电动汽车充电系统及通信协议标准解读

电动汽车充电系统及通信协议标准解读2016年8月11日[e-mail]编制过程介绍标准条文解读改造升级建议1232发展新能源汽车是迈向汽车强国的必由之路电动汽车是我国战略性新兴产业，对提高我国能源安全、应对气候变化、改善环境保护起着重要作用。近年来，党中央国务院不断加大对电动汽车及充电基础设施的政策支持，从顶层设计、政策支持等方面进行规划部署，电动汽车及充电基础设施正迎来快速发展的时期。1、编制过程介绍3标准是推动电动汽车规模发展及规范充电基础设施建设的技术支撑•充电接口标准是电动汽车和充电基础设施的基础•充电接口标准是电动汽车与充电设施互联互通的基础•充电接口标准是保障电动汽车安全可靠充电的基础•充电接口标准是落实国家政策的基础41、编制过程介绍GB/T18487.1-2015《电动汽车传导充电系统第1部分：通用要求》–规定了电动汽车充电系统的基础性、通用性、安全性要求GB/T20234.1-2015《电动汽车传导充电用连接装置通用要求》GB/T20234.2-2015《电动汽车传导充电用连接装置交流充电接口》GB/T20234.3-2015《电动汽车传导充电用连接装置直流充电接口》–规定了连接装置的定义、要求、试验方法和检验规则，明确了交流、直流充电接口的物理尺寸和电气性能GB/T27930-2015《电动汽车非车载传导式充电机与电池管理系统之间的通信协议》–规定了直流充电机与电动汽车的充电控制通信协议本次发布的五项标准是：1、编制过程介绍5标准要求GB/T18487.1充电系统通用要求GB/T20234.1充电连接装置通用要求GB/T20234.2交流充电接口GB/T20234.3直流充电接口GB/T27930通信协议接口型式接口型式接口要求控制导引控制导引协议控制原理接口要求接口要求系统要求协议本次修订，由中国电力企业联合会、中国汽车技术研究中心共同组织，联合了电力、充电设备、连接器、汽车、检测等相关单位，经过多轮广泛征求意见，召开多次技术研讨会及专题讨论会，开展了充电互操作测试活动进行试验验证，历时两年多才完成标准修订。2013.09启动会2014.06征求意见稿V12014.07-08征求意见2015.01征求意见稿V22015.02-03征求意见2014.01工作组初稿2015.07-09专题讨论会2015.10送审稿2015.10审查会2015.12报批稿1、编制过程介绍中国电力企业联合会中国汽车技术研究中心72015互操作试验背景一：联合起草运营商设施制造商汽车制造商连接器制造商科研单位苏州智绿1、编制背景介绍8南京菲尼克斯安费诺以文本为准背景二：广泛征求意见正式向社会公开征求意见两次，收集到近千条意见反馈，包括国内外汽车企业、充电设施企业、充电设施运营商、电动汽车示范城市等各个领域的反馈意见。2014年11月20日，中国电力企业联合会组织召开GB/T18487.1的中外企业意见反馈讨论专题会，邀请德国、美国、日本以及国内车企参加会议，与起草组面对面讨论。1、编制背景介绍9背景三：慎重处理重大技术问题•针对充电接口温度监控可能涉及的专利问题，中国电力企业联合会专门征求国家知识产权局意见，认真分析原专利权诉求，探讨知识产权解决办法；•针对直流充电机械锁加装电子锁专题，起草组先后召开多次会议，就电子锁加装位置、实现方式、技术实现方案等问题进行多次讨论，经多次修改讨论后最终定稿。直流充电机械锁电子锁方案充电接口温度监控专利问题1、编制背景介绍10背景四：开展充电互操作公开测试活动验证标准由于充电兼容性的复杂性，为进一步完善充电接口及通信协议标准，结合正在制定的《电动汽车传导充电互操作测试规范》和《电动汽车非车载传导式充电机与电池管理系统之间的通信协议一致性》标准，中国电力企业联合会组织了电动汽车充电互操作公开测试活动，组织8家测试机构，对42家企业的50多个产品进行充电兼容性测试，针对暴露出来兼容性问题，进一步补充完善。1、编制背景介绍11编制过程介绍标准条文解读改造升级建议123122、标准条文解读GB/T18487的本部分规定了电动汽车传导充电系统分类、通用要求、通信、电击防护、电动汽车和供电设备之间的连接、车辆接口和供电接口的特殊要求、供电设备结构要求、性能要求、过载保护和短路保护、急停、使用条件、维修和标识及说明。[GB/T18487.1范围]标准原文GB/T18487.1-2015在GB/T18487.1-2001的基础上，主要参考了IEC61851.1ED3.0CDV，并根据现有国内车辆、设施、电网等实际情况进行修改和完善，内容涵盖分类、电击防护、车辆和设施连接、供电设备结构要求、性能要求、使用条件等内容；与本标准有密切关联的相关标准有：GB/T20234-2015系列标准，GB/T27930-2015，GB/T《电动汽车传导充电系统用电缆》，NB/T《电动汽车模式2充电的缆上控制与保护装置》。条文解读132、标准条文解读本部分适用于为电动汽车非车载传导充电的电动汽车供电设备，包括交流充电桩、非车载充电机、电动汽车充电用连接装置等，其供电电源额定电压最大值为1000VAC（660-2001）或1500V（1000）DC，额定输出电压最大值为1000VAC或1500VDC。[GB/T18487.1范围]标准原文适用于非车载、传导式供电设备，区别于车载和无线充电；适用于交流充电桩、非车载充电机（直流）、连接装置；供电额定电压、额定输出电压与IEC保持一致。条文解读14供电插座供电插头电缆组件耦合器车辆插头车辆插座2、标准条文解读模式1将电动汽车连接到交流电网（电源）时，在电源侧使用了符合GB2099.1(家用和类似用途插头插座第1部分：通用要求)和GB1002(家用和类似用途单相插头插座型式、基本参数和尺寸)要求的插头插座，在电源侧使用了相线、中性线和接地保护的导体。[GB/T18487.1之3.1.2.1]应采用单相交流供电，且不允许超过8A和250V。不应使用模式1对电动汽车进行充电。[GB/T18487.1之5.1.1]标准原文使用GB2099.1和GB1002定义的标准插头插座进行充电；采用单相交流供电，电流不大于8A（B连接方式）；无保护禁止使用模式1对电动汽车进行充电。条文解读15×2、标准条文解读模式2在电源侧使用了符合GB2099.1和GB1002要求的插头插座，在电源侧使用了相线、中性线和接地保护的导体，并且在充电连接时使用了缆上控制与保护装置（IC-CPD）。[GB/T18487.1之3.1.2.2]应采用单相交流供电。电源侧使用符合GB2099.1和GB1002要求的16A插头插座时输出不能超过13A；电源侧使用符合GB2099.1和GB1002要求的10A插头插座时输出不能超过8A。应具备剩余电流保护和过流保护功能。[GB/T18487.1之5.1.2]标准原文为保证模式2充电安全，只考虑使用单相供电，且使用GB2099.1和GB1002定义的标准插头插座；输出电流和标准插头插座额定值之间有20%的裕度；模式2应具备剩余电流保护功能。条文解读16IC-CPD2、标准条文解读模式3将电动汽车连接到交流电网（电源）时，使用了专用供电设备，将电动汽车与交流电网直接连接，并且在专用供电设备上安装了控制导引装置。[GB/T18487.1之3.1.2.3]模式3应具备剩余电流保护功能。连接方式A、B、C适用于模式3。采用单相供电时，电流不大于32A。采用三相供电且电流大于32A时，应采用连接方式C。[GB/T18487.1之5.1.3]标准原文使用专用供电设备连接电动汽车至交流电网，可采用方式A/B/C；模式3应具备剩余电流保护装置，见10.3；采用单相供电时，电流应不大于32A；采用三相供电时，电流应不大于63A，见表A.1和表A.2；采用三相供电时，电流大于32A时应采用方式C。条文解读17连接方式C2、标准条文解读模式4将电动汽车连接到交流电网或直流电网时，使用了带控制导引功能的直流供电设备。[GB/T18487.1之3.1.2.4]模式4可直接连接至交流电网或直流电网。仅连接方式C适用于模式4。[GB/T18487.1之5.1.4]标准原文使用直流供电设备连接电动汽车至交流电网或直流电网；模式4只能采用方式C；控制导引功能见附录B。条文解读182、标准条文解读电动汽车充电设备[GB/T18487.1之4.4]电动汽车供电设备按照输出电压分类：交流：单相220V，三相380V；直流：200V-500V，350V-700V，500V-950V。直流充电电流优选值：80A，100A，125A，160A，200A，250A。注：高于950V的供电设备由车辆制造商和供电设备制造商协商决定。标准原文直流电压分档考虑低成本、宽范围、高效率，参考了IEC的分类，基本满足乘用车和商用车需求；直流电流分档考虑了充电电缆的截面积与载流量，16方80A，25方100A，35方125A，50方160A，70方200A，95方250A；高电压直流充电（大于950V），可由车辆商和设备商协商决定。条文解读192、标准条文解读触及危险部分的防护等级−所有充电模式，所有连接方式，外壳的防护等级应至少：IPXXC；−所有充电模式，连接方式B或连接方式C，车辆插头与车辆插座耦合时，车辆插头与车辆插座：IPXXD；−充电模式3，连接方式A或连接方式B，供电插头与供电插座耦合时，供电插头与供电插座：IPXXD；−充电模式1、充电模式2和充电模式3，连接方式B或连接方式C，车辆插头和车辆插座非耦合时，车辆插头与车辆插座：IPXXB；−充电模式3，连接方式A或连接方式B，供电插头和供电插座非耦合时，供电插头与供电插座：IPXXB；−充电模式4，连接方式C，车辆插头和车辆插座非耦合时，应采取有效措施防止人体接触直流充电针脚和套管的导体部分。[GB/T18487.1之7.2.1]标准原文IPXXA：手背，IPXXB：手指，IPXXC：工具，IPXXD：金属线；耦合时：IPXXD，非耦合时：IPXXB直流充电连接装置现有的物理尺寸在非耦合时无法满足IPXXB，因此应采取有效措施防止人体接触插头和插座的导体部分。条文解读202、标准条文解读额定充电电流大于16A的应用场合，供电插座、车辆插座均应设置温度监控装置，供电设备和电动汽车应具备温度监测和过温保护功能。[GB/T18487.1之9.1]注：在模式2的标准插头端安装温度监控装置时，可能会涉及专利问题。标准原文考虑到（1）不同品牌插头和插座之间互插的匹配问题，（2）插头插座积尘造成电阻增加等问题，长时间大电流充电引起接口过温带来安全隐患，规定在大于16A的场合（交流充电和直流充电），在座端设置温度监控装置，同时供电设备和车辆应具备温度监测和过温保护功能；通过检索国内外充电接口温度监控专利，在模式2下标准插头如果需要安装温度监控装置，则可能会引起专利问题，松下和通用已在中国申请相关专利。21条文解读2、标准条文解读除了电缆组件，不应使用电缆加长组件或二次电缆组件连接电动汽车和电动汽车供电设备。[GB/T18487.1之9.2]电缆加长组件包括一柔性电缆或电线，其装配有非拆线插头和一个匹配的非拆线便携式插座的电缆组件。[GB/T18487.1之3.4.2]注1：插头和插座不匹配时，该电线称为“适配器电线”。注2：模式1，模式2和模式3的电线组不是电缆加长组件。标准原文在电动汽车和供电设备之间除了使用电缆组件（见3.4.1）外，不能使用电缆加长组件或二次电缆组件，如下：22条文解读电缆加长组件（适配器电线）二次电缆组件车辆插头车辆插座车辆插头车辆插座车辆插头车辆插座车辆插头车辆插座2、标准条文解读交流充电电流大于16A时，供电接口和车辆接口应具有锁止功能，该锁止功能应符合GB/T20234.1的相关要求。供电插座和车辆插座应安