演講實錄

 

 

 

國網電科院實驗驗證中心副主任倪峰出席論壇并發表主題演講——《中國電動汽車傳導式充電接口標準回顧與進展》。

 

 

以下為演講實錄：  

 

大家上午好！今天我的主題是充電汽車接口標準化的回顧與進展。首先介紹一下中國的電動汽車充電接口發展的歷史，以及現在我們正在做的幾項國標進展情況，給大家分享一下。

 

電動汽車充電設施很重要的一個標準就是接口標準，充電接口包括充電連接器，包括導引，包括通信協議，包括充電系統，尤其是系統安全和操作控制的問題。現在目前在我們國家針對這幾項標準，主要是下面幾個系列標準，一個是18487.1（充電設施基礎標準），它定義了傳導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序、導引電路都在這里面完成，交流和直流部分都有涉及。還有一個是27930，這個標準主要針對的是通信協議（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方法。第二部分是關于交流接口，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），這是目前關于傳導式接口標準的基本情況。

 

首先，給大家簡單回顧一下充電標準的歷史。充電接口交流出的比較早，上世紀九十年代美國SAE出了現在的Type1的接口，后來中國出了Type2的標準。實際上直流充電接口出現比較晚，全世界第一套直流充電接口是日本的CHAdeMO，2011年正式出來。中國2011年中國推出了2011版的充電接口標準，歐美CCS2013年完成CCS標準。在2011版的時候，當時我們處在非常懵懂的狀態，產業才剛剛開始起步。2008年國家開始搞十城千量，現在看是非常小的數字。

 

2011版的標準真正開始啟動編制差不多2010年的時候。當時的情況是“十城千量”進行了兩年，當時的情況并不是非常順利，大多數城市是把它作為一個割裂的項目，互相之間沒有聯系，充電接口非常亂，有的直接拿工業連接器直接用了，有的把鐵軌上的連接裝置拿過來用，通信協議也非常亂。那時候國家開始說需要一個統一的標準開始做這個事，由于當時對充電了解非常少，國際上也沒有什么參考，尤其是直流，當時日本的CHAdeMO剛剛出來，我們的標準有非常濃重的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，我們要求中國自己獨立做一個標準，一定要跟國外有區別，當時在日本的基礎上做了一些當時認為是優化，后來發現其實很多地方的設計是有問題的，后來匆匆把2011版推出來了。這個標準它連電子鎖都沒有，充電槍可以直接拔下來，包括導引電路、通信協議存在很多缺陷。

 

2014年的時候，在2011版的基礎上進行了改進，推出了2015版（現在的接口標準）。雖然我們意識到當時有很多問題，但是當時有一個指導原則，我們不能修改2011版的接口，怕對當時的產業造成沖擊。因為2011版設計的時候，尤其連接器的設計，存在著很多天生的缺陷，比如鎖的邏輯、防護方式，都是存在著很大的問題，但是由于2015版必須插在2011版的限制，造成了無法根本上解決這個問題。2015版只是做了一些所謂的改進，即使這樣大家可能也知道2016、2017年的時候出現了大量的問題，到現在也有很多問題，槍插上去拔不下來，鎖不可靠、易破損等等都存在在接口上。

 

2016年開始我們就在想是不是做一個徹底的解決方案，把這個問題解決掉，后來誕生了Chaoji解決法案。

 

我們馬上要發布幾項國家標準的編制原則，前面我回顧了為什么做新的標準，首先我們要解決以前遺留的歷史問題，更重要的是為未來的電動汽車充電設施的發展打下非常好的基礎，向前向未來兼容，使它做到平滑的升級，而不是以前每做一次修改都對產業產生一次振動，我們希望把這個問題徹底解決掉。第一個原則，對原有標準不做非常大的改動，只是做一些提升，讓大家盡量保持穩定。同時，我們要采用一個全新的設計，考慮到兼容問題的情況下，提升安全性和可操作性，一方面為未來打好良好的基礎，我們更希望這個標準走向世界，而不是停留在中國。

 

這個標準的修訂過程本著完全開放的原則，對整個社會完全開放。所有標準和討論現在基本上都沒有面對面的會議，全是線上形式，我們討論的信息在群里都是公開的，參加的企業非常多，包括電池、汽車、設施、制造商等等，都在里面發揮了各種各樣的作用，也有人在里面旁聽一下，也提出了很多貢獻。整個編制過程中不僅對中國開放，對全世界也開放，我們收到了來自德國、日本、荷蘭等國家發過來的意見，進行了修訂。

 

整個過程是一個透明的過程，我們采用了以前在各種國家標準的編制里面都沒有出現過的一種方式進行標準編制。也就是說，以前往往有一個牽頭單位，所有工作基本上都由這個牽頭單位做，平時也不怎么跟大家交流，一般來說拿到任務以后寫好一個草稿開一次會，這個會一般一天時間，回去大家改改再來一次會議，差不多就可以報批了。這次我們完全采取了不一樣的措施，整個標準從一開始的方案設計、初稿的完成，我們都是公開的。每個禮拜針對三項標準都有分別的會議，一個禮拜開三次會，平均下來2~3會議，以電話會的形式，每次都有一個專門的主題進行討論。過程中，差不多兩年時間開了160多次會議，前前后后行業上征集了2600多條意見，對整個標準進行了詳盡的討論，包括還有很多廠家給我們提供了大量測試數據，對標準進行不斷地完善。

 

同時，除了在國內開會議以外，在國際上我們成立了新時代充電接口的工作組，這個工作組里面分了三個子工作組，針對充電系統、連接器、通信協議。來自德國、美國、日本、荷蘭、韓國這些國家的專家都參加了這個討論，對整個標準進行了非常完善的意見征集，包括測試，同時這個標準也同步在IEC也在做一些工作。現在其中連接器的部分，以IEC63454上個禮拜正式發布了，關于適配器的標準現在正在制定中，已經完成了第一輪的CD意見征集，馬上要進入CDB的階段。

 

另外，在標準編制過程中我們發現了一個問題，我們希望結合國標委正在推動的標準數字化的方向做一些改革。原來一項國家標準編制發布以后，到第二輪的修訂一般來說要3~5年時間才可能修訂它，三年時間內不能動它。大家知道，我們這個行業變化日新月異，每天都有新需求出來，尤其各種各樣的商業模式，還有各種各樣充電的方式，比如我們前面收到有些企業提出的脈沖式充電、脈沖式加熱這些請求，如何把這些東西和標準結合在一起，我們希望做一個開源的項目，這個項目剛剛啟動，我們會專門成立一個技術組維護這個標準，把這個標準電子化。我們會有一套電子系統維護這個標準體系，但是這個東西通過技術委員會不斷地迭代，這個方式在國際上非常流行。美國SAE的標準兩三個月可以進行一次（修訂），我們希望做成這樣，一旦有新的應用出來以后，相對成熟以后就可以納入到組線里面成為組標準，用這種方式維護標準，我們希望對產業進行非常快速的迭代，把需求反映到標準里面去。標準報過來又去支撐各行各業。

 

原來的標準有一個非常大的問題，現在這么多的汽車廠家，都是參差不齊的，尤其對于底層的理解存在很大的問題。我們希望通過開源的方式，免費提供給這些廠家，廠家拿到這些底層代碼以后，只要在上面做應用就可以了，不需要對底層的通信擔心，以這種方式可以解決互操作的問題，同時對產業也是一種提升。

 

 

下面簡單的把幾個標準的修訂情況給大家介紹一下：

 

1）GB/T18487.1。18487.1這是最基礎的部分，框架、定義、安全都在里面做了。整個標準和2015版比有質的提升，送審稿篇幅達到了180頁，原來三個加一起都沒這么多，把以前說不清楚的問題從基本概念開始進行了定義，包括像一些兼容性的問題、互操作的問題、安全性的問題都進行了非常詳盡的定義。所有條款的要求全部和最新版的IEC標準同步。

 

2）GB/T29930。27930的通信協議，原來最早這個標準的框架在2011年的時候由中國南方電網提出的，當時做這個標準的時候參照了電力標準，作為一個控制標準來做的。大家做過的都知道，定義得非常死，基本上按一個點對點的通信去做這個事情，所有事情都定義到比特、定義到字節去做的，完全是一個基于控制的協議。實際上，如果大家看過ISO15118（歐美用的標準），包括充電系統的發展趨勢，控制只是其中一部分，越來越多會涉及到商業模式上的東西，比如以后賬單的傳輸、身份的識別、信息的安全，像這些東西如果用27930原來的架構基本無法實現，所以新標準做了非常大的改變。

 

我們提出了分層的架構，用ISO的七層的架構用了其中幾層，物理層、傳輸層和應用層，有了這幾層應用層和物理層完全分離開了，汽車通信技術正在從Kan向以太網發展，那時候應用層可以直接裝載在IP上走，不需要重新做一套東西。在整個功能上，我們引入了類似于軟件工程里面的重載的概念，進行一些功能我們進行了一些可重載的設計，大多數數只需要充電，不需要V2G和其他特殊的功能，只要用一個功能模塊最基本版就可以實現這些東西，一旦有新需求出來以后，這時候可以重載以一個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，只要改變一個配置就可以把新功能引進來，這樣整個架構可以非常靈活，支持各種各樣的功能，未來引入任何新功能，都可以重載設計，這是安全軟件工程的方法重新設計了系統框架。

 

3）GB/T27930。現在出現的第一版的27930描述的是框架和最基本的功能模塊，與此同時有很多企業現在正在定制一些比較特殊功能的模塊，比如歐陽院士團隊下面有一個團隊做脈沖加熱，可以專門針對脈沖加熱做一個模塊，替代掉供電模式，完成特殊的方式，這樣整個標準就具備了非常好的形式，不像以前牽一發而動全身，現在完全不需要這樣做了。

 

4）GB/T20234.4。關于連接器方面，我今天主要講一下20234.4，定義為Chaoji。除了連接器本身的端面，現在我們在IEC已經發布了，車輛適配器也在IEC立項了，關于溫升我們準備和國際組織做一些同步。我們希望是一套完整的東西，出來以后比如如何兼容原來的2015版，怎么兼容CCS，怎么兼容CHAdeMO我們都有詳盡的說明，這是一套國際化的設計。未來采用這套標準的車，用這個適配器就可以兼容CHAdeMO或者CCS的標準。目前日本的系統和中國的系統完全做過了測試，在日本發布了CHAdeMO3.0，馬上4.0要出來了，會針對Chaoji完成國際化的過程，整個標準的定點定位不僅定位在中國的市場，我們希望做一個全世界的通用標準，在全世界得到應用。

 

如圖所示是目前標準的一些進展情況，整個標準差不多經歷了近兩年時間，從立項開始。現在這三個標準上禮拜在北京剛剛完成了送審，在國慶后報國標委報批，應該在年內或者明年年初會正式發布這三項標準。

 

最后簡單說一下關于標準的一些看法。怎么樣讓標準引領一個產業？其實這里面涉及到很多問題：

 

1）需要一個安全嚴謹可知性的標準，經過我們的努力基本上可以達到這個方向。標準寫得不嚴謹，不可執行，比如你想指導一個行業，大功率充電機這樣的標準拿過來只有三四頁紙，這樣的標準沒有執行的可能性。我們國家很多標準都是這樣，只寫了一些放之四海皆真理的幾句話，但是不給你試驗方法，不給你合格判定條件，不告訴你整個詳細的要求參數，比如用了這個東西以后不能著火，像這種要求提出來以后等于沒提，所以標準的可執行性是第一要滿足的。

 

2）我們需要有一個方法去推廣這個標準。如果按傳統的方式，幾年迭代一次，這種標準實際上到最后會逼著大家在這個過程中出現很大的混亂。A廠家做一個，B廠家做一個，亂七八糟一大堆東西，非常亂。我們認為ABC廠家可以分開做，做到一定程度的時候，必須需要一次迭代，在國家層面上對這個東西進行一次判定，盡早地把這個東西迭代到正確的方向上去，這樣才能保證一致性。

 

3）需要一個強制權威可追溯的標準認證保障體系。這一點大家深有體會，現在往往有了1、2，沒有3也是空的。因為沒有一個強制的方式去對這個標準進行驗證的話，這個標準大家最后不執行，現在很多廠家做形式實驗的時候是一臺機器，往設備上放的時候完全不一樣，我們前面做測試的時候也發現了這個問題，比如充電器里面省掉一個k3、k4，車上k5、k6省掉一個，但是送檢的時候都有。所以只有這三條都滿足了，才是一個好標準，今天分享到這里，謝謝大家！