摘要：此次5項標準修訂電動車充電接口在硬件和軟件層面zui終實現了統一,全面提升了充電的安全性和兼容性。本文將對新國標做詳細解讀。

充電接口(kou)標準幾經(jing)修訂

中(zhong)(zhong)國(guo)在(zai)2006年就(jiu)發布了《電動汽車(che)傳導(dao)充(chong)電用插頭、插座、車(che)輛耦合器和(he)車(che)輛插孔通(tong)用要求(qiu)》(GB/T20234-2006),這個(ge)國(guo)家標(biao)(biao)準詳細規定(ding)(ding)(ding)了充(chong)電電流(liu)(liu)(liu)為16A、32A、250A交流(liu)(liu)(liu)和(he)400A直(zhi)流(liu)(liu)(liu)的(de)連接分(fen)類方式,主要借鑒了電工委員會(IEC)2003年提出的(de)標(biao)(biao)準,但(dan)是這個(ge)標(biao)(biao)準并未規定(ding)(ding)(ding)充(chong)電接口的(de)連接針數、物理尺寸和(he)接口定(ding)(ding)(ding)義。2011年,中(zhong)(zhong)國(guo)又(you)推出了GB/T20234-2011推薦性標(biao)(biao)準,替換了部分(fen)GB/T20234-2006中(zhong)(zhong)的(de)內容,其中(zhong)(zhong)規定(ding)(ding)(ding):交流(liu)(liu)(liu)額(e)定(ding)(ding)(ding)電壓不超(chao)過(guo)(guo)690V,頻率50Hz,額(e)定(ding)(ding)(ding)電流(liu)(liu)(liu)不超(chao)過(guo)(guo)250A;直(zhi)流(liu)(liu)(liu)額(e)定(ding)(ding)(ding)電壓不超(chao)過(guo)(guo)1000V,額(e)定(ding)(ding)(ding)電流(liu)(liu)(liu)不超(chao)過(guo)(guo)400A。

此次新國標的(de)充電接口標準提高(gao)了電壓和電流等級,并且調(diao)整了信(xin)號(hao)針和機械鎖的(de)部分尺(chi)寸,明確了電子鎖的(de)有關要求(qiu)等。

另一方面(mian),新標(biao)準對充(chong)電(dian)(dian)(dian)設(she)(she)備是有很(hen)大好(hao)處的(de),對充(chong)電(dian)(dian)(dian)設(she)(she)備的(de)推廣應(ying)用有很(hen)大幫助。在此(ci)前充(chong)電(dian)(dian)(dian)設(she)(she)備面(mian)臨“誰(shui)建誰(shui)用”的(de)問(wen)題,國(guo)標(biao)重點統一了(le)(le)充(chong)電(dian)(dian)(dian)樁通信協議,這(zhe)意味著電(dian)(dian)(dian)動車(che)充(chong)電(dian)(dian)(dian)接口在硬件和軟件的(de)標(biao)準層面(mian)zui終實現(xian)了(le)(le)統一,這(zhe)將提高充(chong)電(dian)(dian)(dian)設(she)(she)備的(de)利(li)用率(lv)。

新國標都有哪些改變

相對于舊標(biao)準,新標(biao)準改動很多(duo),有一些是(shi)細節上(shang)優化(hua)(hua),譬如充(chong)電接口標(biao)準本次修訂提高(gao)了(le)電壓和(he)電流等級(ji),從(cong)而提高(gao)了(le)充(chong)電功率,縮短了(le)充(chong)電的(de)(de)時(shi)間,并(bing)且調整了(le)信號針和(he)機械(xie)鎖的(de)(de)部分(fen)尺(chi)寸,優化(hua)(hua)了(le)連接時(shi)序等。

1.通用要求(qiu)

此次新(xin)國標(biao)要求在直(zhi)流(liu)充電(dian)(dian)槍(qiang)內(nei)安裝(zhuang)電(dian)(dian)子鎖,同時預留車(che)輛插座加(jia)裝(zhuang)電(dian)(dian)子鎖的機械結構。而實(shi)施方(fang)案將由充電(dian)(dian)樁(zhuang)企(qi)業來完成,車(che)企(qi)可能將會增加(jia)控(kong)制(zhi)導引(yin)電(dian)(dian)路。

新國標(biao)規定,在交流(liu)充電(dian)(dian)(dian)電(dian)(dian)(dian)流(liu)大于(yu)16A時(shi),供(gong)(gong)電(dian)(dian)(dian)揭開和(he)車輛(liang)接(jie)口應具有鎖(suo)止(zhi)功能(neng)(neng),該鎖(suo)止(zhi)地功能(neng)(neng)應符合GB/T20234.1-2015的(de)相關要求(qiu)。供(gong)(gong)電(dian)(dian)(dian)插(cha)座(zuo)和(he)車輛(liang)插(cha)座(zuo)應安裝(zhuang)電(dian)(dian)(dian)子鎖(suo)止(zhi)裝(zhuang)置,防止(zhi)充電(dian)(dian)(dian)過程(cheng)中的(de)意外斷開。當(dang)電(dian)(dian)(dian)子鎖(suo)未可(ke)靠鎖(suo)止(zhi)時(shi),供(gong)(gong)電(dian)(dian)(dian)設備或電(dian)(dian)(dian)動(dong)汽車應停止(zhi)充電(dian)(dian)(dian)或不啟動(dong)充電(dian)(dian)(dian)。

直流充電(dian)時,車輛(liang)接口(kou)應(ying)具備鎖(suo)(suo)(suo)(suo)(suo)止(zhi)(zhi)(zhi)功(gong)能(neng)(neng),該鎖(suo)(suo)(suo)(suo)(suo)止(zhi)(zhi)(zhi)應(ying)符合GB/T20234.1-2015的(de)相關(guan)要求。車輛(liang)插(cha)頭(tou)應(ying)安裝(zhuang)(zhuang)機械(xie)鎖(suo)(suo)(suo)(suo)(suo)止(zhi)(zhi)(zhi)裝(zhuang)(zhuang)置(zhi),供電(dian)設備應(ying)能(neng)(neng)判(pan)斷機械(xie)鎖(suo)(suo)(suo)(suo)(suo)是(shi)否可(ke)靠(kao)鎖(suo)(suo)(suo)(suo)(suo)止(zhi)(zhi)(zhi)。車輛(liang)插(cha)頭(tou)應(ying)安裝(zhuang)(zhuang)電(dian)子(zi)鎖(suo)(suo)(suo)(suo)(suo)止(zhi)(zhi)(zhi)裝(zhuang)(zhuang)置(zhi),電(dian)子(zi)鎖(suo)(suo)(suo)(suo)(suo)處(chu)于鎖(suo)(suo)(suo)(suo)(suo)止(zhi)(zhi)(zhi)位(wei)置(zhi)時,機械(xie)鎖(suo)(suo)(suo)(suo)(suo)應(ying)無法操作,供電(dian)系統(tong)應(ying)能(neng)(neng)判(pan)斷電(dian)子(zi)鎖(suo)(suo)(suo)(suo)(suo)是(shi)否可(ke)靠(kao)鎖(suo)(suo)(suo)(suo)(suo)止(zhi)(zhi)(zhi)。當電(dian)子(zi)鎖(suo)(suo)(suo)(suo)(suo)未可(ke)靠(kao)鎖(suo)(suo)(suo)(suo)(suo)止(zhi)(zhi)(zhi)是(shi),供電(dian)設備或(huo)電(dian)動(dong)汽車應(ying)停止(zhi)(zhi)(zhi)充電(dian)或(huo)不啟動(dong)充電(dian)。

同時,電子鎖(suo)止(zhi)裝(zhuang)置(zhi)應具備(bei)應急解鎖(suo)功(gong)能,不應帶電鎖(suo)且(qie)不應人(ren)手直接操(cao)作(zuo)解鎖(suo)。

此外,通用要求還規定了,供(gong)電(dian)接口和車輛接口的功能性說明、接口溫(wen)度(du)監控、神域(yu)電(dian)流保護器、供(gong)電(dian)設備(bei)過載和短路保護、充電(dian)的急停、供(gong)電(dian)設備(bei)的維(wei)修等要求。

2.通信協議的細化

過去的(de)標準詳細地(di)規定(ding)了(le)不同信號的(de)定(ding)義,而(er)新標準不僅(jin)規定(ding)了(le)定(ding)義,還(huan)規定(ding)了(le)各種狀態下的(de)傳輸速率、報(bao)(bao)文超(chao)時的(de)判(pan)定(ding)、zui大電流輸出的(de)判(pan)定(ding),對故障和報(bao)(bao)文發送終止也做了(le)規定(ding)。

在新標(biao)準中(zhong),明確規(gui)定電(dian)機與BMS之間的(de)通信速(su)率,而在舊(jiu)標(biao)準中(zhong),并沒有(you)進行限制,只是提到了推(tui)薦值。據標(biao)準,在通信環境惡劣的(de)場合(如通信距離較長的(de)商用車充電(dian)戰),經供電(dian)設備制造商和電(dian)動汽車制造商協(xie)商一致,可采用50kbit/s的(de)通信速(su)率。

報(bao)文選(xuan)(xuan)(xuan)項(xiang)(xiang)分為(wei)必須項(xiang)(xiang)和可(ke)選(xuan)(xuan)(xuan)項(xiang)(xiang),對(dui)于同(tong)一(yi)幀(zhen)報(bao)文中全部內容為(wei)可(ke)選(xuan)(xuan)(xuan)項(xiang)(xiang),該報(bao)文可(ke)選(xuan)(xuan)(xuan)擇不發送,對(dui)于同(tong)一(yi)幀(zhen)報(bao)文中部分內容為(wei)可(ke)選(xuan)(xuan)(xuan)項(xiang)(xiang),可(ke)選(xuan)(xuan)(xuan)項(xiang)(xiang)所有(you)按照標(biao)準規(gui)(gui)定(ding)(ding)格式發送或(huo)填(tian)充1,標(biao)準未規(gui)(gui)定(ding)(ding)的無效(xiao)位(wei)或(huo)字段填(tian)充1。標(biao)準未規(gui)(gui)定(ding)(ding)的位(wei)或(huo)預留位(wei)填(tian)充1。

BRM增(zeng)加(jia)了8個字節用于(yu)預(yu)留,CML增(zeng)加(jia)zui小充(chong)電電流(liu)字段,CCS增(zeng)加(jia)充(chong)電暫停字段,增(zeng)加(jia)BMS中(zhong)止充(chong)電故(gu)障原因(yin)等。此(ci)外(wai)還(huan)增(zeng)加(jia)了充(chong)電時序流(liu)程(cheng)圖、充(chong)電過程(cheng)故(gu)障處理(li)方式(shi)、報文開始發送和(he)中(zhong)止條件等。

3.充電接口的修改

據介(jie)紹,本次修訂重(zhong)點考慮充(chong)電(dian)(dian)(dian)的安(an)(an)全性和(he)兼容性,增加了(le)充(chong)電(dian)(dian)(dian)溫(wen)度(du)監控(kong)、機械鎖與電(dian)(dian)(dian)子鎖聯(lian)動、過載和(he)短(duan)路保護(hu)等(deng)安(an)(an)全措施,完善了(le)充(chong)電(dian)(dian)(dian)控(kong)制導引和(he)時序、故(gu)障分類信息、冗(rong)余保護(hu)等(deng)內容,提(ti)高了(le)標準的適(shi)應性和(he)可操(cao)作性。

3.1 交流(liu)充電接口部分

電(dian)(dian)動(dong)汽車(che)傳(chuan)導充電(dian)(dian)用的(de)(de)交流接(jie)電(dian)(dian)口,其額定電(dian)(dian)流從不(bu)(bu)超過(guo)32A修改為不(bu)(bu)超過(guo)63A。如果供電(dian)(dian)接(jie)口使用了符(fu)合GB2099.1和GB 1002的(de)(de)標準(zhun)化插頭插座,則不(bu)(bu)適(shi)用于這些插頭插座。

充(chong)電(dian)接口的額定電(dian)流值增加10A和(he)63A。如圖所示:

備用觸頭擴展為三相充電功能。如圖所示:

在充電連接界面中增加了R4電阻,如圖所示:

此外,本次標準修(xiu)訂刪(shan)除了(le)(le)控制(zhi)導引(yin)電路與控制(zhi)原理,修(xiu)改(gai)了(le)(le)充電接口控制(zhi)導引(yin)觸頭(tou)和機械鎖的部分尺(chi)寸(cun),增(zeng)加了(le)(le)插座內的排水(shui)孔(可選),密封圈(quan)封改(gai)為可選,修(xiu)改(gai)了(le)(le)插頭(tou)空(kong)間尺(chi)寸(cun)要求。

3.2 直流充電接口部分(fen)

修改了充電(dian)接口zui高額(e)(e)定(ding)(ding)電(dian)壓,額(e)(e)定(ding)(ding)電(dian)壓不超(chao)過1000V(DC)、額(e)(e)定(ding)(ding)電(dian)流不超(chao)過250A(DC)。

增加(jia)了充(chong)電接口額定電壓80A和(he)200A,如圖所(suo)示:

調(diao)整(zheng)了充(chong)電(dian)(dian)連(lian)接過程(cheng)中觸(chu)頭(tou)耦合順(shun)序(xu),其(qi)順(shun)序(xu)為(wei):保護接地、充(chong)電(dian)(dian)連(lian)接確認(ren)(CC2),直流電(dian)(dian)源與(yu)直流電(dian)(dian)源負(fu),低壓輔助電(dian)(dian)源與(yu)低壓輔助電(dian)(dian)源,充(chong)電(dian)(dian)通(tong)信,充(chong)電(dian)(dian)連(lian)接確認(ren)(CC1);在脫開的過程(cheng)中則順(shun)序(xu)相(xiang)反。

此外,本次新(xin)國標刪(shan)除了(le)(le)充電模式(shi)4的直流充電控制(zhi)導引(yin)電路與(yu)控制(zhi)原理;修(xiu)改了(le)(le)充電接口控制(zhi)導引(yin)觸頭和機械(xie)鎖的部(bu)分尺寸;修(xiu)改了(le)(le)插電空間尺寸要求等。

充電(dian)標準的認(ren)證和檢(jian)測

國(guo)標委主任田世宏(hong)表示,新標準(zhun)(zhun)(zhun)確保了(le)電(dian)動(dong)汽車(che)(che)與(yu)充(chong)(chong)(chong)(chong)電(dian)設(she)施(shi)的(de)(de)互(hu)聯互(hu)通,避免了(le)市場(chang)的(de)(de)無序(xu)發展和充(chong)(chong)(chong)(chong)電(dian)“孤島(dao)”,有利于降(jiang)低(di)因不兼容而造(zao)成(cheng)的(de)(de)社(she)會(hui)資源浪費(fei)。下一步(bu),質檢總局和國(guo)家標準(zhun)(zhun)(zhun)委將會(hui)同(tong)有關行(xing)業(ye)部門推動(dong)充(chong)(chong)(chong)(chong)電(dian)設(she)施(shi)產(chan)(chan)品認證(zheng)與(yu)準(zhun)(zhun)(zhun)入(ru)管理制度使用新標準(zhun)(zhun)(zhun),促進(jin)充(chong)(chong)(chong)(chong)電(dian)設(she)施(shi)和電(dian)動(dong)汽車(che)(che)生(sheng)產(chan)(chan)企業(ye)按新標準(zhun)(zhun)(zhun)組織生(sheng)產(chan)(chan),已建、在建充(chong)(chong)(chong)(chong)電(dian)設(she)施(shi)要按新標準(zhun)(zhun)(zhun)進(jin)行(xing)更新升(sheng)級換代。同(tong)時,國(guo)家標準(zhun)(zhun)(zhun)委將加強充(chong)(chong)(chong)(chong)電(dian)設(she)施(shi)互(hu)操作性測(ce)試、充(chong)(chong)(chong)(chong)電(dian)站安全(quan)防范(fan)、運(yun)營(ying)(ying)服務等配套標準(zhun)(zhun)(zhun)的(de)(de)制定(ding)工作,為充(chong)(chong)(chong)(chong)電(dian)設(she)施(shi)管理、運(yun)營(ying)(ying)、維護等各(ge)環節提供技術(shu)支撐(cheng)。

不(bu)過在目前,與之前國標相同的是,檢測認證是企(qi)業自愿行為(wei),不(bu)是強制性(xing)的。

國家(jia)能源(yuan)局(ju)副(fu)局(ju)長鄭柵(zha)潔(jie)透露(lu),下一步,國家(jia)能源(yuan)局(ju)將加快充電(dian)基礎設(she)施(shi)的建設(she),進一步規范充電(dian)基礎設(she)施(shi)行業準入,把(ba)符合新國標作(zuo)為充電(dian)設(she)施(shi)市場準入的條件之(zhi)一。

應用改造(zao)方面

在(zai)(zai)接(jie)口標(biao)(biao)(biao)準上(shang)(shang),上(shang)(shang)直流充(chong)電有四種(zhong)技術方案,即歐標(biao)(biao)(biao)、美標(biao)(biao)(biao)、日本標(biao)(biao)(biao)準和中(zhong)國標(biao)(biao)(biao)準,而在(zai)(zai)實(shi)行(xing)方面,中(zhong)國充(chong)電樁將不會對其他標(biao)(biao)(biao)準實(shi)行(xing)兼容。國外(wai)企(qi)業的(de)產品需要(yao)進行(xing)改(gai)進,在(zai)(zai)中(zhong)國的(de)市場上(shang)(shang)符合中(zhong)國的(de)標(biao)(biao)(biao)準。

對于已經建成和(he)(he)售出的(de)充(chong)(chong)電(dian)樁和(he)(he)電(dian)動(dong)車(che)在(zai)(zai)新標(biao)準實施后將怎(zen)樣處理的(de)問題(ti),國標(biao)委相關(guan)負責人(ren)表示,“對于在(zai)(zai)個人(ren)充(chong)(chong)電(dian)樁充(chong)(chong)電(dian)的(de)私家車(che),和(he)(he)在(zai)(zai)固定線路(lu)為內部公(gong)交車(che)、出租車(che)充(chong)(chong)電(dian)的(de)充(chong)(chong)電(dian)設施及(ji)其車(che)輛,不存在(zai)(zai)新舊標(biao)準兼容的(de)問題(ti),不需要修改;已建成的(de)充(chong)(chong)電(dian)樁中(zhong),面臨改造的(de)主要是公(gong)用(yong)充(chong)(chong)電(dian)樁。”

值(zhi)得注意的(de)是,由(you)于充(chong)(chong)電(dian)接(jie)口也(ye)包括(kuo)電(dian)動(dong)車(che)(che)(che)(che)的(de)一端,因此(ci)電(dian)動(dong)車(che)(che)(che)(che)也(ye)需要(yao)調試改(gai)造。根據新國標,電(dian)動(dong)車(che)(che)(che)(che)既要(yao)改(gai)造軟(ruan)件上的(de)通信(xin)協議,又要(yao)改(gai)造硬件上的(de)控(kong)制導引電(dian)路。因此(ci),如果車(che)(che)(che)(che)主(zhu)未來需要(yao)用(yong)(yong)到公用(yong)(yong)充(chong)(chong)電(dian)樁(zhuang),那(nei)就(jiu)需要(yao)對車(che)(che)(che)(che)輛進(jin)行(xing)升級改(gai)造,如果自家私(si)用(yong)(yong)的(de)充(chong)(chong)電(dian)樁(zhuang)就(jiu)可以滿(man)足車(che)(che)(che)(che)輛的(de)日常用(yong)(yong)電(dian)需求(qiu),車(che)(che)(che)(che)主(zhu)也(ye)可以選擇(ze)不對車(che)(che)(che)(che)輛進(jin)行(xing)改(gai)造。