详解国家电动车充电接口及通信协议标准修改

来源 : ag贵宾厅app 发布时间:2020-01-13

质检总局、国家标准委联合国家能源局、工信部、科技部等部门,在京发布新修订的电动汽车充电接口及通信协议5项国家标准。

  中国于2011年12月22日颁布了自己的电动汽车充电接口和通信协议4项国家标准。但是,对充电时的电流、电压、功率等细节并未进一步地做出详尽要求。此次5项标准修订电动车充电接口在硬件和软件层面最终实现了统一,全面提升了充电的安全性和兼容性。本文将对新国标做详细解读。
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充电接口标准修改过程

 2006年中国就发布了《电动汽车传导充电用插头、插座、车辆耦合器和车辆插孔通用要求》(GB/T20234-2006),这个电动车传导标准详细规定了充电电流为16A、32A、250A交流和400A直流的连接分类方式,这些分类借鉴了国际电工委员会(IEC)2003年提出的标准,但是这个标准并未规定充电接口的连接针数、物理尺寸和接口定义。因而2011年中国又推出了GB/T20234-2011推荐性标准,替换了部分GB/T20234-2006中的内容,其中规定:交流额定电压不超过690V,频率50Hz,额定电流不超过250A;直流额定电压不超过1000V,额定电流不超过400A。

在此前充电设备面临“谁建谁用”的问题,国标重点统一了充电桩通信协议,这意味着电动车充电接口在硬件和软件的标准层面最终实现了统一,这将提高充电设备的利用率。

新国标改动了什么?

  新标准在旧国标的基础上做出了细节优化,譬如本次修订提高了输出端口电压和电流等级,从而提高了用电设备充电功率,缩短了充电的时间,也极大的推动了充电设备的普及和推广。再者新标准调整了信号针和机械锁的部分尺寸,优化了连接时序等。

  1.通用要求

新国标要求在直流充电枪内安装电子锁,同时预留车辆插座加装电子锁的机械结构。这对于用电防盗等方面做出了贡献,用户在充电时安全系数提升了。

  新国标规定,在交流充电电流大于16A时,供电端口和车辆接口应具有锁止功能,该锁止地功能应符合GB/T20234.1-2015的相关要求。供电插座和车辆插座应安装电子锁止装置,防止充电过程中的意外断开。当电子锁未可靠锁止时,供电设备或电动汽车应停止充电或不启动充电。

    同时,电子锁止装置应具备应急解锁功能,不应带电锁且不应人手直接操作解锁。

  此外,通用要求还规定了,供电接口和车辆接口的功能性说明、接口温度监控、神域电流保护器、供电设备过载和短路保护、充电的急停、供电设备的维修等要求。

  2.通信协议细化标准

  新标准不仅规定了定义,还规定了各种状态下的传输速率、报文超时的判定、最大电流输出的判定,对故障和报文发送终止也做了规定。

  在新标准中,明确规定电机与BMS之间的通信速率,旧标准只是提到了推荐值。据标准,在通信环境恶劣的专用场合(如通信距离较长的商用车充电),经供电设备制造商和电动汽车制造商协商一致,可采用50kbit/s的通信速率。

   BRM增加了8个字节用于预留,CML增加最小充电电流字段,CCS增加充电暂停字段,增加BMS中止充电故障原因等。此外还增加了充电时序流程图、充电过程故障处理方式、报文开始发送和中止条件等。

3. 充电接口安全及兼容问题

  本次修订重点考虑充电的安全性和兼容性,增加了和短路保护过流保护、机械锁与电子锁联动等安全措施,完善了充电控制导引和时序、故障分类信息、冗余保护等内容,提高了标准的适应性和可操作性。

3.1 交流充电限流标准问题

  电动汽车传导充电用的交流接电口,其额定电流从不超过32A修改为不超过63A。如果供电接口使用了符合GB2099.1和GB 1002的标准化插头插座,则不适用于这些插头插座。

  充电接口的额定电流值增加10A和63A。

备用触头扩展为三相充电功能。如图所示:
电线接电触头.png

在充电连接界面中增加了R4电阻,如图所示:

 R4电阻.png

 此外,本次标准修订删除了控制导引电路与控制原理,修改了充电接口控制导引触头和机械锁的部分尺寸,增加了插座内的排水孔(可选),密封圈封改为可选,修改了插头空间尺寸要求。

  3.2 直流充电接口限流问题

  修改了充电接口最高额定电压,额定电压不超过100V(DC)、额定电流不超过250A(DC)。

  增加了充电接口额定电压80A和200A,如图所示:

调整了充电连接过程中触头耦合顺序,其顺序为:保护接地、充电连接确认(CC2),直流电源与直流电源负,低压辅助电源与低压辅助电源,充电通信,充电连接确认(CC1);在脱开的过程中则顺序相反。

  此外,本次新国标删除了充电模式4的直流充电控制导引电路与控制原理;修改了充电接口控制导引触头和机械锁的部分尺寸;修改了插电空间尺寸要求等。

  应用改造方面

  在接口标准上,国际上直流充电有四种技术方案,即欧标、美标、日本标准和国标,而在实行方面,中国充电桩将不会对其他标准实行兼容。目前除了进口车系,在国内生产的均执行新国标7孔的标准。

  根据新国标,电动车既要改造软件上的通信协议,又要改造硬件上的控制导引电路。因此,如果车主需要用到公用充电桩,那就需要对车辆进行升级改造(仅针对老国标,一般可以配备转接头)。

 


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