深度解读新国标电动汽车ChaoJi传导充电技术与测试解决方案

德国科尼绍_电动汽车ChaoJi传导充电测试仪

充电桩Chaoji传导充电标准测试仪

新一代的 ChaoJi 充电技术路线发端于电动汽车大功率充电需求，但并不简单指大功率充电接口，而是一套完整的电动汽车直流充 电系统解决方案。ChaoJi 技术解决了国际上现有充电系统存在的一 系列缺陷和问题，为世界提供一个统一的、安全的、可靠的、低成本 充电系统解决方案。第一，ChaoJi 充电系统可以提供大功率充电方案，提升充电速度、改善用户体验、减少里程焦虑，特别解决一些长 续航里程车辆、公交、运营车辆、特种车辆以及乘用车在大城市、高 速公路的充电要求。第二，在产业发展初期，国际上出现了 CHAdeMO、 GB/T、CCS1、CCS2 等四种主流直流接口技术形式。这些技术各有特 点和优势，但也逐步暴露出一些技术问题和安全隐患。世界电动汽车 产业迫切需要一个统一的、安全的、兼容的充电接口。第三，随着电动汽车的普及，广大用户对于快速充电、充电安全、充电体验、充电 成本等都提出了更高的要求。因此带来的大功率充电、即插即充、充 放电一体化、小功率直流化等新技术需要一套完整的充电接口技术进 行支撑。因此，新一代电动汽车 ChaoJi 充电技术应运而生。德国科尼绍电动汽车ChaoJi传导充电测试仪

 ChaoJi工作的细节最初是粗略的，但现在变得更加清晰。目标是设计一种新的通用插头和车辆插座，该插座可在高达1,500V的电压下支持高达600A的电流，总功率为900 kW。相比之下，去年更新的CHAdeMO 2.0规范可支持高达1000V或400 kW的400A。中国的GB / T直流充电标准已支持高达750V的188kW功率为250A。德国科尼绍电动汽车ChaoJi传导充电测试仪

尽管CHAdeMO 2.0规范允许高达400A的电流，但没有实际的液冷电缆和插头可在市场上买到，因此实际上，在62 kWh的Nissan LEAF PLUS上，充电仅限于200A或今天的约75 kW。
另请参阅：日产LEAF PLUS可以以接近100 kW的功率充电，但是在哪里？初步设计和匹配的原型设备已经制造出来，正在接受测试。目标是在接下来的两年内完成开发并将其提交给国际标准工作组。

2016年3月，中国电力企业联合会、国家电网有限公司联合国 内外电动汽车、动力电池、充电设备及充电连接器等产业链上下游企业，召开了第一次大功率充电技术研讨会，开启了我国大功率充电技 术的预研工作，针对传导式大功率充电技术合作开展了一系列研究工作。德国科尼绍电动汽车ChaoJi传导充电测试仪

2017年5月，能源行业电动汽车充电设施标准化技术委员会成 立大功率充电技术与标准预研工作组，初步确定了我国新一代支持大功率充电技术的充电接口的发展路线和技术要点，开展了新一代充电 接口方案可行性论证，启动了支持大功率的新一代充电技术标准编制 和示范项目建设工作。2017年10月，我国与德国签署了开展大功率 充电技术及标准合作协议，德方深入参与了我国大功率充电技术研发、新接口设计方案和示范项目建设工作。

2018年新一代充电接口在大功率充电技术研究、样机研制方面 取得突破，确定了七针方案的新型充电技术接口和方形端面的设计方 案，明确了通信协议、充电机、控制导引电路技术要点，完成了样机 开发和试验。2018 年 8 月，中国电力企业联合会与日本 CHAdeMO 协 会（电动汽车快速充电器协会）签署了技术和标准合作协议，共同推 动大功率充电技术研究与国际标准制定。

2019年先后在北京、上海、南京、济南、许昌、深圳和常州等 地建成投运大功率充电示范工程，并开展了实车测试，针对不同车型 与不同设备厂商进行了整车充电、接口性能安全以及充电兼容性测 试，实现最大输出电流 500A，输出电压 200V～750V，输出功率 360kW， 同步取得了大量实测数据，为后续方案设计优化提供了依据。

2019年7月，在日本举办的第一届新型充电接口项目国际会议上，正式将我国提出的新一代充电技术命名为ChaoJi。来自中国、日本、德国、荷兰、意大利、澳大利亚等国的专家成立联合工作组， 共同推进ChaoJi项目的技术研究、验证和国际化。德国科尼绍电动汽车ChaoJi传导充电测试仪

2019年10月，在中国上海举办电动汽车大功率充电技术与标准预研工作总结会，全面展示研究成果，获得IEC TC69主席及各国参 会专家的广泛认可。

（1）提升充电安全：ChaoJi充电系统汲取现有国家标准和国际 标准中存在的问题，在机械安全、电气安全、电击防护、防火及热安 全设计上有了大幅度的改进和提升。

（2）提升充电功率：ChaoJi充电系统的电缆组件采用液冷方式， 并增加温度监控系统，最大充电功率可提升到900kW，满足大功率充 电需求，缩短充电时间，使充电像加油一样快捷。

（3）全新结构设计：ChaoJi充电接口与国际主流的GB2015、 CHAdeMO、CCS1、CCS2标准的直流充电接口相比尺寸最小，同时考虑 了与交流接口的组合方案，有利于车企车型设计；

（4）完善的兼容性：ChaoJi充电系统充分考虑了向前兼容问题， 解决了与现有市场存量充电设施的协调问题，同时提供了兼容国际上 GB2015、CHAdeMO、CCS1、CCS2四大充电系统的解决方案。

（5）面向未来应用：ChaoJi充电系统支持即插即充、V2X、自动 充电系统等新技术应用，支持未来通信接口从CAN向以太网升级，为 千安以上超大功率充电留有升级空间，为今后的技术升级做了充分的 考虑。

ChaoJi充电系统可实现向前兼容与向后兼容，在不对原有设备做 任何改造的前提下平滑升级。向前兼容可以选择两种方式，一是利用 低成本的适配器仅做物理尺寸转换，实现连接器的向前兼容。二是采 用双接口的方式以解决充电设备的向前兼容的问题。向后兼容方面， 控制导引电路预留了机械编码，提供了兼容小功率充电系统、超大功 率充电系统、V2X、机械辅助供电等技术升级方案。

ChaoJi充电系统对现有充电通信协议进行了深入的分析和对比， 确定其技术路线。首先在通讯方式上，对比分析现有PLC、CAN 、以 太网三种不同通信方式后，选择采用CAN通信的方式。同时预留了未 来可无缝升级到更先进的以太网通信的设计。其次，在通讯功能上， 在当前的版本上增加完善通信协议版本信息、扩充大电流充电范围、 增加温度监控信息、放电功能、热管理功能、新控制导引电路的新功 能（如预约充电）的信息交互以及即插即充等功能。同时，为了明确 故障等级及处理方式，对故障信息进行了完善和分类。在新一代的通 信协议里将增加包括即插即充、双向充电、身份识别、信息安全等最 新技术的支持，以适应未来发展的需要。

ChaoJi 充电接口采用 7 针端面设计方案，电压等级可达 1000（1500）V，最大电流可达600A。ChaoJi充电接口在设计上减小了整体尺寸，优化了配合公差，降低了功率端子尺寸，满足IPXXB安全要求。同时设计插拔物理导向，加深了插座前端导向插入深度，符合人体工程要求。另外电子锁从原来的枪端移到车端，提升锁的可靠性。 ChaoJi充电接口是目前国际方案中尺寸最小、功率传输最大方案，强度等同或超过了目前国际上四个方案的最高机械性能指标。同时与现 有充电接口组合灵活，满足不同系统配置和扩充需求，非常有利于车企车型设计。德国科尼绍电动汽车ChaoJi传导充电测试仪

充电机应采用GB/T 18487.1中规定的充电模式4和连接方式C对 电动汽车进行充电。通信功能及协议应符合第4章的规定，控制导引 功能应符合3.3的规定，车辆接口应符合第5章的规定。适配器应符合 3.4及第5章的相关规定。

*电动汽车与充电机之间连接确认电动汽车与充电机应能确认彼此之间的连接状态。 充电机控制装置应通过测量检测点1（见图3-1）的电压值判断车辆插头与车辆插座是否完全连接。 车辆控制器应通过测量检测点2和检测点3（见图3-1）的电压值判断车辆插头与车辆插座是否完全连接。车辆在启动前应通过闭合Sv 测量检测点3电压判断是否处于不可行驶状态。

*充电控制及监测 充电机应能通过数字通信告知电动汽车该充电接口的允许可用电流范围和电压输出范围，最大允许电流值不应超过供电设备最大电流和连接点额定电流的较小值。 电动汽车根据接收到的允许可用电流范围，向充电机下发电流需求指令；电动汽车根据接收到的电压信息，同时将电池的电池组总电 压与最高允许充电电压通过数字通信告知充电机。注：boost模式要求正在考虑中（TBD）。德国科尼绍电动汽车ChaoJi传导充电测试仪

当发生以下一种或多种情况持续500ms时，充电机应在500 ms内 触发紧急停机。

- 当需求电流<30A，输出电流超过（车辆当前需求电流+0.6）A。 当发生输入电压高于最高允许充电电压或输入电流大于需求电

电气隔离 充电机电能输入与电能输出采用变压器隔离，提供隔离的非直接

充电机每个充电接口的直流输出正、负母线对大地等效电容均不 应大于500 nF。

3-1）的外侧电压，当此电压≥10V时应停止绝缘检测，断开开关S1并发出告警信息； 充电机在充电前检测到绝缘故障时，应停止充电流程，断开开关S1并发出告警信息。 推荐充电机在充电前及充电初始阶段应同时进行平衡接地和不平衡接地检测；充电其余阶段仅进行不平衡电路检测。 充电机在充电过程中检测到绝缘故障时应触发故障停机：

充电机应具备对内部高压系统、充电电缆、车辆插头等温度监测 功能；车辆应具备对其内部高压系统、车辆插座等温度监测功能。当 温度采集单元中测得的温度或温升超过安全限值时，充电机和车辆应 提供保护措施，如采取强制液体冷却方式、降低充电电流或停止输出 等。例如：当车辆插头中任一接触点温度超过90℃时，充电机应在9s

（TBD）内触发故障停机。 液体冷却介质应采用环保、绝缘、高闪点和高燃点的材料。 冷却系统失效时，充电机应能自动限制输出电流不超过不具备冷

*锁止功能 电动汽车确认车辆接口完全连接后，启动电子锁可靠锁止。充电过程中应保持电子锁锁止状态。充电结束后且充电接口电压降至60V DC以下时，电子锁方可解锁。 3.2.8 保护接地导体连续性监测充电系统应在充电过程中对保护接地导体的电气连续性进行持 续监测。

充电机检测到失去保护接地导体电气连续性后20ms（TBD）内触 发紧急停机。

电动汽车检测到失去保护接地导体电气连续性时，充电机应在检 测到开关S2断开后20ms（TBD）内触发紧急停机。

器主触点出现粘连的情况后，充电机应触发故障停机或禁止充电并发 出告警信息。

车辆应在充电结束时进行直流接触器触点烧结检测，当检测到任 何一个接触器主触点出现粘连的情况后，车辆应禁止充电并发出告警信息。德国科尼绍电动汽车ChaoJi传导充电测试仪

充电机应具备对直流输出回路进行短路检测的功能，充电机的短 路检测在绝缘检测阶段进行，当直流输出回路出现短路故障时，应在 1 s内触发故障停机或禁止充电并发出告警信息。

电动汽车动力电池回路应具备短路保护器件，当回路出现短路故 障时，应在1s内触发故障停机并发出告警信息。

-限制车辆插头的 I2t 不超过 500,000A2s(TBD)；

*预充电（启动电流限制） 充电机应具备启动电流限制功能，采用防反灌二极管和旁路预充电路两种方案之一。启动充电阶段，电动汽车闭合车辆侧直流接触器后，充电机应检测电池电压并判断此电压是否正常。 防反灌二极管方案：充电机检测到电池电压正常后，将输出电压调整到当前电池端电压减去5V～10V，再闭合充电机侧的直流输出接 触器。

旁路预充电路方案：充电机检测到电池电压正常后，将输出电压 调整到当前电池端电压减去5V～10V，先闭合C2，然后闭合Spre开关， 延时一段时间（TBD）后再闭合C1，充电结束时先断开C1，然后断开 Spre，最后断开C2。

*后备保护 充电机应在充电阶段实时判断电池管理系统BCL报文中的需求电压值和电流值，当检测到该值大于车辆最高允许充电电压和/或最大 允许充电电流时，应在1s（TBD）内触发故障停机并发出告警信息。德国科尼绍电动汽车ChaoJi传导充电测试仪

*故障停机 故障停机是当车辆或充电机检测到故障（如输出过压、输出过流、电池过压、单体电池过压、单体电池过温、充电接口过温、通讯中断、绝缘故障、电压不匹配、电流不匹配等）时，应在规定时间内触发故 障停机，具体执行动作见3.3.3.8.1和3.3.3.8.2。

*紧急停机 紧急停机是当车辆或充电机检测到内部严重故障（如CC1连接异常、保护接地连续性丢失、急停、充电机S1断开、车辆S2断开等）时，应在规定时间内 触发紧急停机

ChaoJi车辆向前兼容ChaoJi车辆与GB/T 18487.1-2015附录B充电机进行充电，向前兼 容电路及充电流程应符合3.4.3.2的要求。ChaoJi车辆应将通信协议 版本切换为GB/T 27930-2015;充电功能应符合GB/T 18487.1-2015及 附录B的要求，如充电过程中车辆负责绝缘检测等。

Chaoji充电接口和快充方面的技术合作，是在中日两国主导的新的快充标准上进行合作基础上，按照当前的发展趋势未来在部分东南亚国家、印度和韩国，都可能往这个方向发展。在相当长的一段时间里面，日本的电动汽车的充电都是限制在ChadeMO的较低充电功率之下的，这次一下子实现了一个很大的阶跃。CHAdeMO 3.0标准的充电器的体积更小，电缆也会缩小，但是由于设计的优化车辆的充电功率能够超过500kW（最大电流600A）。
 

电动汽车在减少交通运输行业的温室效应气体、稳定能源供给等方面发挥着巨大的作用，全球对此寄与厚望。电动汽车的发展与普及过程中，其配置的充电电池极其重要。 日本电动汽车快速充电器协会CHAdeMO是一个推动电动汽车快速充电器实现国际标准化的组织，包括全球著名汽车制造商丰田汽车公司、日产汽车公司在内，已经有超过270家的来自世界各地的汽车制造商、充电器制造商等企事业团体加入成为其会员。

电动汽车ChaoJi传导充电=日标Chademo 3.0充电测试仪

制造商面临的电子移动发展给汽车和充电系统带来新的挑战。chademo描述了相对较新的标准直流充电要求系统、波形和通信用于控制充电过程。这个电动汽车与充电系统的结合从不同的制造商可以导致不同的系统公差和干扰影响。由于充电过程长且不同互动充电故障的原因很难掌握。德国Comemso科尼绍日标Chademo 3.0充电分析测试仪（日标电动汽车Chademo 3.0充电模拟器）

Comemso Chademo分析仪/模拟器，在整个充电期间测量并验证通信和负载电路是否符合标准，并记录所有偏差。这样不仅可以识别充电失败的原因，而且可以显示和可视化事件的因果关系。此外，还提供了完整的电动汽车模拟或充电器模拟。半自动测试和全自动测试库以及故障注入和健壮性测试可用于客户选择。
 

EV充电分析仪用于新能源电动汽车充电过程的分析与评价
 

符合交流AC标准:IEC61851-1,SAEJ1772和GB/T18487.1-2015
符合直流DC标准: IEC 61851-1, DIN 70121, ISO 15118, SAE J1772 和IEC 61851-23.
通讯协议分析标准：GB/T27930-2011和GB/T27930-2015标准

电动汽车的发展为汽车和充电系统制造商带来了新的挑战。由于230V交流电源分布普遍，新能源电动汽车的导电充电系统得到广泛应用。相关各种新的标准IEC 61851-1，DIN 70121，ISO 15118、 SAE J1772描述了欧洲和美国交流和直流充电系统的要求，同时中国GB／T也对充电系统和协议进行了规范和要求；充电回路波形以及充电过程的控制信号提出了各自的表述和要求。德国Comemso科尼绍日标Chademo 3.0充电分析测试仪（日标电动汽车Chademo 3.0充电模拟器）

随着电动汽车与充电设施的不断开发与更新，不同的电动汽车和充电桩之前可能会出现系统的相容性问题以及难以避免的干扰问题。同时，由于充电过程耗时相对较长，充电中断等情况的原因往往很难直接找到。

德国Comemso科尼绍日标Chademo 3.0充电分析测试仪（日标电动汽车Chademo 3.0充电模拟器）

科尼绍ComemsoEV充电分析仪/模拟器，通过对充电过程中控制信号和负载回路的监测与评价，为充电中各种问题的分析和解决提供有效的途径。

德国科尼绍集团Comemso位于德国斯图加特企业工业中心，是戴姆勒和宝马等知名车企的重要合作伙伴，客户遍布世界知名新能源汽车企业。在多年以前已经掌握和引领汽车充电检测技术的发展，为汽车充电检仿真测试提供全套解决方案和硬件支持。在中国，富瑞博国际与德国科尼绍集团深度合作，负责国内新能源汽车行业的所有销售工作。

科尼绍Comemso EV充电分析仪/模拟器设备，是面向新能源领域充电桩/电动汽车的一款优秀检测设备，不仅可以模拟车、模拟桩，也可以设置在车与桩之间进行监测，同时又具备机架式和便携式两种产品类型。该设备，在欧洲/北美早已作为充电测试首选，国际知名整车厂如宝马、奔驰、奥迪、福特等和充电桩设备制造商有广泛的使用。

产品优势：

* 应对全世界范围内的各种插头和接口

符合交流AC标准：IEC61851-1,SAEJ1772和GB/T18487.1-2015
符合直流DC标准：IEC 61851-1, DIN 70121, ISO 15118, SAE J1772 和IEC 61851-23.

通讯协议分析标准：GB/T27930-2011和GB/T27930-2015
WPT无线充电标准：JSON (SAE J2954) 

产品应用

(3)使用EVCA搭配电动汽车/充电桩实现充电过程的全称检测

(3)使用EVCA搭配电动汽车/充电桩实现充电过程的全称检测

专为不同类型的使用而设计

1、充电全过程中进行实时测试分析(Man-in-the-Middle模式):
放在EVSE-EV中间,对充电过程进行监测；可以长时间进行数据记录   

2、EV Test模式 电动汽车测试模拟

* PP响应模拟测试
 

3、EVSE Test模式测试EVSE充电桩
EVSE Test模拟电动汽车，搭配电源电子负荷，检测充电桩                                                                                                           

* CP信号短路测试
 

过程监控表格画面

*表格中可以显示每一过程的持续时间，以及CAN信号的有效信号占比。
 

测量

- 显性和隐性水平的电压
 

AC充电全过程中进行实时测试分析:

  

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