发布时间:2024-12-27 02:40:30 作者:安博体育平台
1月10-12日,2020中国电动汽车百人会论坛在钓鱼台国宾馆隆重召开。本次论坛围绕“把握形势 聚焦转型 引领创新”主题,邀请政府有关部门和汽车、能源、交通、城市、通讯等领域的行业机构和领先企业代表,就行业、企业、政策的转型与创新展开深度研讨。以下是南瑞集团国际部副主任,倪峰在本次论坛上的发言:
各位来宾下午好!今天很高兴和大家伙儿一起来分享一下由中电联、国家电网公司和中汽研这几年做的项目,超级大功率充电接口这个项目。
我首先讲一下项目的背景,各位明白目前在国际上,传导式充电共4种接口,3套系统,包括欧洲的CCS系统,日本的CHAdeMO系统,中国的GB/T系统,中国的GB/T是2011年,CCS是2011年2012年,这套系统运行到现在差不多10年的时间,我们得知了不少的问题。中国标准在2015年推出了第二版充电接口标准,在使用当中发现了有一个要求,就是完全兼容2011版,兼容上有一些不完全性,研究这样的一个问题过程中,综合看了全世界的这几套系统,发现有一些共同的问题,首先充电接口尺寸普遍大,机械强度不足,图上列出了一些照片,在调研当中发现,包括CCS系统,包括GB/T,没考虑怎么适应未来发展的需求。CCS首先采用PLC通信系统不是成熟的方案,目前全世界范围内只有几家芯片企业来提供这个芯片,在技术开,发商成本比较高,导引电路存在一些潜在的危险。
CHAdeMO系统走另外一个极端,CHAdeMO是一个负责复杂的系统,从连接器设计上用了很复杂的结构,造成了成本非常高。CHAdeMO的充电器刚面世,售价是在1万人民币以上,经过这些年有所降低,但是还需要数千元,与CCS和GB/T比它也是非常高。另外,CHAdeMO系统用了负责特殊的设计,地线做的非常细,传输信号的时候有很强的干扰。另外,在导引电路上也存在一些缺陷。
回头说中国的GB/T系统, 我们在2011年的基础上做了升级,由于早期设计的时候,产业非常不成熟,国内没什么车辆,非常少,很多东西考虑不周,存在一些非常大的问题,包括公差配合存在很大要求,不符合IPXXB的要求,现在在现场大家会发现,常常会出现一些过热的问题,尤其是当电流大于200安培的时候,过热很严重,连接器寿命非常短,这是运营厂商非常头痛的问题。还有IPXXB也是一个致命的问题,还有电子锁设计可靠性问题,还有设计不合理,还有PE断针和检测安全问题。
刚才说的这样一些问题,有一个非常大的问题,GB/T已确定进入了IEC,作为三个接口之一,但由于我们存在安全风险隐患,但是有一个标准在这,注明这个标准不能在欧盟使用,这带来的问题,GB/T只进入了国际一半,如果要想出口车辆到欧洲,尤其是公共场合,包括东南亚的国家,东南亚国家都是采用IEC的标准,是不接受GB/T的,所以这样的一个问题是我们一定要要改进的问题。
我们定了一些原则,我们要把安全问题都解决掉,我们要引入最新的技术,大功率是要面临的技术。同时要考虑未来的发展,以后兼容新的技术,比如通信,预测终极方式会向以太网的方式走,怎么兼容这么多东西是要考虑的。另外一个重要的问题,如果我们设计了新的接口出来,转换成本要最低,不能重蹈2015版升级2011版的问题,各位明白当时采用非常粗暴的方法,比如国家电网公司一道下令,所有的接口全部换成2015版,带来的问题是很多车跟不上,汽车无法用这种方式升级,最后出现了很多兼容性问题,比如锁上去了拔不下来等问题,所以我们要避免以前旧的设备和桩不做新的改变,这是设计的原则。
简单介绍一下这一个项目,最早是2016年,2015版刚出来没有多久,很多公司大家在一起讨论下一代的连接器应该是怎样,其间包括德国、日本等国家陆陆续续加入到了讨论当中来,经过这么多年的努力,这一个项目逐渐变成了国际合作的项目。在2018年日本CHAdeMO公司和中电联签了合作备忘录,直接进行点对点合作。合作成果去年日本宣布今年3月份,他们会发布CHAdeMO3.0标准,CHAdeMO3.0标准将直接作为下一代CHAdeMO的标准,我自己拿到了日本发表的文本,我看了一下,基本上采用了这个方案,只不过在兼容的时候做了一些修改,我们还在讨论当中。
在这个基础上,去年7月份在日本开会的时候,同时成立了超级的国际合作的项目组,来自中国、日本、德国、意大利等国家的专家,以企业的身份组成了合作组,成立了四个工作组,我们每个月召开一次电话会议,每半年进行面对面方式讨论整个项目。下面讲一下超级技术的特点,超级并不是简单的连接器,是一套系统的解决方案,包括通信协议,包括充电系统的安全性,安全的模型,包括热管理,包括连续组件。针对乘用车辆来讲,1000V能满足大部分的要求,对于重载的车辆,电压在1500V,电压设计是照着1500V做,电极检测是达到400到500安培,实验室是做到500安培,有冷却能达到600安培,无冷却是150到200安培。前面我说过,整个的目的是为了做一个面向世界统一的方案,来解决同样一台车出口到中国,从GB/T到日本用CHAdeMO,到欧美用CCS的方案。
这边是方案中的基本信息参数,连接器是一个完整的直流充电口,和CCS不一样,CCS用了部分交流电路作为一部分,它和交流部分是不能分开的,所以是很大的东西,这样的一个东西是一个完整的口,包括通信和导引和功率传输。有一些改进,比如说未解决IPXXB的问题,把原来的2降到了10,符合国际上IPXXB的要求。另外电子锁从原来的枪上移到了车内,其他在公差配合和锁的强度设计,包括针的优化设计。这是一个大致的比较,能够正常的看到,超级系统是国际上几套方案中最小的一个,尺寸小,功率传输也是最大的,这个方案是车厂很欢迎的,因为他们很敏感,如果开口特别大会破坏设计,这是根本OEM要求做了设计。同时排布非常灵活,可以排成CCS的方式,也可以像现在的CHAdeMO和GB/T一样排在车上不同的位置,交流直流分开,在热管理系统上也进行了重新的评估和设计,包括充电电流的设计,提出了对连接器和插座的测试方法。做了一个新的导引电路,最大的改进一是增加了安全性,增加了应急点,若发生故障不通过通信协议,通过节点变化通知对方及时充电,另外增加了一个编码电阻,可识别出对方使用的是什么系统,能够实现向前兼容的问题。整个安全系统分了几个部分,机械安全、热安全和电击以及防火等相关安全系统,重新建立了模型,我们大家都希望做成一个共同的模型,让三个系统都使用同一个模型。
向前兼容刚才提到了,由于连接器尺寸发生了变化,跟原来不一样,需要用一个适配器做尺寸的转换,仅仅做物理尺寸的转换,所以成本非常低。在充电机侧采用双头的方式,一个新的超级口,一个老的系统口的方式解决向前兼容的问题,这样来解决不需要修改前面老系统的问题。不但能识别GB/T系统,也能识别CCB和CHAdeMO系统,理论上我们做一台车,能够正常的使用现存的GB/T和CCB和CHAdeMO系统,但是不需要,大多数场合需要两种就可以了,理论上我们设计是按照三种进行设计的。还有未来的一些问题,这一个地区增加了机械编码,为了前面提到重载车和轻型车做了区别,做了编码的设计,为了逐步提升电流,对一些重载车,比如900还不够,现在希望达到1600安培,如果再做升级可以更大,这个只是草案设计,还没有进入试验阶段。
其他的,为了向前交和向后交,咱们提供了如何兼容以后V2X设计,提供额外的电源,另外就是机械辅助充电,包括机械臂怎么样降低机械识别的代价,我们在这方面做了增加LED和特征点的设计。同时做了大量的试验,这里有一些试验的数据和试验的强度,在目前的情况下,超级是所有方案中强度最高的一个。
在这期间,草案做完了以后,国家电网公司、奥特迅和星星充电,在全国各地建设了多座示范站,进行了一系列的测试,包括充电的测试,包括导引测试和安全性测试,我们搜集了很多数据作为下一步改进的依据。
推进计划是这样的,如果这个接口最终被接受,希望是一个缓变的过程,而不是把2015全部改变掉,这里有三个图,意思就是我们从汽车保有量,从每年的产量和充电设施的保有量来看,老的接口预计线年以后才会全部消失,等这批老的车逐渐淘汰掉,在充电设施方面,先是采用双枪的方式兼容老系统的接口,逐渐的提高新枪的比例,希望在2025年以后,2016年以后只剩双枪的方式和新的接口的方式,老的充电设施,现在的2015版,随着五六年的时间逐步淘汰完。从产量上来讲,希望在2025年的时候,基本上大量的车会采用新的接口设计,少部分还在使用老的接口,2025年以后基本上采用新的接口,保有量上来讲,逐渐的老的车会淘汰掉,这之间大概10年左右的时间会存在共存的现象。
从国际化的来讲,日本已经接受了这个方案,下一步要做的是把中日共同形成的超级的方案和欧洲的标准做协同,最终的目标是希望欧洲也接受这个方案,最终做一个统一的方案,包括它的物理连接器外形,包括充电系统的安全上的要求,大家都是一套系统,包括通信协议,这都需要一步一步走,也需要一段时间,这个图是从CHAdeMO那个图中拿出来的。目前在国内开展了部分标准化的构成,前期国家电网公司一个企业标准已经编制完毕,同时也启动行业标准的编制,国标进行了申请阶段,本来我们计划在去年年底把这个申请完成,现在由于协同和国标委的计划略有推迟,今年我们把相关指标列出来。国际标准方面也做了一些工作,各位明白IEC主要是管充电系统设计包括连接器,我们准备分四步走,第一步先做一些预备工作,因为这个系统兼容性需要用到适配器,适配器在先期IEC标准是不可以使用的,我们大家都希望IEC上做出一些突破,和高兴给大家宣布,我们已达成了一致,IEC已经接受这个适配器,可当作新的标准提出来。同时,新的导引电路已确定进入了IEC的61851—23附录部分,已经介绍出去了。下一步和日本联合提超级适配器的标准的提案,同时会把安全系统放到IEC里,再下一步连接器的组件提到IEC里,最终这个标准成为兼容前面三个系统唯一的国际标准。