新基建、新机遇、新发展，7月9日，由中国充电桩网主办的“2020第六届中国国际电动汽车充换电产业大会”（简称：金砖充电论坛）在上海大华虹桥假日酒店隆重开幕。来自政府、院校、协会、企业、采购商、金融、媒体等850位代表出席本次大会，大会以“洞见当下、预见未来、聚力发展、合作共赢”为主题，推动产业交流发展。
新基建引领发展新浪潮
南瑞集团的倪峰由于疫情原因无法到达会场，主办方通过直播连线方式发表了《新一代电动汽车充电系统 ChaoJi 介绍》的主题演讲，以下是演讲嘉宾未删减实录：
南瑞集团倪峰
大家好，我是南瑞集团的倪峰，很高兴参加由中国充电桩网主办的这次金砖充电论坛，给大家介绍一下新一代电动汽车充电系统ChaoJi。
很遗憾这次由于疫情的原因没有办法到现场，所以通过直播的方式给大家做一个介绍。
今天的主题讲新一代电动汽车充电系统。我的演讲大概四个部分：
第一部分：项目简介；
第二部分：技术要点；
第三部分：示范项目；
第四部分：下一步工作计划。
首先，讲一下电动汽车充电技术的现状，大家知道现在在国际上存在着有三个大的充电系统，四种接口，加上特斯拉可以说有四个系统、五种接口，这是现在的情况。
各个接口完成的功能都是类似的，为了做一个直流的充电，但是它采用了不同的接口、不同的通信协议、不同的导引电路等等，虽然需求是一样的，但是解决的方法或多或少存在一些差异，造成现在市场上面存在着这么多种充电接口，而且充电设备厂家还包括尤其是汽车制造厂家为了把他的产品卖到世界各地必须考虑到各种各样的配置、各种各样的接口，来完成这件事情。
另外，由于这些充电系统基本上主要都是从2010年前后陆陆续续出来，最早出来是CHAdeMO，后来GB/T，然后CCS，这几个系统到现在为止都已经存在了差不多有10年左右的时间，在应用过程中大家发现出现了很多问题，这些问题包括了它的充电尺寸，接口尺寸比较大，机械长度普遍不够，尤其是CCS系统。CCS因为中空的设计，强度非常弱，在现场摔坏的情况非常多，GB/T在某些点上面也会出现一些强度比较弱的情况，出现一些问题。
另外，这是我刚才提到的充电系统因为都是10年以前做的，当时做的时候由于产业发展的比较快，在做这个系统设计的时候，各个国家其实对未来的一些应用还没有特别的了解，有很多的东西没有考虑的非常完善，向后的兼容能力非常差，它的系统就是为了解决当时充电的问题，随着现在充电设施的发展出现了一些新的应用，其实是考虑不周的。
另外，在充电方面我刚才提到像这些新的技术，包括了大功率充电需求，在直流充电系统2011年刚推出的时候，各个系统其实支持的功率不是太大，像CHAdeMO只有50千瓦，CCS充电电流到200左右，GB/T算稍微大一点的是250安培，在使用当中250安培不是非常顺畅能够达到。
像现在最近提出来的充电的直流化，以后可能在车上去掉OBC，直接使用直流充电的方式，加上电网非常关心的车辆和电网的互动，包括现在像比亚迪使用的B2L的应用，这些应用都是一些比较新的需求。
为了解决这些存在的问题，其实我们从2016年开始，当时由中电联组织和其他的一些企业都成立了一个以大功率为目的的，成立了一个小组来讨论技术如何实现。在此过程中，从2016年一直到今年，差不多四年左右的时间，我们在这中间做了大量的从一开始的调研开始到后来的技术方案的设计，做了试验等等，到后面的示范工程等做了一系列工作。
在2018年的时候，CHAdeMO协会和中电联签订了合作协议，直接中国、日本联合做这个项目。在2019年的时候，我们还成立了一个国际合作关于ChaoJi项目的工作组，实际上一共成立了四个工作组，分别是关于充电连接器的工作组、充电安全的工作组、通信协议、自动充电系统，一共四个工作组，参加的国家除了中国、日本以外，有德国、荷兰、意大利、澳大利亚等等一些国家参与了这个项目主要的研发过程。
这里是参与这些项目的主要单位（见PPT），这个不是很全，包括了日本的一些企业，中国的很多运营商，比如说像国家电网公司，还有充电设施的一些企业和连接器的企业，国外包括车企，德国几个大主要车其基本上参加了，也包括连接器的一些制造厂家，另外日本CHAdeMO主流的都参加了这个项目。
下面我把ChaoJi技术要点给大家介绍一下。
ChaoJi的设计前面我提到了，最初的时候围绕大功率走，后面慢慢发展成为不光为了大功率，它是一个完整的一套充电的接口系统，它的构成包括了几大主要部分，一个是充电连接器组件，包括电缆、充电枪，包括一些热采集的系统，还包括热管理系统，从充电枪口到整机一些热的要求在这里面，还有一套新的导引电路，和充电控制相关的，还有最重要的充电安全，由几个大系统构成了ChaoJi新的接口系统，实际上就是我刚才说的，ChaoJi已经成为了新的接口系统，不是简单一个企业，不是为了做一个大功率而做这个东西，涵盖了更多的一些应用。
它的一些主要技术参数我简单列了一下，从连接器的设计上来讲，它按1500伏做的设计，但是目前我们在充电系统上的要求还是跟IEC的这些要求，包括国内国标的要求达成一致，对乘用车来讲，基本上按1000伏作为一个目标，1500伏主要准备预留在给未来的一些重载的车辆，还有像大型商业车，特殊的车辆使用的，它的电压是1000和1500伏两档，充电电流这块在实验室里现在已经做到了600安培，由于车耽现在电池各方面还是有些欠缺，现在很难找到承载这么大电流的汽车和电池，所以我们认为近期在市场上应用的话，应该在400安培左右，我们现在在500安培左右（乘用车），未来可以大家600安培，我们是按照600安培设计的，但是在短期内不会用的这么大，大家知道多出100个安培，发热量是成平方关系的，40%左右，还是相当可观的增长。在这上面我们会在技术上预留好接口，未来等车成熟的时候再推出来。这是在冷却的情况下。
如果不在冷却的情况下，充电电流应该是200安培左右，我们现在正在做最后的测试，现在可能在150-200A之间，日本那边CHAdeMO 3.0已经按照200A做了定义，总的来讲，充电功率可以达到900个千瓦。
对于连接组件这部分我们做了全新设计，我们ChaoJi系统的特点之一是希望做一个非常紧凑的方案，由于适合乘用车使用。这个方案我们首先采用了七针的忙按，去掉了原来GB/T2015版里面的辅助电源两根针，我们觉得辅助电源没有太多实际功能，在新方案里面拿掉了。另外为了解决一个非常大的问题，原来2015版存在所有人诟病的一个问题，就是IPxxB的要求，原来2015版通过不了测试，这个是我们做的比较大的改进，把功率端子进行了缩小，从12mm缩小到10mm，这样可以通过IPxxB的要求。还有一个是电子锁，由原来的桩端移到了车端，这也是提高整个电子锁的可靠性。
另外对2015版，包括借鉴了CCS和CHAdeMO的一些设计中间的问题和它的一些经验，各国专家一起对配合公差进行了详细计算和重新设计，能够使得在未来的使用中能够更加避免出现一些后操作上的问题。其他还有在人体工程学上的设计，为了在工艺上生产起来更加简便也做了很多优化设计，包括对针的长度也做了重新定义，包括接触点的位置都做了详尽的定义。
大家可以看到它的设计是非常灵活的，首先它的尺寸是在全世界目前流行的方案中是最小的直流充电接口，尺寸大概相当于GB/T三分之二左右的尺寸，减少了尺寸以后大大提高了汽车设计的灵活性，对汽车是非常有利的特点。
另外它的布置方式可以采用类似于CCS系统的交流跟直流放在一起的布置，也可以采用原来CHAdeMO和GB/T分开布置的方式，因为它是完整的直流系统，所以不依赖于像CCS这样交流直流必须在直流充电时用交流里面的PE和导引，我们因为是完整的设计，所以它那个设计非常灵活，既可以做的很紧凑也可以把它完全分散开来，这点对汽车设计大大提高了它的灵活性。
在整个设计中间我们也做了大量的实验，包括我们做了模具件、压溃、跌落、冲击等等，这些实验分别在中国和日本都做了相应实验，把数据进行了大量分析，也包括在设计初期做过一些计算仿真，对整个机械的结构和强度做了很多考虑，使得它成为目前所有方案中的强度最好的一个方案。
这边是我们做的一些实验数据，我不多说，大家有兴趣的话可以在后面再交流这些东西。
这个我讲过了，主要讲的是IPxxB的要求，具体内容相对来讲要做一些分析，今天时间关系不多说，只讲一下这个实验，由于这个IPxxB的要求，原来GB/T2015达不到这个要求，造成了我们GB/T标准虽然写在了IEC里面，但是不被欧盟认可，当时欧盟反对GB/T很大的原因是连接器部分存在安全的一些隐患，这样造成非常大的问题是什么呢？凡是采用GB/T标准的车辆在欧洲没有办法用，至少在公共场合没有办法用，因为欧洲不用也会影响到采用IEC标准的其他国家，包括东南亚等国家，也是因为这个原因在公共设施里面做GB/T几乎不太可能，这点解决掉了是一个非常大的突破。
另外安全相关的，包括关于短路容量、PE导向的选择、人体结构、人体PE等问题，这些有很多问题在原来IEC标准里面没有提，他们一开始没有考虑到这么多问题，在近10年运营当中逐渐发现出现了很多问题，我们在ChaoJi系统设计的时候把新的安全问题都做了统一的解决，这部分东西已经提到IEC，在IEC里面会成为一个标准，未来所有的系统都要尊重安全的问题。
还有一个非常重要的ChaoJi特点，实现了向前兼容，什么意思呢？实际上就是说我们以前旧的设备，就是现在使用的，比如2015年版的车和桩不需要做任何的升级改造就可以和新的ChaoJi系统兼容，ChaoJi可以使用符合老标准的充电机或者车辆。这里面ChaoJi在国际上比较赞赏的一个功能，这个不光兼容了GB/T，还兼容了CHAdeMO2.0，还兼容了CCS系统，理论上讲一台装备ChaoJi接口的车辆是可以在全世界任何地方使用它现在的设备。它的大概原理是，因为ChaoJi连接器跟其他的连接器物理的尺寸、结构完全不一样，我们采用了适配器的方式转换了ChaoJi的接口和老的充电机之间的物理上的转换，根据我们的设计是一个非常简单的Adaptor，和特斯拉做的Adaptor有非常大的区别，特斯拉做的Adaptor在这里面做了有非常复杂的东西，有CPU、协议转换等等，我们做的Adaptor在最简单的方式下只装两三个电阻就可以完成这个功能。
另外，从充电机这块，未来新的充电机采用双接口充电机的方式，这种方式在国际上广泛使用，在欧美国家可以看到很多充电机一个口是CCS，一个口是CHAdeMO。我们以后未来充电机可能会出现一个口是GB/T，一个口是ChaoJi，用这种方式兼容不同的车辆使用，也可以用充电堆的方式在一个充电站里，比如说有几个口用ChaoJi，其他的口全是使用GB/T服务，根据不同服务的数量做灵活的配置。
向前兼容里面除了Adaptor以外，一个非常大的设计特点是我们采用了导引电路来识别不同的充电系统，我这边列了一些大致的原理，讲起来非常简单，通过CCL上的编码电阻，和Adaptor里面安装了一些匹配的电阻进行组合，在ChaoJi系统可以通过CCL上不同的电压来识别上什么系统，包括了有CHAdeMO系统，CCS系统，还有GB/T的系统识别，另外我们还具备了一些向后兼容的特征，我在下面解释一下。
刚才讲的是向前兼容，主要是新的系统在老的系统不做任何改变，新的系统可以适应它。向后兼容，一个系统在设计的时候为未来的应用做了预留，以后在做升级的时候也不需要对你的系统做非常大的调整，你就可以很平滑的过渡新的功能做出来。ChaoJi刚才讲的是大功率充电，现在考虑到未来可能出现超大功率充电，像无人飞机、电动飞机这些应用上也可以使用非常大的功率方式，我们在设计的时候做了一些预留。同时它支持机器自动充电、自动防水，在设计的时候对连接器的一些方案做了优化，使未来的机器人和车辆识别的时候配合，会更加的平滑。
我们在通信上面讲，大家知道CHAdeMO和GB/T用的是CAN，CCS用的是PLC，特斯拉也是用的CAN（单线），我们觉得未来的发展方向应该是以太网，所以我们在设计的时候做了一个预留，以后可以从CAN直接过渡到双线的以太网，以太网接上去做基于IP的应用就比较容易实现了，还包括物联网的一些应用都可以做起来。
另外，像V2X上面的一些应用，包括怎么样通过CCL这根线去提供一个辅助的电源，比如PPT上面显示的照片上，这个上面就是在日本拍摄的，他们是V2X的应用，前面这个装置实际上是一个应急变器（音），它的作用是在发生停电的时候，车给家庭提供应急电源。这个带来一个问题，这个装置带来一个问题，这个装置本身需要供电，需要从车上先得到一个电源让它能够启动起来，然后再把高压输出来转，怎么解决电源的问题，我们在导引上面做了设计，使未来的应用得到比较平滑的应用。
下面说一下示范项目，在国内我们有很多城市主要由国家电网公司、星星充电、奥特迅三家运营商牵头，很多车企、充电设施企业等共同参加做的示范项目，这些示范项目在国内有四五个城市了，包括北京、南京、山东济南、深圳、常州等等都做了大量的认证的实车的测试实验，参加的车企也包括北汽、一汽、比亚迪，国外的奥迪、宝马都提供了样车进行了测试。同时在日本也做了向后兼容的一些测试的示范，也做了怎样去兼容CHAdeMO的系统，这是他们做的Adaptor，这个Adaptor和我们国内用的一种有点不一样，我们国内做的是没有电缆的，它带了一根电缆在里面，我们还是要继续做一些实验，各有各的优缺点，可能通过一些实验才能定下。
最后简单说一下下一步的计划，刚才刘主任PPT上面也说到了关于ChaoJi标准化的一些思路，我这边简单重复一下，我们认为ChaoJi的应用是一个渐进的过程，不是ChaoJi出来就马上把所有的GB/T的车辆全部换了，不可能的，我们要一步步走，首先2020年标准化已经启动了，几项国标已经开始做了的，前段时间中国和日本联合发布了中国的《技术白皮书》，日本发布了《CHAdeMO3.0标准的使用》。国标启动以后，我们预测应该在明年年底前后能够发布，现在有一些汽车厂已经开始对原形车试制的一些事情，我们估计在2022年前后会少量有专用大功率的车上市，经过一些年的过渡，我们估计整个过渡期需要10-15年的时间，在过渡的过程中我们采用类似于Adaptor的方式使用老的充电机，新的充电设备装两个口的方式进行过渡，随着ChaoJi车辆的口越来越多，这种过渡的方案慢慢停止使用，最后我们希望在2035年前后把它全部过渡到新的接口上面去。
《标准》我刚才已经提了，有一系列的标准有的已经批准了，有的已经在申请中。还有一点就是标准的国际化，这也是非常重要的一点。现在我们和日本联合在IEC TC69和IEC 23H共同做这个工作，下个礼拜要开IEC TC69的会上面我们和日本联合提出来在下一版的61851-23里面会增加修整案，把ChaoJi作为CCMD（音）提到国际上去，在IEC里面得到认可。这样我们希望它最终可以成为把ABC，中国方案和欧盟统一在ChaoJi的方案底下，因为这个方案是唯一具备兼容所有方案的方案，而且本身增加了很多向后兼容的功能。这个是我们的目标。
我刚才提到的日本下一代CHAdeMO标准已经宣布采用了ChaoJi平台来做，CCS这块可能有点困难一些，因为他们毕竟投了这么多钱在里面，我觉得中间有一段时间可能是并行的过程，最终会怎么样，我们也可以看到有一张CHAdeMO当时提供的图，我们希望最终在2035年以后三大标准，三个系统能够统一成一种系统来走，这样带来最大的好处是对所有的OEM减少了成本，只要做一种接口就可以了，不需要再做这么多接口。
总的来讲，ChaoJi是中国提出的，又是多国合作的新的接口，它的目的就是为了减少现在很多的方案，能够统一到一个方案上来，同时这个方案也是为未来的充电技术做好了很多预留和考虑，希望能够更加顺利平滑的推进电动汽车充电设施的发展。
我今天就讲这么多，谢谢大家。
