本文對全球的電動汽車充電標準,特別是中國的充電標準做一些梳理,以方便大家了解當前存在的一些問題 。 充電產(chǎn)業(yè),在媒體上號稱有1000億,不過現(xiàn)實的問題是中國的標準目前都在修訂中。談充電網(wǎng)絡(luò)這個概念,是需要從ISO和IEC的標準體系談起的。電動汽車充電系統(tǒng),首先是建立在全球的低壓配電電網(wǎng)存在較大差異的條件下進行的。如圖1所示,從電網(wǎng)的基礎(chǔ)來看,電壓和頻率存在較大的差異,而更大的差異來自家庭的三相到戶的情況、家庭總的功率容量和電能質(zhì)量這些較為細節(jié)的點。 其實正是有著這個大背景,既造成了后續(xù)的充電標準的差異,也造成了迫切融合的需求發(fā)生。 在全球范圍內(nèi),電動汽車汽車充電系統(tǒng)標準有以下幾個標委會牽頭: A)IEC TC 23 國際電動委員會 電氣附件 Electrical accessories SC 23H 工業(yè)插頭插座Industrial plugs and socket-outlets B)IEC TC69國際電動委員會 電動道路車輛及電動工業(yè)貨車技術(shù)委員會 Electric road vehicles and electric industrialtrucks C)ISO的TC22 電氣電子設(shè)備 Electrical and electronic equipment 產(chǎn)業(yè)在電氣化的過程中,畢竟由歐洲(德國為主)、美國、日本和中國這幾個國家的汽車公司所主導(dǎo),所以目前電動汽車供電設(shè)備(EVSE)與電動汽車之間的互聯(lián),主要由這幾個標準來界定。在這些關(guān)鍵的標準里面,基本上中國都派出了人員參與,擔任一定的職責。 2.1 IEC TC69 分標委 該標委會主要是協(xié)調(diào)車輛和電氣之間的內(nèi)容,偏向于系統(tǒng)層面的內(nèi)容。下面的標準,又可以細分成三個部分 2.1.1 常規(guī)充電要求 主要用來界定一些基本要求: IEC61851‐1: 充電系統(tǒng)總體要求 IEC61851‐21‐1: 充電系統(tǒng) 車載充電機EMC要求 IEC61851‐21‐2: 充電系統(tǒng) 非車載充電系統(tǒng)EMC要求 IEC61851‐23: 直流充電樁 IEC61851:24:直流充電通信要求 2.1.2 無線充電標準 無線標準,這將是下一波充電和交互的主要形態(tài),這個工作主要由TC69分標委負責。 IEC61980‐1: 無線充電基本要求 IEC61980‐2: 無線充電通信 IEC61980‐3: 特殊要求 2.1.3 V2G標準 這個部分是涉及到我們要講的電網(wǎng)與電動汽車網(wǎng)絡(luò)通信的要求,由于車輛的電池的壽命實際情況,還遠一些。 ISO 15118‐1: V2G基本信息 ISO 15118‐2: V2G拓撲和OSI層 ISO 15118‐3: V2G物理&數(shù)據(jù)鏈路層 ISO 15118‐4 Ed.1: V2G網(wǎng)絡(luò)和拓撲 ISO 15118‐5 Ed.1: V2G物理&數(shù)據(jù)鏈路層測試 ISO 15118‐6 Ed. 1.0: V2G 無線充電 2.1.4 安全標準 最后最為核心的安全標準是TC22分標委下面的ISO/IEC 17409安全要求。 2.2 IEC SC23H 分標委 該分標委主要是處理接頭的,下面界定充電接口的物理性狀的要求,如表1所示,這是導(dǎo)致全球不同充電接口不一樣的那部分。不過也是由于本身的局部電網(wǎng)的差異造成了一定差異性。 IEC62196‐1: 插頭插座基本要求 IEC62196‐2: 交流尺寸和互換性要求,主要包含Type1(美國、加拿大、韓國、日本、澳大利亞等地)、Type2(歐盟)和中國標準三種。 IEC62196‐3 62196‐3‐1: 直流尺寸和互換性要求,包含在Type1和Type2上演進的Combo1&2系統(tǒng)和中國直流充電接口和CHAdeMO四種類型,其中前兩者使用的控制邏輯都是一樣的基于PLC的,而后兩個都是基于CAN協(xié)議的。 表1 電動汽車車端充電插座概覽 這里需要說明的是,如前所述,歐洲特別是德國有三相電的充電訴求,使得該接口很復(fù)雜,有好幾種配置,單相交流、三相交流、低功率直流和中等功率直流,特斯拉在歐洲和現(xiàn)在中國使用的直流充電配置,就是如圖3的最右邊的連接方式。 圖3 Type2 的不同配置 在美國,SAE汽車工程協(xié)會制定了SAE的相關(guān)標準,大部分是與以上的IEC/ISO標準兼容的,不過具備更多的實踐意味。 1.SAEJ1772 對應(yīng)IEC61851,順帶定義了IEC62196的所有內(nèi)容 2.SAEJ 2847 J2931 直流充電消息、通信和拓撲 3.SAE J2836 USER CASE 4.SAE J2953 電動汽車和充電設(shè)施互通性 5.SAE J2894/2 充電設(shè)備電能質(zhì)量/測試辦法 6.SAEJ2954 無線充電 3.1已有的充電標準 1.GB/T 18487.1-2001 電動車輛傳導(dǎo)充電系統(tǒng) 一般要求 2.GB/T 18487.2-2001 電動車輛傳導(dǎo)充電系統(tǒng) 電動車輛與交流/直流電源的連接要求: 3.GB/T 18487.3-2001 電動車輛傳導(dǎo)充電系統(tǒng) 電動車輛交流/直流充電機(站) 4.GB/T 20234.1-2011 電動汽車傳導(dǎo)充電用連接裝置 第1部分:通用要求 5.GB/T 20234.2-2011 電動汽車傳導(dǎo)充電用連接裝置 第2部分:交流充電接口 6.GB/T 20234.3-2011 電動汽車傳導(dǎo)充電用連接裝置 第3部分:直流充電接口 7.GB/T 27930-2011 電動汽車非車載傳導(dǎo)式充電機與電池管理系統(tǒng)之間的通信協(xié)議 8.QCT 895-2011 電動汽車用傳導(dǎo)式車載充電機 3.2電網(wǎng)對充電設(shè)施的要求 1.GB/T 29316-2012 電動汽車充換電設(shè)施電能質(zhì)量技術(shù)要求 2.GB/T 29317-2012 電動汽車充換電設(shè)施術(shù)語 3.GB/T 28569-2012 電動汽車交流充電樁電能計量 4.GB/T 29318-2012 電動汽車非車載充電機電能計量 3.3在進行中的相關(guān)要求 1.電動汽車充電線纜盒通用要求 2.電動汽車無線充電系統(tǒng)通用要求 3.電動汽車充電連接裝置檢驗試驗規(guī)范車輛側(cè) 4.電動汽車智能車載終端車與充換電設(shè)施互動控制技術(shù)條件 這里重點談一談,當前的一些問題。充電這個事情,其實是屬于汽車標委會和電力標委會乃至電工標委會綜合的那塊,里面包含了低壓配電、電能質(zhì)量、車輛控制、電氣連接等要求。這個事情和傳統(tǒng)的車主導(dǎo)或者是電力企業(yè)主導(dǎo)都不一樣,兩邊坐一塊你覺得會怎么樣?輕易是不會出結(jié)果的,兩邊都需要拿出證據(jù)、數(shù)據(jù)乃至測試結(jié)果,還有標委會下面的相關(guān)單位也得提意見,這活一點都不好干。 這次修訂的20234.1.2.3,主要是接口方面,主要是對電子鎖位置、引腳尺寸、干涉情況做個系統(tǒng)性的修正,如圖4所示。 圖4 引腳和干涉問題 直流充電這個事情安全性很重要,要基本考慮以下的問題: 1. 絕緣失效 水、塵、對地絕緣退化、機械損壞 2. 帶電部件直接接觸 基本保護失效(外殼、機械損壞、絕緣) 3. 過高電壓 4. 外部(電網(wǎng)) 閃變 和內(nèi)部開關(guān)切換 5. 內(nèi)部(系統(tǒng)) 轉(zhuǎn)換器、控制失效和通信失效 6. 過流 轉(zhuǎn)換器|控制|通信失效 7. 短路 水、塵、 絕緣失效、電子失效、機械損壞 8. 意外反向能流 轉(zhuǎn)換器|控制|通信失效 9. 交流保護設(shè)備斷開 交直流電路意外連接、控制通信失效 10. 插頭|插座上意外高電壓斷開設(shè)備失效、電子失效和帶載斷開 11. 過溫 塵土、連接性能衰退、未完成插合和過流 12. 熱斷開 鎖止|控制|通信失效 13. PE失效 機械損壞 本文小結(jié) 1) 充電這個事情,無論車企和充電產(chǎn)業(yè)的,都逃不開,大家的利益其實比較一致,怎么掌握個洽談機制很重要。 2) 后續(xù)新能源汽車的發(fā)展,很大一部分和基礎(chǔ)設(shè)施有關(guān),這里不僅有這個充電的規(guī)范,還有充電怎么和停車位進行耦合的事情,這個技術(shù)層面的不能讓事變好,但是做不好絕對讓人難受。 3) 按照現(xiàn)在標準討論的模式,充電標準還需要一些改進和優(yōu)化的過程。 |
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