中国主导的ChaoJi充电标准出征世界(二)

发布日期:2021-02-24

核心提示:研制标准大于大功率充电,消费者只闻其声不见其形,业界也还在研发为主,就要出标准了吗?我们是研制标准,还不是编制标准。刘永
研制标准

大于大功率充电,消费者只闻其声不见其形,业界也还在研发为主,就要出标准了吗?

我们是研制标准,还不是编制标准。”刘永东表示,研制标准是首先提需求,提完以后聚焦,然后让参与企业都提方案,大家一起讨论,一轮一轮的筛选,再提出ChaoJi接口、标准。

这是现在做标准的新做法,也是符合国际潮流的。像通信领域是最典型的,是先写标准,然后才出现技术,然后才出现产品,才出现产业。”刘永东说,“当然我们传统行业包括电动汽车行业,还不可能完全做到这样。”他们希望以标准化工作为抓手和平台,推动大功率充电的技术进步和产业化的进程。“十九届四中全会就第一次提出‘标准引领’,我们在这个意义上实现标准引领。”

刘永东表示,特别是涉及到充电互操作性的问题,“要等到产业全起来了,再去规范互换性,对行业的震动反而是更大。典型的例子就是换电,现在要实现互操作,已经不现实。”

研制标准的意思,除了标准引领,还要做示范验证。“有一个背景,就是2011年版本和2015版标准制定过程中,发现了太多的不足。”刘永东说。“过去我们做标准,产品没有,就把标准写出来了,实施以后出了很多问题,这与当时缺乏产品验证有点关系。”

我于是在标准编制过程中提出来,要先去做示范验证,看看技术的成熟度怎么样。”刘永东说。

在大功率标准制定中过程中,中电联等组织包括国内几大运营商国网、万邦、奥特迅,国内车企北汽、一汽、小鹏、比亚迪,国外车企宝马、奔驰、大众,在北京、上海、深圳、常州、南京、许昌建了几个示范站,去验证Chaoji接口和技术体系。

验证过程中间,我们把标准草案也要编制出来。这叫做技术和标准预研,对工程建设标准的草案也要编出来进行验证,验证完了以后我们才觉得这可行。”刘永东说。

验证过程中,之前的一些担忧不攻自破。

比如大功率充电冲击电网的担心。国家电网公司并不担心,率先在北京北京未来科技城建成大功率充电示范站,并与北汽进行了联合测试。由于大功率充电应用不是一上来就全面铺开,只有少数车型和少数场景,不会一上来就冲击电网。另外,国家电网公司也积极推动大功率示范,因为电网希望对负荷进行集中的管控,更容易规划布局,更好协调,而不喜欢分散而不明确的负荷。

还有,充电枪的线缆,很多人会担心很沉,但加液冷以后,比原来还更细了。“很多都是想象觉得这里面有问题,用起来了才会感受到它的好处。”刘永东说。

2019年3月底,《电动汽车观察家》曾在常州星星充电的大功率示范站参观了一次大功率充电测试。一次演示中,星星充电大功率充电桩搭配一汽大功率充电试验车,用21分钟,车辆就充了近40度电,充电功率最高达到196kW。

这还不是这一示范站最高水平,其充电机设计充电能力是500kW。如果保时捷的Mission E拿到这里来充,能做到350kW的峰值功率。

如果大功率充电能够普及,对于充电运营商而言,资源利用率将大幅提升,有望打破充电运营的魔咒。星星充电董事长邵丹薇就曾说,“充电运营盈利已经非常接近拐点。公共充电最大的成本是车位,所以真正的拐点是大功率普及的那一天。”

奥特迅在深圳也在做示范工程。李志刚介绍,他们和比亚迪、奥迪、戴姆勒完成大功率充电的软硬件联合调试。与比亚迪和奥迪的实车,分别完成了650V、200A和500V、350A的充电测试。

李志刚还透露,2021年,奥特迅将在深圳10个区布置大功率充电站,车企也会推出大功率充电示范运营车辆来配合运营,从而收集相关数据,发现和总结出现的各类问题,为后续的大功率充电标准制定做支撑。


一汽红旗大功率充电测试车在做大功率充电演示


一汽集团也参与示范站建设,并派出车辆做测试。经过测试,他们所关切的两点:一是充电口到动力电池线路的温升,经验证是在可控范围内的;二是大电流,测试当中充电电流达到500A、600A,电力电源也是没问题的。他透露,一汽准备在2022年底到2023年初时投放的新车,将采用新的ChaoJi体系,充电功率有望达到350kW

这套标准的国际化程度是比较高的。”刘永东说。


中日电动汽车ChaoJi充电联合工作组会议参会者合影


从德国、日本专家,到后来成立国际电动汽车大功率充电ChaoJi项目,意大利,澳大利亚,荷兰、瑞士、韩国等国专家也参与其中。

不过,刘永东、倪峰都非常肯定的一点是,ChaoJi是中国主导的充电标准。

倪峰认为,中国主导体现在至少三个方面。首先是连接器端面接口设计是由中国提出。

其次,充电系统的充电控制导引是由中国主导。倪峰说,“ChaoJi有一个非常大的特点,能跟其他的充电接口系统兼容。这是中国提出来,也是我们南瑞率先提出的方案。我们提了一套导引电路,给大家看,大家提意见,这不行那不行再改,至少有一年时间,现在基本上定下来了。”

第三,通讯协议也是中国主导的。“我们设计了一个非常灵活的、弹性的架构,可以迭代往前走。”

不过,倪峰也说,在安全模型等方面,外方出力比较多。

“整个ChaoJi标准,大的技术方案是我们出的。”刘永东说。ChaoJi,不管名称是汉字还是字母拼音,都是带着中国烙印的标准。


向前向后兼容
 
ChaoJi接口重新设计,必然面临和老接口兼容的问题。而且,ChaoJi如果要一统天下,还需要兼容老的CHAdeMO、CCS接口。
 
对此,ChaoJi的参与者基本都考虑到了,而且给出了解决方案,他们已经开发了转接头,并设计了与之配套的相关电路和控制切换逻辑,使得新车可以在老桩上充电。
 

不带线缆(左)和带线缆(右)的两种类型的转接头

 
比如,当采用ChaoJi充电标准的新车,到2015版快充桩上充电时。车主接上转接头后,ChaoJi车辆会自动把通信协议版本切换为2015版快充协议,开启充电。已经在中国铺设的30万个直流充电桩,无需改造,就可以给ChaoJi车辆充电。同样的解决方案,可以让ChaoJi车辆在日本CHAdeMO 2.0及以下充电机、欧洲CCS充电机上充电。
 
老车到新桩如何解决?
 
运营商的直流充电桩,可以一桩多枪,既有ChaoJi充电枪,也配备2015版充电枪。当采用2015版充电标准车辆来充电时,选择对应的充电枪即可。因此,存量的电动汽车车主,也不用担心无处充电。
 
“标准不只有向前兼容,还有一个向后兼容的问题。”刘永东说,“今后的技术发展了,接口上没有预留空间?”
 
在这方面,ChaoJi充电支持即插即充、V2X、自动充电系统等新技术应用,支持未来通信接口从CAN向以太网升级,为千安以上超大功率充电留有升级空间,为今后的技术升级做了充分的考虑。
 
ChaoJi作为充电系统,由于长期谋划,兼容并包,还可能取代交流慢充。
 
“现在慢充主要是用交流充电桩,但交流充电桩有个很大的问题,它没有通讯协议。没有通讯协议,想做智能化,就很麻烦。”刘永东说,“不管是交流充电还是直流充电,到电池都得是直流。”
 
此前就有呼声说,把车上的OBC(车载充电机)取下来,用小功率的直流充电机给电动汽车充电,也能解决慢充问题。“ChaoJi接口也一样,把小功率交流变成小功率直流,也可以做慢充。”
 
不过,刘永东和倪峰都表示,标准不会取消交流慢充,而是多个技术并行,交由市场选择。
 
倪峰说,2015版充电标准的修订,有两个部分。第一,“我们把以前标准中存在的一些问题,在不破坏向前后兼容和安全性的情况下,会做修正修订,对描述含糊的地方会做进一步明确”。第二,要把ChaoJi推出来,会在标准中单独列一部分,让市场有个选择。“就是说,你可以继续用2015版本,但是ChaoJi会提供更新的功能、更安全,未来的总体成本会更低。”
 
关于Chaoji进入国标的时间表,刘永东说,“我们希望2021年底能够完成编制,2022年发布实施。”
 
5
向全球推进
 
ChaoJi的征途,不只在中国,而是星辰大海。
 
“ChaoJi是最新推出来的一种方案,确实是汲取了原来的各家所长,各个方案的缺点都尽可能规避。”李志刚说,“不管是欧洲还是日本,原有的方案在使用过程中也是出现了很多的问题。如果能有这么一个方案能够解决原来的问题,他们也是比较欢迎的。”
 
在中方的推动下,ChaoJi正走向国际标准。
 
它首先获得了日本的支持。
 
在中电联和日本CHAdeMO标准交流中,日本一直跟进、参与了ChaoJi的研究。“日本对ChaoJi标准比我们还上心。日本人做事确实比较细,他们在方案细化上面做很多的验证工作,也提出了很重要的意见。”刘永东说。
 
正在编制3.0版本的CHAdeMO协会,对ChaoJi的认可度很高。2019年4月20日,CHAdeMO投票通过采用ChaoJi接口方案。2020年3月,CHAdeMO发布了CHAdeMO3.0标准,宣布采用ChaoJi接口。

左图:CHAdeMo 2.0和ChaoJi枪头对比;右图上:ChaoJi插座;右图下:CHAdeMO 2.0和ChaoJi转接头

 
在IEC里,负责充电关键标准61851系列标准的IEC TC69 MT5已经在内部达成一致,在下一版的61851-23 ED3里将把ChaoJi作为继目前日标(SYSTEM A)、中国2015版标准(SYSTEM B)和欧美标准(SYSTEM C)之后的SYSTEM D纳入体系。
 
“国际标准我们希望能够统一,但是统一过程中可能还是需要一个个步骤。”刘永东说,“我们跟日本也提出来,现在ChaoJi接口CHAdeMO电性能上保持一致,但是通讯协议暂时还没有统一,不过通信协议本身还是比较容易统一的。”
 
“最后,跟德国方面,我们现在还在做工作,目前是在技术层面上交流。”刘永东说,ChaoJi系统相对CCS,有优势,接口结构更紧凑,强度更高,兼容性更好。“德国的一些主要的车企都参加到了中国ChaoJi技术方案,也非常认同技术方案的完整性和统一性。”但是,要让德国采纳ChaoJi标准,建设ChaoJi充电站,还面临政治因素。
 
“欧洲是一个开放的市场,充电站必须有一个CCS桩就行,同时也可以装CHAdeMO3.0,不就是我们的ChaoJi吗?”刘永东说。
 
ChaoJi的征途能走得多远,最终还要看它在市场上的反响。它作为有后发优势新生标准,能不能成为车企赢取消费者的利器,从而成为产品中的主流标准?如果可以,CCS标准也就将自然而然的退让,欧洲政府、车企,也就会顺水推舟地采用ChaoJi标准。
 
至少,在参与者、行业人士中间,ChaoJi获得了不少支持。日本经济产业省在CHAdeMO3.0发布会上致辞指出,ChaoJi充电技术已逐步发展成为一个面向世界的标准。
 
澳大利亚 Tritium 公司电子设计高级工程师 AlexRudzki 更直接:“我认为 ChaoJi 有望成为全球统一的充电标准。”

 
 
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