能評鑑，成為全球第一個協力廠商檢測實驗室。 2. 財團法人車輛研究測試中心(ARTC) [10] 財團法人車輛研究測試中心(以下簡稱車測中心)係經濟部依據 1985 年 3 月 15 日行政院通過之「汽車工業發展專案」，結合交通部、 環保署及車輛業者的力量，於 1990 年正式推動成立。車測中心在既 有之測試驗證能量基礎上，持續完備電動車整車及關鍵組件所需之能 量，包括 2011 年已完成的電氣安全驗證技術、全規格充電站、雲端 網路的監控系統及彈性化的實車驗證平台整合服務。2012 年陸續完 成重大驗證能量，包含電氣安全產品改良技術、推動實驗運行車隊及

巴士等級的整車電磁波相容實驗室。 3. 財團法人台灣電子檢驗中心(ETC) [10] 財團法人台灣電子檢驗中心(以下簡稱電檢中心)之前身為工業 技術研究院電子工業研究所所屬之電子檢驗服務組，1983 年在經濟 部和台灣區電機電子工業同業公會的推動下成立。電檢中心除了提供 多元化之產品檢測服務外，也朝向驗證機構發展，以提供廠商更完整 配套之服務，是最早獲得國家通訊傳播委員會(NCC)及經濟部標準檢 驗局(BSMI)授權核發產品驗證證書之驗證機構，自 2012 年起更獲得 環保署授權為產品環保標章之驗證機構。 電檢中心的檢測實驗室目前已獲得 CBTL、FCC、NVLAP、VCCI、 FIMKO、NEMKO、SGS、TÜ V、Industry Canada 和 CQC 等國外機 構認可，並與 TÜ V-PS/BABT、CCS、UL、JQA、TÜ V-Rheinland 等 機構合作，提供電機/電子產品、通訊及醫療等設備的測試，接受業 者委託申請產品驗證服務，並且已建置 ISO7637、ISO11452、10 Chamber 等測試設備，提供車輛產業整車及零組件之 EMC 測試服務。 此外，也提供「車輛型式安全審驗管理辦法第五十六條電磁相容性」 檢測服務、RTTE 指令規範 EN301489-1（ISO7637）及相關國際規範 與廠規 ISO16750-2、JASO D00194、SAE J1113-11/12、DIN723000-2 等檢測。

4. 財團法人工業技術研究院(ITRI) [10] 財 團 法 人 工業技術研究院(以下簡稱工研院)成立於 1973 年，是 國際級的應用科技研發機構，擁有近 6 千位科技研發尖兵，以科技研 發帶動產業發展，創造經濟價值增進社會福祉為任務。培育超過 140 位 CEO、累積超過 2 萬件專利，並新創及育成 244 家公司。 工研院的檢測服務亦引進 ISO/IEC 17025 實驗室運作的品質概念， 對於檢測環境、儀器設備、檢測方法以及報告審核與製作等，都有嚴 謹的品質要求，以提供企業界多方位的檢測服務。 工研院的機械與系統研究所有技術服務重點以「車輛法規驗證」 及「車輛性能發展」二大領域為主，提供政府單位、國內外車輛業者 有關污染驗證、耗能驗證、CO2驗證與電動車性能驗證等法規規範之 技術服務項目，主要產品對象包括：汽油汽車、機器腳踏車、ATV 車、複合電動動力車與電動汽車、電動機車等。並衍生大量檢測數據 資訊和檢測技術管制效益，提供政府部門政策擬訂的參考與管制技術 的依據、並帶動車輛業界導入或發展更環保、更有效率之車輛。也藉 此期望經由技術服務轉而帶動知識服務能量，提供產官學研各界精準 的工程判斷依據，促使潔淨能源車輛加快進入國內市場，進而使台灣 的環境品質更加美好。

3.2 國內小型電動車標準驗證 目前國內具有電動車相關標準驗證能力之機構包括：財團法人台 灣大電力研究試驗中心、財團法人車輛研究測試中心、財團法人台灣 電子檢驗中心、工業技術研究院，說明如下： 1. 財團法人台灣大電力研究試驗中心 大電力中心測試高、低壓電力設備產品之試驗工作，一向秉持嚴 謹的試驗方法、公正的服務態度，提供獨立於製造廠、使用者、賣方 或買方的第三者驗証服務。 大電力中心所有驗證的產品及驗證的依據標準，如表 3.1。 表 3.1 大電力中心驗證產品目錄和依據標準[11] 產品名稱 依據標準 產品定額容量或範圍 高壓斷路器 CNS 4734 C4142 IEC 62271-100 電壓：24kV 以下 電流：4000A 以下 啟斷容量：25kA 以下 低壓交流斷路器 CNS 14816-1/-2 極數：2P/3P/4P 電壓：600V 以下 電流：2500A 以下 啟斷容量：2~100kA 電力熔絲、熔絲鏈開關 IEC60282-1 IEC60282-2 IEEE C37.41/.42 TPC 材規業研 068 電壓：60Hz 24kV 電流：200A 以下 啟斷容量：12kA asym. 低壓開關、隔離器、隔 離開關和熔線組合單元 CNS 2930 C4084 CNS 8796 C3149 IEC 60947-1/-3 電壓：600V 以下 電流：600A 以下 啟斷電流：85kAr.m.s 短時間電流：3Ø 60Hz, 85kA/3sec,86~100 kA/1sec 低壓匯流排 CNS 14286 IEC 60439-2 電壓：600V 以下 電流：4000A 以下 短時間電流：80kA/1 秒以下

電力及配電變壓器 CNS 598 C4010 CNS 599 C3003 IEC 60076-1~5/-11 IEEE C57.12 油浸式/乾式/樹脂乾式 電壓：1Ø /3Ø 24 kV 容量：3000kVA 以下 比壓器(PT)、比流器(CT) CNS 11437 C4038 IEC 60044-1 IEC 60044-2 IEEE C57.13 PT 一次電壓：24kV 以下 CT 一次電流：5000A 以 短時間電流：1Ø /3Ø 60Hz ,85 kA/3sec, 86~100 kA/1sec 裝甲開關箱(配電盤) CNS3990&CNS3991 CNS13542&CNS13543 CNS15156-200 IEC 60694 IEC 62271-200 電壓：24kV 以下 電流：6300A 以下 啟斷容量：H.V.50kA 以下 L.V. 85kA 以下 短 時間電 流： 3Ø 60Hz ,85 kA/3sec, 86~100 kA/1sec 低壓負載中心(LC)電動 機控制中心(MCC) CNS 3989 IEC 60439-2 電壓：600V 以下 電流：2000A 以下 啟斷容量：85kA 以下 短 時間電 流： 3Ø 60Hz ,85 kA/3sec, 86~100 kA/1sec 絕 緣 防 護 器 具 ( 橡皮手 套、絕緣膠鞋/肩帶/電毯 / 包 毯 、 隔 離 開 關 操 作 棒、絕緣梯、驗電筆、 電工安全帽) CNS 4598/4599 CNS 6653/6654 CNS 1336 CNS 12546 CNS 14256 ASTMD 120/D1050 台電 / 安全護具耐電壓 特性檢驗要點、中華電信 技術規範 NML0300-2 電壓：100kV 以下 避電器 CNS 1246 IEC 60060-1 IEC 60099-1 IEC 60099-4 IEEE Std C62.11 配電級 18kV,10kA,60Hz 間隙型 1.商頻開始放電電壓試驗 2.隔離器試驗 非間隙型 1.外殼絕緣耐電壓試驗 2.隔離器試驗 氣體絕緣開關設備 IEC 62271-1 IEC 62271-200 電壓：24kV 以下 電流：2000A 以下 啟斷容量：25kA 以下

大電力中心電氣測試項目之試驗能力，如表 3.2。 表 3.2 大電力中心電氣測試項目之試驗能力[11] 試驗項目 試驗能力 交流耐電壓試驗 1Ø 60Hz, 2kV~120kV 衝擊耐電壓試驗 1.2/50μs, ±80 kV~300kV 短路試驗 3Ø 60Hz, 3.6 kV~27kV(5000 MVA 以下) 短時間電流試驗 3Ø 60Hz, 600V 以 下 85 kA/3sec, 86~100kA/1se 溫升試驗 3Ø 60Hz, 100~6300A,100 個測量點 開閉耐久試驗 3Ø 60Hz, 600V, 2500A 以下 過載試驗 3Ø 60Hz, 600V, 8600A 以下 2. 財團法人車輛研究測試中心 車測中心的實驗室成立於 1996 年，設立之目的主要協助業者於 產品開發階段，藉以精密儀器模擬產品未來壽命週期中所可能面臨之 環境應力，確認產品品質之可靠性、安全性及耐久性，服務領域包含 穩態電力、機械、氣候及化學負載四種驗證技術服務，應用領域亦可 涵蓋電子、航太等相關產業之環境可靠度測試。 標 準 檢 驗 局 授 權 車 測 中 心 就 電 動 車 輛 傳 導 式 充 電 系 統 標 準 (CNS15511-3)所適用的範圍(包括：電源端插頭、插座與車輛端耦合 器等項目)進行檢驗，如表 3.3。

表 3.3 標準檢驗局授權車測中心檢驗項目[12] 標準 檢驗項目 CNS 15511-3 外觀及結構檢驗 絶緣電阻試驗 耐電壓試驗 高濕度環境下之絶緣與耐電壓試驗 鎖緊裝置試驗 插拔力試驗 撞擊試驗 曲折試驗 車輛碾壓試驗 車輛端插座耐振試驗 防護等級試驗(IP55) 耐腐蝕性試驗 抗老化試驗 車測中心已建置完成國內首座全功能電動車充電站，可提供的充 電機界面包括有台灣 AC(交流)充電、美國 SAE AC 充電、歐洲 IEC type I AC 充電、大陸 GB AC 充電及日本 CHAdeMO DC 充電等國際主流 充電界面規格，同時也附設有電動機車所使用的家用 110V 充電區； 提供一個安全且便利的充電環境給車輛中心測試的電動車輛。並且具 備提供直流電壓 10Vd.c～900Vd.c和直流電流 0A～500A 以進行電池組 充/放電試驗的能力。 3. 財團法人台灣電子檢驗中心

電檢中心是專門檢驗電動車上的電子設備的驗證機構，檢驗範圍 說明如下： (1)國際驗證 電檢中心提供客戶完整且專業可靠的檢驗與驗證一站式服務， 協助國內外廠商快速取得各國產品認證，行銷全國。 電檢中心的檢測實驗室目前已獲得 CBTLFCC、NVLAP、 VCCL、FIMKO、NEMKO、SGS、TUV、Industy Canada 和 CQC 和 CQC 等國外機構認可，並與 TUV-PS/BATA、CCS，UL、JQA、 TUV-Rheinland 等機構合作，提供電基/電子產品、通訊及醫療等設 備的測試，並接受業者委託聲請產品驗證服務[13]。 (2)中國大陸驗證 中國質量認證中心(CQC)自 1997 年起即委託電檢公司，代為 執行大陸 CCC(簡稱 3C)工廠檢查工作及代辦大陸 3C 認證服務 [13]。 (3)連接器及電纜線驗證 USB、1994、SATA、VESA-Display port、HDMI、車用連接 器、Memory card(EIA-364/MIL-1344A/USCARD) [13]。 4. 財團法人工業技術研究院

工研院機械與系統研究所之電動車整車實驗室具有測試電動車 電池充放電/放電消耗量的驗證能力，如表 3.4

。

表 3.4 工研院電動車整車實驗室[14] 1.實驗室已獲得環保署認可法規實驗室、環檢所 指定汽油汽車參考實驗室、經濟部能源局認可法 規實驗室、TAF 認可實驗室、交通部認可監測 實驗室。 2.可應用於驗證測試、研究測試與性能開發測試。 ●車輛診斷系統(OBD)測試驗證：可提供業者開發 車輛診斷系統系統的驗證。 ●電池充放電消耗量驗證：可提供國內複合動力車 與電動汽車製造廠開發車輛後，整車於底盤動力 計上進行驗證。 ●電動機車續航力/性能/爬坡/充放電測試驗證： 可提供國內機車製造廠開發車輛後，整車於底盤 動力計上進行驗證。

第四章 國外小型電動車充電站標準規範

4.1 國外小型電動車發展概況 4.1.1 歐洲小型電動車發展概況 歐洲貴為汽車發源地，自然不會在電動車發展中缺席。隨著法國 三大車廠 Peugeot、Renault 和 Citroën 於 2011 年初在巴黎車展的聯合 發表，以及向來擁有尖端引擎技術的德國透過 Mercedes Benz、BMW、 AUDI 及 Volkswagon 更積極地於各大車展推出電動車原型。目前法 國國家電力公司 edf 結合 Schneider 集團做其電動車系統的後盾，德 國則幾乎 Siemens 集團一肩扛起供電基礎設施的重責大任，並與供應 車用電子的 Bosch 集團共同成為德國車輛電動化的兩大推手。[15] 由於全球暖化與氣候變遷，使得節能減碳意識在近年來及受重 視，不管在政府正策或相關產業發展策略上，均以更積極的腳步致力 於新能源車輛技術之發展，因電池技術在近年來發展迅速，故電動車 及複合動力電動車更備受矚目。目前在國際間已通過法規標準驗證並 量產化之純電動車如 Tesla Roadster，自 2010 年 7 月全球已銷量 1200 輛以上。 4.1.2 美國小型電動車發展概況 根據 GIA 統計報告預估，美國的純電動車 BEV 市場 2006 年粗

估約有 6,300 輛，預期 2010 年可達到 8,200 輛，年復合成長率 7.5%。 事 實 上 ，美 國純電 動 車 市場 發展的 最 大 驅動 來源為 小 區 電動 車 (Neighborhood Vehicles, NEV)，主要原因在於 NEV 所需電力不大， 可使車廠彌補純電動車在性能表現上的不足；此外，NEV 體積較小， 所需的開發成本亦較一般車大小的純電動車要低許多。[16] 美國能源部的電動車專案計畫中，eTec 所部署的充電站都為第 二級(level 2)充電系統，並無設立第一級(level 1)的充電系統，在全美 規劃將設置 8,300 座住家型充電系統，以及 5300 座公共場所的充電 站，至於全美各個城市要如何配置，目前尚未確定。而第三級(level 3) 的直流快充系統也尚未發展，目前先使用日本的 CHAdeMO 直流快 充系統，所設置的直流的充電站也是 CHAdeMO 的充電站。在引用 的標準方面，充電機的性能部分是參照 SAE 標準，安全性及電磁相 容部分是參照 UL 標準。[17] 不論從車廠生產車輛的經濟效益角度來看、或是消費者對電動車 的接受度而言，純電動車要達到商用化目標前，仍需克服開發成本及 電池兩大問題；對車廠而言，要達到純電動車的自動化量產更是一項 重大的課題。但隨著油價不斷攀升，甚至較 1990 年代已經高出 300% 漲幅的情況下，純電動車市場的確有其發展潛力。 4.1.3 中國小型電動車發展概況

中國在 1997 年，國家質量技術監督局批准成立了燃汽汽車和電 動車標準分委會，至此電動汽車標準分委會共設立了 24 個技術委員 會，在 1998 年底按照計畫完成制訂了電動汽車標準化體系。 中國經過十多年的努力，中國電動汽車自主創新取得了重要突 破，自主開發的產品開始批量化進入市場，發展環境逐步改善，產業 發展具備了較好基礎，具有了加快發展的有力條件和比較優勢。但 是，電池充電時間和使用壽命問題是阻礙該行業發展的較大因素。 在 2010 年 5 月，中國科技部、財政部、發改委、工業和資訊化 部在現有的 13 個的城市，再加入天津、海口、鄭州、廈門、蘇州、 唐山、廣州進一步擴大其示範推廣工作，於 9 月 19 日又對瀋陽、成 都、呼和浩特、南通、襄樊等五個都市的實施方案進行了論證，因此 十城千輛工程示範計畫，由 13 個城市增加到了 25 個城市。 在 2012 年 6 月，中國國務院頒布了節能和新能源汽車產業發展 規劃(2012~2020 年)。根據其規劃的目標包含五大塊，說明如下： (1)產業化取得重大進展 到 2015 年，純電動車和充電式混合動力車累計產銷量力爭達 到 50 萬輛；到 2020 年，純電動車和充電式混合動力車生產能力 達 200 萬輛、累計產銷量達到 500 萬輛，燃料電池車、車用氫能 源產業與國際同步發展。

(2)燃料經濟性顯著改善 到 2015 年 ，當 年生 產 的乘 用 車平均 燃 料消 耗 量降低 至 6.5L/100km，節能型乘用車平均燃料消耗量降低至 5.9L/100km 以 下。到 2020 年，當年生產的乘用車平均燃料消耗量降低至 5.0L/100km，節能型乘用車平均燃料消耗量降低至 4.5L/100km 以 下；商用車新車燃料消耗量接近國際水準。 (3)技術水準大幅提升 新能源汽車、動力電池及關鍵零部件技術整體上達到國際先 進水準，掌握混合動力、先進燃料機、高效變速器、汽車電子和 輕量化材料等汽車節能關鍵核心技術，形成一批具有較強競爭力 的節能與新能源汽車企業。 (4)配套能力明顯增強 關鍵零部件技術水準和生產規模基本滿足國內市場需求。充 電設施建設與新能源汽車產銷規模相適應，滿足重點區域內或城 際間新能源汽車運行需要。 (5)管理制度較為完善 建立起有效的節能與新能源汽車企業和產品相關管理制度， 構健市場營銷、售後服務及動力電池回收利用體系，完善扶持政 策，形成比較完備的的技術標準和管理規範體系。

4.1.4 日本小型電動車發展概況 日本政府 2013 年的主要經濟政策之一，就是投資約 1,000 億日 圓建設充電系統基礎設施，而日本各地方也針對這筆補助款進行充電 站的建置規畫。日本政府的目標是在 2014 年 10 月前增加全日本一般 充電站的數量至 8,000 座，快速充電站則增加到 4,000 座，達到當前 總量的 2.55 倍。此外，日本也規畫在 2020 年時，插電式油電混合車 (PHEV)、油電混合車(HEV)和電動車(EV)達到新車總銷售量的 15～ 20%。 無庸置疑，在日本政府的政策推助之下，廠商也更有信心投資研 發電動車相關解決方案。以往各大車廠均各自評估可能需要充電站的 地點，並安裝專屬的充電站。由於各充電站之間缺乏共通性和協調性， 再加上當前日本電動車充電站數量並不足夠，鑑於充電站具公共價值， 且是推動電動車發展的重要驅動力，因此各大車廠欲藉由政府提供補 助金的機會，共同推展充電站的建設。 2013 年 7 月，四大日本汽車集團豐田(Toyota)、日產(Nissan)、 本田(Honda)及三菱(Mitsubishi)已宣佈攜手建立日本本土的電動車充 電系統，推進電動車發展腳步，而日本政府將以補貼方式負擔總建置 費用的三分之二，其餘費用則由上述四家汽車廠商共同分擔。該項合 作內容包括幾個層面，首先是在日本廣泛設立充電站，一般充電站可

設置在商業大樓中或其他停靠時間較長的場所，而快速充電站則安裝 在高速公路停車場、加油站等停留時間較短的地點；第二，藉由廠商 間共同分擔充電站設施的安裝和保養費用來降低成本；第三，過去各 品牌電動車都各自與服務公司簽約建設，只能在相對應的汽車廠商製 造的特定充電站上進行充電。 四大車廠已分別與其投資的充電服務業者合作，包括 Japan Charge Network、Charging Network Development 及 Toyota Media Service 等，讓不同品牌電動車可透過同一張儲值卡在任意一家汽車 廠商授權的充電站進行充電。此外，此四家公司也計畫在 2014 年建 立會員制充電服務，提供包月付費的充電機制。[18] 4.2 國外小型電動車標準制定組織 4.2.1 歐洲小型電動車標準制定組織 制定歐洲電動車的標準組織有以下這些，說明如下： 1. 國際標準組織(ISO)

國際標準組織(international organization for standardization, ISO) 成立於 1947 年 2 月 23 日，為一非政府組織，是目前世界上最大及最 具權威性的國際標準化專門機構。其成立的宗旨為，促進全球標準化 工作的發展，便於國際物資的交流與服務，並擴大在知識、科學、技

術和經濟方面的合作。主要是在制定除電氣工程、電子工程和通信等 領域以外所有的國際標準。[11]

2. 國際電工委員會(IEC)

國際電工委員會(International Electrotechnical Commission, IEC) 是世界上最早的國際標準化組織，於 1906 年成立，主要是負責有關 電力工程和電子工程領域中的國際標準化工作。國際電工委員會在 1906 年 6 月 26 日由英國的電力工程師協會(IEE)和美國的電力電子工 程師協會(IEEE)以及其它相關組織共同舉行了其成立會議。目前有超 過 130 個國家參與國際電工委員會，其中 67 個國家是成員，另外 69 個國家則是非正式成員的身份加入其分支機構。國際電工委員會的總 部最初位於倫敦，1948 年搬到了位於瑞士日內瓦的現總部處。[11] 4.2.2 美國小型電動車標準制定組織 1. 美國國家火災保護協會(NFPA)

美國國家電氣法規(National Electrical Code, NEC)在 1897 年即已 頒布，該法規目前由法人組織美國國家火災保護協會(National Fire Protection Association, NFPA)負責維護，NFPA 每 3 年檢討修訂一次。 法規制定之目的是在規範屋內電氣系統與設備的安全裝置，以避免在 建物與結構方面的電氣使用所引起的人員或財物之危害。NEC 雖然

僅是美國地方政府指定執行的法規，但是卻有許多國家的官方行政機 構直接(或參考)採用，作為制定相關法規的主要依據。[11]

2. 美國汽車工程師學會(SAE)

美國汽車工程師學會(Society of Automotive Engineers, SAE)成立 於 1905 年，是國際上最大的汽車工程學術組織。研究物件是轎車、 載重車及工程車、飛機、發動機、材料及製造等。SAE 所制定的標 準具有權威性，普遍為汽車行業及其他行業所採用，並有相當部分被 採用為美國國家標準。[11]

3. 保險商試驗所(UL)

保險商試驗所(Underwriter Laboratories Inc., UL)成立於 1894 年， 初始階段 UL 主在靠防火保險部門提供資金維持營運，直到 1916 年， UL 才完全自立。目前它是一個非營利、為公共安全做試驗的專業獨 立機構，並且已成為具有世界知名度的認證機構，其自身具有一整套 嚴密的組織管理體制、標準開發和產品認證程式。UL 由一個有安全 專家、政府官員、消費者、教育界、公用事業、保險業及標準部門的 代表所組成的理事會管理。UL 制定的相關安全標準，主要被產業界 用於評估設備、材料、元件、產品、系統和服務是否符合健康和安全 的要求。如今，UL 已成為產品安全認證的一項專有代名詞。[11] 4.2.3 中國小型電動車標準制定組織