法规天地——充电标准体系介绍
2023年是中国汽车行业值得铭记的一个里程碑,据统计全年中国汽车出口达526万辆,跃居世界第一。其中,新能源汽车功不可没,2023年出口量超120万辆,成功实现换道超车。
作为中国新能源汽车标准路线图的重要组成部分,充电标准体系属于基础类重要标准之一,正如燃油车需要先加油,电动车也需要首先解决动力电池充电问题。近年来,随着电动汽车续驶里程需求增加,动力电池容量大幅提升,对车辆快速补充电能的需求日益强烈。如何有效解决电动车的里程焦虑,快速大功率直流充电技术必不可少,与之配套的充电标准需要与时俱进。
回顾历史,在2015年发布的国充2015系列标准是目前国内市场车桩充电的主流标准,它也很好陪伴了过去8年左右中国新能源汽车度过了市场哺育期,成功完成了历史使命。随着新能源汽车市场和技术的逐渐成长,2023年全新的适应大功率直流充电技术系列标准终于呼之欲出。
国充2015系列标准统一,而最新的国家电动车充电标准呈现出国充2015+(暨2015标准升级版)和CHAOJI(超级)两套充电标准双雄并起,并驾齐驱的局面。经过多年的反复研讨,2023版充电系列5+2项(其中2项待发布)国家标准正式出台,并最终形成了由全国汽车标准化委员会主导的国充2015+、中国电力企业联合会主导的ChaoJi方案等2套完全不同充电标准体系并行共存的格局,供市场自由选择。
如下分别简单介绍国充2015+和中电联超级CHAOJI充电体系的标准内容:
01 国充2015+充电体系
NTCAS汽标委归口,
对原有2015版全面兼容升级
硬件接口
GBT 20234.1-2023《电动汽车传导充电用连接装置 第1部分:通用要求》
GBT 20234.3-2023《电动汽车传导充电用连接装置 第3部分:直流充电接口》
修订要点
电压参数规格提升至DC1500V,电流参数规格扩展至10~1000A;
增加主动冷却与温度监测要求与试验方法,为带液冷和温度监测产品提供测试依据;
修改机械强度、锁止装置、使用寿命等试验方法,细化检测规则和完善评价方法;
在全面兼容2015版直流充电接口基础上,为避免低温下暴力插拔造成的损坏,调整插座CC2 尺寸(高度降低5mm)。
上述两项标准于2023.9.7发布,并于当日正式实施。
通讯协议(草案)
GBT 27930.2-2023《非车载传导式充电机与电动汽车之间的数字通信协议第2部》
修订要点
导引电路变更:
车端新增检测点3,新增常闭开关S1和S3、新增R6_9 kΩ、R4转移至车辆侧;
桩端新增常闭开关S1,R1由1kΩ变为2kΩ,新增R2_3 kΩ。
导引电路新功能:
增加电平信号传递急停命令;
增加PE断针及传入人体电阻故障识别;
预留切换高速通信功能;
拓展V2L放电功能等。
控制导引(草案)
GBT 18487.5-2023《电动汽车传导充电系统 第5部分:用于GB/T 20234.3的直流充电系统》
修订要点
兼容性:定义休眠、唤醒、重启、重连,停供退出方式和中止原因;
基础方案限值充电双方交互信息;
新功能:定义有限安全即插即充、供电模式和休眠版V2G;
系统安全:充电结束增加粘连检测环节;
扩展性:版本协商增加车端请求。
上述2项草案预计在2024年可以正式发布,届时国充2015+充电标准体系将可以全面兼容市场存量车桩(GBT2015体系),并适应未来全新的大功率直流充电技术需求。
02 CHAOJI超级充电体系
CEC中电联归口
CHAOJI是一套包括充电连接组件、控制及导引电路、通信协议、充电系统安全、热管理等完整的传导充电系统解决方案,满足电动汽车充电快捷、安全、兼容的要求。ChaoJi充电技术得到国际上广泛关注,先后在中德电动汽车标准工作组机制、中国与CHAdeMO协议会合作框架下,中德、中日广泛交流,共同推动ChaoJi标准国际化。
硬件接口
GBT 20234.4-2023《电动汽车传导充电用连接装置 第4部分:大功率直流充电接口》
通讯协议
GBT 27930-2023《非车载传导式充电机与电动汽车之间的数字通信协议:用于GB/T 20234.4的直流充电系统》
控制导引
GBT 18487.1-2023《电动汽车传导充电系统 第1部分:通用要求》
修订要点
更安全和可靠的全新系统设计(机械、电气、信息、热管理);
采用分层可重载的通信协议架构;
兼容性更强,与国际4大标准具有相同的底层逻辑;
在软硬件方面均预留了升级接口。
上述3项CHAOJI充电标准于2023.9.7发布,于2024.4.1正式实施。
由于有了GB/T2015国标的市场实践基础,ChaoJi标准在结构设计、机械强度、充电安全性、兼容性、大功率充电、后续新功能扩展能力等方面都具备一定的后发优势。另外,ChaoJi标准接口通过转接头以及专门设计的导引电路等系统控制策略,可以兼容适配GB/T2015、日本CHAdeMO、美国CCS1、欧洲CCS2四大充电系统。还有,考虑到车身设计,ChaoJi接口设计更加小巧紧凑,可以和国标、美国CCS1、欧洲CCS2做成一体化的Combo形态,将直流和交流充电做成一个连接器。
03 国际充电标准体系
美标(CCS1)
TESLA (NACS)
欧标 (CCS2)
日标(CHAdeMO)
上述国际主流充电标准体系相互独立,分别具有不同的硬件接口,通讯协议和导引电路,不能简单互联互通。其中,TESLA(NACS)充电标准有点异军突起,后来居上之势,打破了北美市场美标(CCS1)一家独大的统治地位。
目前国际电动车的主流充电标准体系
目前联合汽车电子作为新能源汽车零部件供应商,已经成立跨部门的充电标准体系研究团队,开展国内外充电标准体系的解读和深入研究并已经在VCU、BMS、OBC、CHARCON 等产品上进行了全面布局,可以快速响应OEM主机厂家的各种标准开发需求。
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