新能源汽車

充電標準之爭,2015國標升級和ChaoJi你選誰

轉載 :  zaoche168.com   2023年09月13日

 

“這或許是我們唯一的機會,決定未來選擇哪條技術路線,而且關系到充電國標能否成為國際標準,國產車能否直接走向全球市場?!?/P>

說這句話的是某主機廠充電法規人員,到底什么選擇,關系如此重大?

是兩個正在編制修訂的充電標準之爭:一個是2015充電國標升級版(下稱2015+),一個ChaoJi充電標準。

 

2015年版充電國標實行到今天,面臨充電接口機械強度不夠、存在安全隱患、不支持大功率快充、不能與全球充電標準協同等諸多問題,已經成為了制約電動汽車發展的瓶頸之一。

到底是根據原有標準小修小補?還是重起爐灶,選擇新立ChaoJi標準,一舉解決諸多難題?

不論選哪一個,都會直接決定整車充電系統開發、連接器生產制造、充電基礎設施的投資建設,以及測試認證等多個環節,當然也將決定后續電動車主的充電安全與體驗。

 

新標準還需要考慮更多的問題:

如何與現有近1000萬輛的新能源汽車,100多萬臺的公共充電樁兼容使用?

需要多長時間完成新老車輛與充電樁的替換?對應付出的成本有多高?

是否為后續升級預留了空間?

和國際標準如何銜接?…

 

2015版國標升級修訂,是全國汽車標準化技術委員會(下稱汽標委),實際是中國汽車技術研究中心牽頭(下稱中汽中心),以主機廠,部分充電運營商和連接器制造商等需求側主導,其連接器可以和現有2015國標兼容,但帶有先天缺陷。

 

ChaoJi充電標準,是中國電力企業聯合會(下稱中電聯)牽頭,以電網、充電運營商、連接器制造商、部分車企等供給側主導。該標準是全新起草,其車輛插座需要通過配備轉接頭才能和現有的GB/T 2015版充電插頭連接。

 

兩個標準各有優劣,究竟該選誰?

這一糾結問題,演變成了混亂的競爭狀態。

“我們實在不想被拖著了,趕緊定下來一個,該提的意見提了,該表態的也表了,反正我們也做不了主,權衡的每一天都在浪費時間?!币晃恢鳈C廠充電法規人員發出這樣的感慨。

標準的制定從來都沒那么容易,背后是利益、立場、認知之爭,是先易后難與先難后易之爭,是科學技術與領導權威之爭,是現實與理想之爭。

 

本篇文章致力于相對全面為大家帶來兩大標準路線的背景、區別、進展,還有不同業內人士的觀點。

因此本文將包括以下幾點內容:

1、為什么GB/T 2015國標需要升級?升級了哪些地方?

2、2015+和ChaoJi標準各有什么優缺點?

3、兩個標準現在什么進展?

4、誰會成為主流?會帶來哪些改變?

 

01

為什么需要新標準

 

升級,肯定是之前的有問題。

現行的GB/T 2015充電國標,是GB/T 2011國標的修訂版,于2016年1月1日正式實施,本身是一個打補丁的升級版本。

GB/T 2015充電國標核心由3部分,5個標準文件構成,分別是:

GB/T 18487.1《電動汽車傳導傳導系統》,管充電樁的控制系統和安全的。

GB/T 20234.1/.2/.3《電動汽車傳導充電用連接裝置》,管車上插座和樁上槍頭的。

GB/T 27930《電動汽車非車載傳導式充電機與電池管理系統之間的通信協議》,管車和樁之間怎么通信聯系,下達指令的。

 

GB/T 2015國標的問題有些是先天的硬件設計問題,有些是后天問題,大體上有以下這些:

1、直流接口結構設計不符合國際IPXXB防指觸等級保護。大白話說是人的手指可以插進現有國標車端充電插座里,這會有一定的安全風險。正因為這個,IEC(國際電工委員會)標準將整個中國直流充電方案排除在歐洲標準之外,導致咱們的國產車想賣到國外,必須按照當地充電標準執行,不能直接以國標出口。

2、充電插頭與插座的間隙公差大,在插入過程中容易產生晃動磨損。

3、現有直流9芯接口中的2個輔助電源接口越來越雞肋,越來越多的車型不需要充電樁提供輔助電源。

4、機械強度不夠,容易出現槍頭損壞。由于工作環境差,車主亂丟亂軋,時間久了,充電槍頭有不同程度的損壞,這在很多場站都出現過。

5、鎖止機構故障率高。這個問題很常見,經常會發生意外鎖槍,拔不下來,或者干脆就沒鎖的情況。

6、接地保護的PE斷針時車樁雙方無法檢測,帶來充電過程中的安全隱患。

7、現有單一的CAN通信,會產生延遲或故障,缺乏物理開關阻斷。

8、最大充電電壓與電流的限制,無法滿足大功率充電?,F行GB/T 18487.1-2015中電壓最高950V,電流最高250A,對應最高充電功率也就約250kW,而業界大功率充電需求已經到了380kW左右。

9、沒有考慮如何在兼容的前提下增加未來一些新功能,比如:預約充電、V2X等。

 

而觸動GB/T 2015國標升級的原因,一方面是全新的ChaoJi標準如火如荼,有替代之勢,另一方面是大功率充電嚷嚷得厲害,現有標準已經無法支持,再不升級車企只能自己開發自己的標準。

矛盾集中在直流接口上。

今年4月底,工信部裝備一司組織全國汽標委開展GB/T 20234.3《電動汽車傳導充電用連接裝置 第3部分:直流充電接口》推薦性國家標準的修訂,并且已形成征求意見稿,公開征求社會各界意見。

但征求意見稿只有10頁,內容相對簡略和有限,經過與多位業內人士交流,本次2015+直流接口外觀尺寸并未發生變化,主要考慮與現有國標兼容,但接口內的端子長度做了些許調整。

同時,針對上述的很多問題,征求意見稿做了修改,比如公差尺寸做了嚴格要求、增加了鎖止裝置結構、車端增加電子鎖、提高額定電壓至1500V,電流在主動冷卻下最高提升至800A,增加車樁的物理開關,解決PE斷針問題,可實現遠程喚醒等,還刪除了車輛密封圈的要求,排水口由可選變為必選等修改。

可以看出來此次2015國標升級,改進了很多過去存在的遺留問題,但由于還處在征求意見當中,在發布之前可能還會有略微調整。

另外,據了解2015+,在充電系統控制導引和通信協議上借鑒了ChaoJi標準的設計思路,也就是說身體還是原來的,但靈魂是ChaoJi標準的。所以簡單理解,2015+是老的2015國標與ChaoJi標準的“混血兒”。

至此,充電標準已經是第三次修訂,在現有接口不斷打補丁的2015+,很難說未來還會不會再進行修訂升級。

 

02

各有優缺點

 

ChaoJi標準從何而來?

ChaoJi標準是自賦使命的。它踩在2015國標的肩膀上,吸取了全球四大主流接口的經驗,最初是針對2015國標的改進,后來逐漸轉變為:設計一套具備向前向后兼容,且具有擴展能力的、國際統一的、新一代電動汽車傳導式充電通用接口系統。

2016年預研,2017年啟動編制,2018年確定方案并完成樣機開發實驗,期間得到德國與日本的深度參與和支持——ChaoJi標準起跑階段非常順利。2019年7月,在日本舉辦的第一屆新型充電接口項目國際會議上,我國提出這個新一代充電技術標準體系,被正式命名為ChaoJi。

2020年3月,日本CHAdeMO發布了CHAdeMO3.0標準,宣布采用ChaoJi接口,成為其下一代充電標準,并與中國共同推廣其成為國際標準(CHAdeMO是日本的充電標準,地位相當于國內的GB/T 2015國標)。

在IEC里,負責充電關鍵標準61851系列標準的IEC TC69 MT5已經在內部達成一致,在下一版的IEC 61851-23 ED3里將把ChaoJi作為繼目前日標(SYSTEM A)、中國2015版標準(SYSTEM B)和歐美標準(SYSTEM C)之后的SYSTEM D納入體系。

這是ChaoJi標準走向國際化的重要一步,來自中國、日本、德國、荷蘭、意大利、澳大利亞等國的專家成立ChaoJi標準聯合工作組。如果能得到歐洲認可,ChaoJi標準有望成為唯一一套具備兼容各大主流充電接口的國際化方案。

2020年6月,中國電力企業聯合會和國家電網有限公司聯合多家車企和業內相關企業共同發布ChaoJi技術白皮書,并啟動了相關國家標準的修訂工作。

由于有了2015國標的前車之鑒,ChaoJi標準在結構設計、機械強度、充電安全性、兼容性、大功率充電、后續新功能擴展能力等方面都要優于2015國標。

另外,ChaoJi標準接口通過轉接頭以及專門設計的導引電路等系統控制策略,可以兼容適配GB/T2015、日本CHAdeMO、美國CCS1、歐洲CCS2四大充電系統。

還有,考慮到車身設計,ChaoJi接口設計更加小巧緊湊,可以和國標、美國CCS1、歐洲CCS2做成一體化的Combo形態,將直流和交流做成一個連接器,這樣在車端只需留一個充電口就行。

 

圖為ChaoJi標準與國標、歐標、美標交流口一體化形態

 

2015+標準呢?

2015+在這次升級后,最大的優點是連接器和原來的物理尺寸類似可以直接互聯。

但是缺點也同樣存在,因為要兼容現有車和樁,機械結構上依然不符合IPXXB,2015+仍然進入不了國際充電標準,那我們的國產車就不能直接出口。

有人可能會說,大不了按照當地標準再設計,反正國際上就那3個充電體系,我們按照人家的改就行了,甚至有主機廠想著我就沒想出口。

持這個觀點的人不在少數,但這只會讓老外們覺得,中國在標準制定上不嚴謹,對安全不重視,對融入國際標準意愿不強烈。

另外就是2015+是否能夠完美兼容老的2015國標?在實際使用過程中,新車老樁或老車新樁兼容性仍然可能存在問題。如果出現無法充電或充電故障,由于新老接口完全一樣,車主沒有判斷能力,車企客服也無法確認問題,可能會出現互相說不清楚的混亂現象。

ChaoJi標準的缺點是,雖然在技術層面勝過2015+,但由于是全新設計,新的ChaoJi車需要配備一個轉接頭才能使用2015的充電樁,新的充電樁需要同時裝兩個充電口才能同時服務新老車型,這就導致ChaoJi在推廣轉換過程中會帶來額外的成本,對于存量的車和樁來說,很明顯沒有人愿意承擔這個成本。

這也成為ChaoJi標準落地的最大障礙。

 

03

兩路并進

 

標準制定是一個極其嚴謹且周期長的事情,在我國要分為這些個階段:

預研階段、立項階段、起草階段、征求意見階段、審查階段、批準階段、出版階段、復審階段、廢止階段。

另外,充電標準由于涉及車和樁兩端,需要負責充電系統的GB/T 18487.1、負責連接器的20234系列以及負責通信的27930這三個系列標準共同組成,才是一套的完整充電標準,才能指導行業按此執行落地。

擰巴的現象也從這里開始——由于歷史原因,這一套充電標準被拆成了兩半,由汽標委和中電聯兩家各自歸口牽頭。

現在2015國標中的GB/T 18487.1和27930,也就是充電系統和通信協議標準,歸口單位是中電聯。車端及連接器相關的GB/T 20234.1/.2/.3,標準歸口單位是汽標委。

這就像核彈發射,兩家單位各自拿著一把鑰匙,同時啟動才能發射。

從全國標準公共信息服務平臺的公示信息顯示,中電聯歸口的ChaoJi標準起草時間長,在GB/T 18487.1、20234.4、27930都進入了征求意見階段,已經組成了一套完整的充電系統。

 

圖中紅色部分為中電聯歸口起草的標準部分

 

注意看,ChaoJi標準的GB/T 18487.1和27930在2020年1月就已經列入修訂計劃,據了解已經完成了第二輪意見征求意見。在車端與連接器部分,中電聯也為ChaoJi標準直接新增了20234.4的直流接口標準。

而汽標委的2015+僅有GB/T 20234.1和.3在今年4月底剛剛發布征求意見,如果想組成完整的充電標準,也必須對18487和27930這兩個標準進行相關的匹配起草。

 

圖中紅色部分為汽標委歸口起草的標準部分

 

但矛盾的是18487和27930這兩個標準中電聯已經提交并進入征求意見階段,接下來兩家單位如何達成共識,共同推進,還不得而知。

據一位標準起草組的充電側專家透露,此前2015+內部討論還會通知他參加,最近一段時間的標準討論都不叫他了。

兩個標準起草單位似乎產生了嫌隙。

目前的狀況是原本需要兩邊同心協力,各自升級自己手里的一把鑰匙,組成一對?,F在是兩邊都想各出一套系統,替換掉對方手里的鑰匙,以此替換掉老的2015國標。

另外還有一點非常重要,就是標準的實施時間,3個標準互為組成部分,必須在同一時間統一實施,僅發布其中一個或兩個都無法參照執行。參考當年2015國標的發布時,三個標準的實施時間都是2016年1月1日。

按照標準起草流程,進入征求意見,下一步就是國標委審查階段,審查通過就可以批準發布了。

中電聯提交的GB/T 18487.1、27930已經進入征求意見2年多,不知何種原因,遲遲沒有進入審查階段,已超過項目周期。

 

圖為中電聯27930在全國標準公共信息服務平臺顯示的進度

 

04

誰會成為主流?

 

“神仙打架,凡人遭殃?!?/P>

這是一位身處其中鏈條的某位業內人士原話。

充電標準遲遲不能發布,打亂了很多企業的研發節奏,有的被迫選擇ChaoJi標準和2015+共同研發,有的看風向不對直接選擇2015+,有的已經準備了帶有ChaoJi接口的新車型,如今卻不得不回過頭來研究2015+。

在與近10位主機廠、運營商、電網、連接器等業內人士交流中,大家對于ChaoJi標準的技術先進性、安全性、系統性等都表示認可,在多次的標準討論會上也有不少企業表態支持,但迫于現實壓力大部分人認為推行2015+的可能性會大一些。

 

現實壓力主要來自于幾個部分:

1、兩家起草單位以及背后力量的對比。在產業發展中主機廠是帶動下游產業鏈的絕對力量,而汽標委背后成員大多都是主機廠,中電聯大多是電網側和運營商,在絕對力量上明顯處于下風,對標準起草的影響力有限。

 

圖為汽標委2015+中GB/T 20234.3直流接口標準的起草單位

 

圖為中電聯ChaoJi標準中GB/T 20234.4直流接口標準的起草單位

 

2、對于新車型的公告話語權。汽標委的主管單位是工信部,掌握著新車上公告的生殺大權,沒有公告新車就別想上市銷售,主機廠按照現有2015+的20234.1和.3可以直接上公告,而如果工信部不將中電聯的20234.4的ChaoJi接口納入公告,主機廠也定然不敢選用ChaoJi標準。

3、考慮現有存量車和樁的兼容性,用戶的使用體驗,以及節省開發及投資成本。因為新的2015+的連接器可以直接兼容老標準,用戶在使用體驗上沒有變化,可以無縫切換,可以節省一些額外使用適配器的成本。但據某主機廠工作人員表示,雖然硬件上看似沒什么變化,但不論在車端還是樁端,都需要對背后的電子電器設計做重新開發、驗證,這跟采用新的ChaoJi標準并沒有節省很多。

4、來自企業內部的研發慣性,以及高層領導的不重視,不專業。在很多企業內部,由于是體量如主機廠,有很大的研發慣性,不會輕易更換現有方案和供應鏈。同時像充電這種小系統,在主機廠也得不到高層的足夠重視,高層往往也不專業,所以很多主機廠的科長或總監就直接拍板,而他們對標準的理解不夠深刻。

 

ChaoJi標準自一開始就得到行業的普遍參與,尤其是取得日本支持,有成為國際標準之后,行業參與熱情更加積極,但隨著遲遲不能發布,以及汽標委要推行2015+,大家的態度和積極性發生了轉移。

 

所以接下來將面臨3個選擇:

推行2015+替換老國標

推行ChaoJi替換老國標

2015+與ChaoJi共存,不論采用哪個都可以上公告,讓市場選擇

 

如果選擇第一種或第二種,對于行業來說都是最小資源消耗的方案,但替換已經不像當年2015老國標那么容易實施了。

2015年全年新能源汽車銷量37.9萬輛,全國公共充電設施也才十幾萬臺,如今近千萬的存量車和過百萬的存量樁,即使標準實施也需要很長時間升級改造,以及新車新樁的不斷投入,逐步扭轉新老標準的滲透比例。

如果是第三種結果出現,行業勢必在前幾年會陷入混亂局面,市場上會同時存在2015老國標、2015+新國標、ChaoJi標準的車和樁。

好的局面是經過3-5年的市場主動選擇,最終大部分企業認同某一種發展路線,實現逐步替換。

“這是我們最不希望出現的局面,如果共存以后在新車研發上難道要帶兩套系統,或者讓用戶選擇哪一個,這都會造成巨大的混亂與成本,我們還是希望主管部門確定下來一個標準,不管是哪一個”,這是某國際車企充電人員的表態,在說這個話時他已經不關心哪個標準更安全,更系統。

即使選擇共存,也有不少業內人士表示市場大概率還是會選擇2015+,但至少ChaoJi標準得到了認可,火種保存了下來,萬一會峰回路轉呢。

但是,另一位國際車企充電人員表示,如果這次放棄了ChaoJi標準,也就失去了讓充電國標成為國際標準的機會,也讓國產車走向全球市場的難度提升了。

討論到這個層面,充電標準已經不再是簡單的技術PK,而是主管部門、市場力量、投入產出等的混合較量,更要考慮存量與增量市場的順利銜接。

技術的發展日新月異,站在2015老國標角度看,它已經完成了歷史使命,需要一次涅槃重生。

而中國的新能源汽車、充電行業,需要做一次艱難的決定。

 

文獻參考:

1、面向未來的新一代電動汽車充電系統ChaoJi

2、中國主導ChaoJi充電標準出征世界

3、現有GB/T 2015國標、2015+、ChaoJi標準征求意見稿

標簽:充電標準 chaoji標準 我要反饋 
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