倪峰：《中國(guó)電動(dòng)汽車(chē)傳導(dǎo)式充電接口標(biāo)準(zhǔn)回顧與進(jìn)展》

 

 

 

 

演講實(shí)錄

 

 

 

國(guó)網(wǎng)電科院實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證中心副主任倪峰出席論壇并發(fā)表主題演講——《中國(guó)電動(dòng)汽車(chē)傳導(dǎo)式充電接口標(biāo)準(zhǔn)回顧與進(jìn)展》。

 

 

以下為演講實(shí)錄：  

 

大家上午好！今天我的主題是充電汽車(chē)接口標(biāo)準(zhǔn)化的回顧與進(jìn)展。首先介紹一下中國(guó)的電動(dòng)汽車(chē)充電接口發(fā)展的歷史，以及現(xiàn)在我們正在做的幾項(xiàng)國(guó)標(biāo)進(jìn)展情況，給大家分享一下。

 

電動(dòng)汽車(chē)充電設(shè)施很重要的一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)就是接口標(biāo)準(zhǔn)，充電接口包括充電連接器，包括導(dǎo)引，包括通信協(xié)議，包括充電系統(tǒng)，尤其是系統(tǒng)安全和操作控制的問(wèn)題?，F(xiàn)在目前在我們國(guó)家針對(duì)這幾項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)，主要是下面幾個(gè)系列標(biāo)準(zhǔn)，一個(gè)是18487.1（充電設(shè)施基礎(chǔ)標(biāo)準(zhǔn)），它定義了傳導(dǎo)式充電接口所有的基本概念，充電的框架，包括里面的一些控制時(shí)序、導(dǎo)引電路都在這里面完成，交流和直流部分都有涉及。還有一個(gè)是27930，這個(gè)標(biāo)準(zhǔn)主要針對(duì)的是通信協(xié)議（直流充電），其次是20234系列，一共有四部分，第一部分是通用要求，定義了充電連接器的一般性的要求和試驗(yàn)方法。第二部分是關(guān)于交流接口，第三部分直流接口，第四部分大功率直流充電接口，也是新一代直流充電接口（Chaoji方案），這是目前關(guān)于傳導(dǎo)式接口標(biāo)準(zhǔn)的基本情況。

 

首先，給大家簡(jiǎn)單回顧一下充電標(biāo)準(zhǔn)的歷史。充電接口交流出的比較早，上世紀(jì)九十年代美國(guó)SAE出了現(xiàn)在的Type1的接口，后來(lái)中國(guó)出了Type2的標(biāo)準(zhǔn)。實(shí)際上直流充電接口出現(xiàn)比較晚，全世界第一套直流充電接口是日本的CHAdeMO，2011年正式出來(lái)。中國(guó)2011年中國(guó)推出了2011版的充電接口標(biāo)準(zhǔn)，歐美CCS2013年完成CCS標(biāo)準(zhǔn)。在2011版的時(shí)候，當(dāng)時(shí)我們處在非常懵懂的狀態(tài)，產(chǎn)業(yè)才剛剛開(kāi)始起步。2008年國(guó)家開(kāi)始搞十城千量，現(xiàn)在看是非常小的數(shù)字。

 

2011版的標(biāo)準(zhǔn)真正開(kāi)始啟動(dòng)編制差不多2010年的時(shí)候。當(dāng)時(shí)的情況是“十城千量”進(jìn)行了兩年，當(dāng)時(shí)的情況并不是非常順利，大多數(shù)城市是把它作為一個(gè)割裂的項(xiàng)目，互相之間沒(méi)有聯(lián)系，充電接口非常亂，有的直接拿工業(yè)連接器直接用了，有的把鐵軌上的連接裝置拿過(guò)來(lái)用，通信協(xié)議也非常亂。那時(shí)候國(guó)家開(kāi)始說(shuō)需要一個(gè)統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)開(kāi)始做這個(gè)事，由于當(dāng)時(shí)對(duì)充電了解非常少，國(guó)際上也沒(méi)有什么參考，尤其是直流，當(dāng)時(shí)日本的CHAdeMO剛剛出來(lái)，我們的標(biāo)準(zhǔn)有非常濃重的CHAdeMO的影子，包括里面用的通信、輔助電源都是仿照了日本的思路。由于種種情況，我們要求中國(guó)自己獨(dú)立做一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)，一定要跟國(guó)外有區(qū)別，當(dāng)時(shí)在日本的基礎(chǔ)上做了一些當(dāng)時(shí)認(rèn)為是優(yōu)化，后來(lái)發(fā)現(xiàn)其實(shí)很多地方的設(shè)計(jì)是有問(wèn)題的，后來(lái)匆匆把2011版推出來(lái)了。這個(gè)標(biāo)準(zhǔn)它連電子鎖都沒(méi)有，充電槍可以直接拔下來(lái)，包括導(dǎo)引電路、通信協(xié)議存在很多缺陷。

 

2014年的時(shí)候，在2011版的基礎(chǔ)上進(jìn)行了改進(jìn)，推出了2015版（現(xiàn)在的接口標(biāo)準(zhǔn)）。雖然我們意識(shí)到當(dāng)時(shí)有很多問(wèn)題，但是當(dāng)時(shí)有一個(gè)指導(dǎo)原則，我們不能修改2011版的接口，怕對(duì)當(dāng)時(shí)的產(chǎn)業(yè)造成沖擊。因?yàn)?011版設(shè)計(jì)的時(shí)候，尤其連接器的設(shè)計(jì)，存在著很多天生的缺陷，比如鎖的邏輯、防護(hù)方式，都是存在著很大的問(wèn)題，但是由于2015版必須插在2011版的限制，造成了無(wú)法根本上解決這個(gè)問(wèn)題。2015版只是做了一些所謂的改進(jìn)，即使這樣大家可能也知道2016、2017年的時(shí)候出現(xiàn)了大量的問(wèn)題，到現(xiàn)在也有很多問(wèn)題，槍插上去拔不下來(lái)，鎖不可靠、易破損等等都存在在接口上。

 

2016年開(kāi)始我們就在想是不是做一個(gè)徹底的解決方案，把這個(gè)問(wèn)題解決掉，后來(lái)誕生了Chaoji解決法案。

 

我們馬上要發(fā)布幾項(xiàng)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的編制原則，前面我回顧了為什么做新的標(biāo)準(zhǔn)，首先我們要解決以前遺留的歷史問(wèn)題，更重要的是為未來(lái)的電動(dòng)汽車(chē)充電設(shè)施的發(fā)展打下非常好的基礎(chǔ)，向前向未來(lái)兼容，使它做到平滑的升級(jí)，而不是以前每做一次修改都對(duì)產(chǎn)業(yè)產(chǎn)生一次振動(dòng)，我們希望把這個(gè)問(wèn)題徹底解決掉。第一個(gè)原則，對(duì)原有標(biāo)準(zhǔn)不做非常大的改動(dòng)，只是做一些提升，讓大家盡量保持穩(wěn)定。同時(shí)，我們要采用一個(gè)全新的設(shè)計(jì)，考慮到兼容問(wèn)題的情況下，提升安全性和可操作性，一方面為未來(lái)打好良好的基礎(chǔ)，我們更希望這個(gè)標(biāo)準(zhǔn)走向世界，而不是停留在中國(guó)。

 

這個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的修訂過(guò)程本著完全開(kāi)放的原則，對(duì)整個(gè)社會(huì)完全開(kāi)放。所有標(biāo)準(zhǔn)和討論現(xiàn)在基本上都沒(méi)有面對(duì)面的會(huì)議，全是線上形式，我們討論的信息在群里都是公開(kāi)的，參加的企業(yè)非常多，包括電池、汽車(chē)、設(shè)施、制造商等等，都在里面發(fā)揮了各種各樣的作用，也有人在里面旁聽(tīng)一下，也提出了很多貢獻(xiàn)。整個(gè)編制過(guò)程中不僅對(duì)中國(guó)開(kāi)放，對(duì)全世界也開(kāi)放，我們收到了來(lái)自德國(guó)、日本、荷蘭等國(guó)家發(fā)過(guò)來(lái)的意見(jiàn)，進(jìn)行了修訂。

 

整個(gè)過(guò)程是一個(gè)透明的過(guò)程，我們采用了以前在各種國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的編制里面都沒(méi)有出現(xiàn)過(guò)的一種方式進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)編制。也就是說(shuō)，以前往往有一個(gè)牽頭單位，所有工作基本上都由這個(gè)牽頭單位做，平時(shí)也不怎么跟大家交流，一般來(lái)說(shuō)拿到任務(wù)以后寫(xiě)好一個(gè)草稿開(kāi)一次會(huì)，這個(gè)會(huì)一般一天時(shí)間，回去大家改改再來(lái)一次會(huì)議，差不多就可以報(bào)批了。這次我們完全采取了不一樣的措施，整個(gè)標(biāo)準(zhǔn)從一開(kāi)始的方案設(shè)計(jì)、初稿的完成，我們都是公開(kāi)的。每個(gè)禮拜針對(duì)三項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)都有分別的會(huì)議，一個(gè)禮拜開(kāi)三次會(huì)，平均下來(lái)2~3會(huì)議，以電話會(huì)的形式，每次都有一個(gè)專(zhuān)門(mén)的主題進(jìn)行討論。過(guò)程中，差不多兩年時(shí)間開(kāi)了160多次會(huì)議，前前后后行業(yè)上征集了2600多條意見(jiàn)，對(duì)整個(gè)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行了詳盡的討論，包括還有很多廠家給我們提供了大量測(cè)試數(shù)據(jù)，對(duì)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行不斷地完善。

 

同時(shí)，除了在國(guó)內(nèi)開(kāi)會(huì)議以外，在國(guó)際上我們成立了新時(shí)代充電接口的工作組，這個(gè)工作組里面分了三個(gè)子工作組，針對(duì)充電系統(tǒng)、連接器、通信協(xié)議。來(lái)自德國(guó)、美國(guó)、日本、荷蘭、韓國(guó)這些國(guó)家的專(zhuān)家都參加了這個(gè)討論，對(duì)整個(gè)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行了非常完善的意見(jiàn)征集，包括測(cè)試，同時(shí)這個(gè)標(biāo)準(zhǔn)也同步在IEC也在做一些工作。現(xiàn)在其中連接器的部分，以IEC63454上個(gè)禮拜正式發(fā)布了，關(guān)于適配器的標(biāo)準(zhǔn)現(xiàn)在正在制定中，已經(jīng)完成了第一輪的CD意見(jiàn)征集，馬上要進(jìn)入CDB的階段。

 

另外，在標(biāo)準(zhǔn)編制過(guò)程中我們發(fā)現(xiàn)了一個(gè)問(wèn)題，我們希望結(jié)合國(guó)標(biāo)委正在推動(dòng)的標(biāo)準(zhǔn)數(shù)字化的方向做一些改革。原來(lái)一項(xiàng)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)編制發(fā)布以后，到第二輪的修訂一般來(lái)說(shuō)要3~5年時(shí)間才可能修訂它，三年時(shí)間內(nèi)不能動(dòng)它。大家知道，我們這個(gè)行業(yè)變化日新月異，每天都有新需求出來(lái)，尤其各種各樣的商業(yè)模式，還有各種各樣充電的方式，比如我們前面收到有些企業(yè)提出的脈沖式充電、脈沖式加熱這些請(qǐng)求，如何把這些東西和標(biāo)準(zhǔn)結(jié)合在一起，我們希望做一個(gè)開(kāi)源的項(xiàng)目，這個(gè)項(xiàng)目剛剛啟動(dòng)，我們會(huì)專(zhuān)門(mén)成立一個(gè)技術(shù)組維護(hù)這個(gè)標(biāo)準(zhǔn)，把這個(gè)標(biāo)準(zhǔn)電子化。我們會(huì)有一套電子系統(tǒng)維護(hù)這個(gè)標(biāo)準(zhǔn)體系，但是這個(gè)東西通過(guò)技術(shù)委員會(huì)不斷地迭代，這個(gè)方式在國(guó)際上非常流行。美國(guó)SAE的標(biāo)準(zhǔn)兩三個(gè)月可以進(jìn)行一次（修訂），我們希望做成這樣，一旦有新的應(yīng)用出來(lái)以后，相對(duì)成熟以后就可以納入到組線里面成為組標(biāo)準(zhǔn)，用這種方式維護(hù)標(biāo)準(zhǔn)，我們希望對(duì)產(chǎn)業(yè)進(jìn)行非常快速的迭代，把需求反映到標(biāo)準(zhǔn)里面去。標(biāo)準(zhǔn)報(bào)過(guò)來(lái)又去支撐各行各業(yè)。

 

原來(lái)的標(biāo)準(zhǔn)有一個(gè)非常大的問(wèn)題，現(xiàn)在這么多的汽車(chē)廠家，都是參差不齊的，尤其對(duì)于底層的理解存在很大的問(wèn)題。我們希望通過(guò)開(kāi)源的方式，免費(fèi)提供給這些廠家，廠家拿到這些底層代碼以后，只要在上面做應(yīng)用就可以了，不需要對(duì)底層的通信擔(dān)心，以這種方式可以解決互操作的問(wèn)題，同時(shí)對(duì)產(chǎn)業(yè)也是一種提升。

 

 

下面簡(jiǎn)單的把幾個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的修訂情況給大家介紹一下：

 

1）GB/T18487.1。18487.1這是最基礎(chǔ)的部分，框架、定義、安全都在里面做了。整個(gè)標(biāo)準(zhǔn)和2015版比有質(zhì)的提升，送審稿篇幅達(dá)到了180頁(yè)，原來(lái)三個(gè)加一起都沒(méi)這么多，把以前說(shuō)不清楚的問(wèn)題從基本概念開(kāi)始進(jìn)行了定義，包括像一些兼容性的問(wèn)題、互操作的問(wèn)題、安全性的問(wèn)題都進(jìn)行了非常詳盡的定義。所有條款的要求全部和最新版的IEC標(biāo)準(zhǔn)同步。

 

2）GB/T29930。27930的通信協(xié)議，原來(lái)最早這個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的框架在2011年的時(shí)候由中國(guó)南方電網(wǎng)提出的，當(dāng)時(shí)做這個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的時(shí)候參照了電力標(biāo)準(zhǔn)，作為一個(gè)控制標(biāo)準(zhǔn)來(lái)做的。大家做過(guò)的都知道，定義得非常死，基本上按一個(gè)點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的通信去做這個(gè)事情，所有事情都定義到比特、定義到字節(jié)去做的，完全是一個(gè)基于控制的協(xié)議。實(shí)際上，如果大家看過(guò)ISO15118（歐美用的標(biāo)準(zhǔn)），包括充電系統(tǒng)的發(fā)展趨勢(shì)，控制只是其中一部分，越來(lái)越多會(huì)涉及到商業(yè)模式上的東西，比如以后賬單的傳輸、身份的識(shí)別、信息的安全，像這些東西如果用27930原來(lái)的架構(gòu)基本無(wú)法實(shí)現(xiàn)，所以新標(biāo)準(zhǔn)做了非常大的改變。

 

我們提出了分層的架構(gòu)，用ISO的七層的架構(gòu)用了其中幾層，物理層、傳輸層和應(yīng)用層，有了這幾層應(yīng)用層和物理層完全分離開(kāi)了，汽車(chē)通信技術(shù)正在從Kan向以太網(wǎng)發(fā)展，那時(shí)候應(yīng)用層可以直接裝載在IP上走，不需要重新做一套東西。在整個(gè)功能上，我們引入了類(lèi)似于軟件工程里面的重載的概念，進(jìn)行一些功能我們進(jìn)行了一些可重載的設(shè)計(jì)，大多數(shù)數(shù)只需要充電，不需要V2G和其他特殊的功能，只要用一個(gè)功能模塊最基本版就可以實(shí)現(xiàn)這些東西，一旦有新需求出來(lái)以后，這時(shí)候可以重載以一個(gè)新的功能模塊加上去。在不改變以前所有的硬件和軟件的情況下，只要改變一個(gè)配置就可以把新功能引進(jìn)來(lái)，這樣整個(gè)架構(gòu)可以非常靈活，支持各種各樣的功能，未來(lái)引入任何新功能，都可以重載設(shè)計(jì)，這是安全軟件工程的方法重新設(shè)計(jì)了系統(tǒng)框架。

 

3）GB/T27930。現(xiàn)在出現(xiàn)的第一版的27930描述的是框架和最基本的功能模塊，與此同時(shí)有很多企業(yè)現(xiàn)在正在定制一些比較特殊功能的模塊，比如歐陽(yáng)院士團(tuán)隊(duì)下面有一個(gè)團(tuán)隊(duì)做脈沖加熱，可以專(zhuān)門(mén)針對(duì)脈沖加熱做一個(gè)模塊，替代掉供電模式，完成特殊的方式，這樣整個(gè)標(biāo)準(zhǔn)就具備了非常好的形式，不像以前牽一發(fā)而動(dòng)全身，現(xiàn)在完全不需要這樣做了。

 

4）GB/T20234.4。關(guān)于連接器方面，我今天主要講一下20234.4，定義為Chaoji。除了連接器本身的端面，現(xiàn)在我們?cè)贗EC已經(jīng)發(fā)布了，車(chē)輛適配器也在IEC立項(xiàng)了，關(guān)于溫升我們準(zhǔn)備和國(guó)際組織做一些同步。我們希望是一套完整的東西，出來(lái)以后比如如何兼容原來(lái)的2015版，怎么兼容CCS，怎么兼容CHAdeMO我們都有詳盡的說(shuō)明，這是一套國(guó)際化的設(shè)計(jì)。未來(lái)采用這套標(biāo)準(zhǔn)的車(chē)，用這個(gè)適配器就可以兼容CHAdeMO或者CCS的標(biāo)準(zhǔn)。目前日本的系統(tǒng)和中國(guó)的系統(tǒng)完全做過(guò)了測(cè)試，在日本發(fā)布了CHAdeMO3.0，馬上4.0要出來(lái)了，會(huì)針對(duì)Chaoji完成國(guó)際化的過(guò)程，整個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的定點(diǎn)定位不僅定位在中國(guó)的市場(chǎng)，我們希望做一個(gè)全世界的通用標(biāo)準(zhǔn)，在全世界得到應(yīng)用。

 

如圖所示是目前標(biāo)準(zhǔn)的一些進(jìn)展情況，整個(gè)標(biāo)準(zhǔn)差不多經(jīng)歷了近兩年時(shí)間，從立項(xiàng)開(kāi)始?，F(xiàn)在這三個(gè)標(biāo)準(zhǔn)上禮拜在北京剛剛完成了送審，在國(guó)慶后報(bào)國(guó)標(biāo)委報(bào)批，應(yīng)該在年內(nèi)或者明年年初會(huì)正式發(fā)布這三項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)。

 

最后簡(jiǎn)單說(shuō)一下關(guān)于標(biāo)準(zhǔn)的一些看法。怎么樣讓標(biāo)準(zhǔn)引領(lǐng)一個(gè)產(chǎn)業(yè)？其實(shí)這里面涉及到很多問(wèn)題：

 

1）需要一個(gè)安全嚴(yán)謹(jǐn)可知性的標(biāo)準(zhǔn)，經(jīng)過(guò)我們的努力基本上可以達(dá)到這個(gè)方向。標(biāo)準(zhǔn)寫(xiě)得不嚴(yán)謹(jǐn)，不可執(zhí)行，比如你想指導(dǎo)一個(gè)行業(yè)，大功率充電機(jī)這樣的標(biāo)準(zhǔn)拿過(guò)來(lái)只有三四頁(yè)紙，這樣的標(biāo)準(zhǔn)沒(méi)有執(zhí)行的可能性。我們國(guó)家很多標(biāo)準(zhǔn)都是這樣，只寫(xiě)了一些放之四海皆真理的幾句話，但是不給你試驗(yàn)方法，不給你合格判定條件，不告訴你整個(gè)詳細(xì)的要求參數(shù)，比如用了這個(gè)東西以后不能著火，像這種要求提出來(lái)以后等于沒(méi)提，所以標(biāo)準(zhǔn)的可執(zhí)行性是第一要滿足的。

 

2）我們需要有一個(gè)方法去推廣這個(gè)標(biāo)準(zhǔn)。如果按傳統(tǒng)的方式，幾年迭代一次，這種標(biāo)準(zhǔn)實(shí)際上到最后會(huì)逼著大家在這個(gè)過(guò)程中出現(xiàn)很大的混亂。A廠家做一個(gè)，B廠家做一個(gè)，亂七八糟一大堆東西，非常亂。我們認(rèn)為ABC廠家可以分開(kāi)做，做到一定程度的時(shí)候，必須需要一次迭代，在國(guó)家層面上對(duì)這個(gè)東西進(jìn)行一次判定，盡早地把這個(gè)東西迭代到正確的方向上去，這樣才能保證一致性。

 

3）需要一個(gè)強(qiáng)制權(quán)威可追溯的標(biāo)準(zhǔn)認(rèn)證保障體系。這一點(diǎn)大家深有體會(huì)，現(xiàn)在往往有了1、2，沒(méi)有3也是空的。因?yàn)闆](méi)有一個(gè)強(qiáng)制的方式去對(duì)這個(gè)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行驗(yàn)證的話，這個(gè)標(biāo)準(zhǔn)大家最后不執(zhí)行，現(xiàn)在很多廠家做形式實(shí)驗(yàn)的時(shí)候是一臺(tái)機(jī)器，往設(shè)備上放的時(shí)候完全不一樣，我們前面做測(cè)試的時(shí)候也發(fā)現(xiàn)了這個(gè)問(wèn)題，比如充電器里面省掉一個(gè)k3、k4，車(chē)上k5、k6省掉一個(gè)，但是送檢的時(shí)候都有。所以只有這三條都滿足了，才是一個(gè)好標(biāo)準(zhǔn)，今天分享到這里，謝謝大家！