研制標準
大于大功率充電,消費者只聞其聲不見其形,業界也還在研發為主,就要出標準了嗎?
我們是研制標準,還不是編制標準。”劉永東表示,研制標準是首先提需求,提完以后聚焦,然后讓參與企業都提方案,大家一起討論,一輪一輪的篩選,再提出ChaoJi接口、標準。
這是現在做標準的新做法,也是符合國際潮流的。像通信領域是最典型的,是先寫標準,然后才出現技術,然后才出現產品,才出現產業。”劉永東說,“當然我們傳統行業包括電動汽車行業,還不可能完全做到這樣。”他們希望以標準化工作為抓手和平臺,推動大功率充電的技術進步和產業化的進程。“十九屆四中全會就第一次提出‘標準引領’,我們在這個意義上實現標準引領。”
劉永東表示,特別是涉及到充電互操作性的問題,“要等到產業全起來了,再去規范互換性,對行業的震動反而是更大。典型的例子就是換電,現在要實現互操作,已經不現實。”
研制標準的意思,除了標準引領,還要做示范驗證。“有一個背景,就是2011年版本和2015版標準制定過程中,發現了太多的不足。”劉永東說。“過去我們做標準,產品沒有,就把標準寫出來了,實施以后出了很多問題,這與當時缺乏產品驗證有點關系。”
我于是在標準編制過程中提出來,要先去做示范驗證,看看技術的成熟度怎么樣。”劉永東說。
在大功率標準制定中過程中,中電聯等組織包括國內幾大運營商國網、萬邦、奧特迅,國內車企北汽、一汽、小鵬、比亞迪,國外車企寶馬、奔馳、大眾,在北京、上海、深圳、常州、南京、許昌建了幾個示范站,去驗證Chaoji接口和技術體系。
驗證過程中間,我們把標準草案也要編制出來。這叫做技術和標準預研,對工程建設標準的草案也要編出來進行驗證,驗證完了以后我們才覺得這可行。”劉永東說。
驗證過程中,之前的一些擔憂不攻自破。
比如大功率充電沖擊電網的擔心。國家電網公司并不擔心,率先在北京北京未來科技城建成大功率充電示范站,并與北汽進行了聯合測試。由于大功率充電應用不是一上來就全面鋪開,只有少數車型和少數場景,不會一上來就沖擊電網。另外,國家電網公司也積極推動大功率示范,因為電網希望對負荷進行集中的管控,更容易規劃布局,更好協調,而不喜歡分散而不明確的負荷。
還有,充電槍的線纜,很多人會擔心很沉,但加液冷以后,比原來還更細了。“很多都是想象覺得這里面有問題,用起來了才會感受到它的好處。”劉永東說。
2019年3月底,《電動汽車觀察家》曾在常州星星充電的大功率示范站參觀了一次大功率充電測試。一次演示中,星星充電大功率充電樁搭配一汽大功率充電試驗車,用21分鐘,車輛就充了近40度電,充電功率最高達到196kW。
這還不是這一示范站最高水平,其充電機設計充電能力是500kW。如果保時捷的Mission E拿到這里來充,能做到350kW的峰值功率。
如果大功率充電能夠普及,對于充電運營商而言,資源利用率將大幅提升,有望打破充電運營的魔咒。星星充電董事長邵丹薇就曾說,“充電運營盈利已經非常接近拐點。公共充電最大的成本是車位,所以真正的拐點是大功率普及的那一天。”
奧特迅在深圳也在做示范工程。李志剛介紹,他們和比亞迪、奧迪、戴姆勒完成大功率充電的軟硬件聯合調試。與比亞迪和奧迪的實車,分別完成了650V、200A和500V、350A的充電測試。
李志剛還透露,2021年,奧特迅將在深圳10個區布置大功率充電站,車企也會推出大功率充電示范運營車輛來配合運營,從而收集相關數據,發現和總結出現的各類問題,為后續的大功率充電標準制定做支撐。

一汽集團也參與示范站建設,并派出車輛做測試。經過測試,他們所關切的兩點:一是充電口到動力電池線路的溫升,經驗證是在可控范圍內的;二是大電流,測試當中充電電流達到500A、600A,電力電源也是沒問題的。他透露,一汽準備在2022年底到2023年初時投放的新車,將采用新的ChaoJi體系,充電功率有望達到350kW。
這套標準的國際化程度是比較高的。”劉永東說。

從德國、日本專家,到后來成立國際電動汽車大功率充電ChaoJi項目,意大利,澳大利亞,荷蘭、瑞士、韓國等國專家也參與其中。
不過,劉永東、倪峰都非常肯定的一點是,ChaoJi是中國主導的充電標準。
倪峰認為,中國主導體現在至少三個方面。首先是連接器端面接口設計是由中國提出。
其次,充電系統的充電控制導引是由中國主導。倪峰說,“ChaoJi有一個非常大的特點,能跟其他的充電接口系統兼容。這是中國提出來,也是我們南瑞率先提出的方案。我們提了一套導引電路,給大家看,大家提意見,這不行那不行再改,至少有一年時間,現在基本上定下來了。”
第三,通訊協議也是中國主導的。“我們設計了一個非常靈活的、彈性的架構,可以迭代往前走。”
不過,倪峰也說,在安全模型等方面,外方出力比較多。
“整個ChaoJi標準,大的技術方案是我們出的。”劉永東說。ChaoJi,不管名稱是漢字還是字母拼音,都是帶著中國烙印的標準。
向前向后兼容 ChaoJi接口重新設計,必然面臨和老接口兼容的問題。而且,ChaoJi如果要一統天下,還需要兼容老的CHAdeMO、CCS接口。 對此,ChaoJi的參與者基本都考慮到了,而且給出了解決方案,他們已經開發了轉接頭,并設計了與之配套的相關電路和控制切換邏輯,使得新車可以在老樁上充電。 
比如,當采用ChaoJi充電標準的新車,到2015版快充樁上充電時。車主接上轉接頭后,ChaoJi車輛會自動把通信協議版本切換為2015版快充協議,開啟充電。已經在中國鋪設的30萬個直流充電樁,無需改造,就可以給ChaoJi車輛充電。同樣的解決方案,可以讓ChaoJi車輛在日本CHAdeMO 2.0及以下充電機、歐洲CCS充電機上充電。 老車到新樁如何解決? 運營商的直流充電樁,可以一樁多槍,既有ChaoJi充電槍,也配備2015版充電槍。當采用2015版充電標準車輛來充電時,選擇對應的充電槍即可。因此,存量的電動汽車車主,也不用擔心無處充電。 “標準不只有向前兼容,還有一個向后兼容的問題。”劉永東說,“今后的技術發展了,接口上沒有預留空間?” 在這方面,ChaoJi充電支持即插即充、V2X、自動充電系統等新技術應用,支持未來通信接口從CAN向以太網升級,為千安以上超大功率充電留有升級空間,為今后的技術升級做了充分的考慮。 ChaoJi作為充電系統,由于長期謀劃,兼容并包,還可能取代交流慢充。 “現在慢充主要是用交流充電樁,但交流充電樁有個很大的問題,它沒有通訊協議。沒有通訊協議,想做智能化,就很麻煩。”劉永東說,“不管是交流充電還是直流充電,到電池都得是直流。” 此前就有呼聲說,把車上的OBC(車載充電機)取下來,用小功率的直流充電機給電動汽車充電,也能解決慢充問題。“ChaoJi接口也一樣,把小功率交流變成小功率直流,也可以做慢充。” 不過,劉永東和倪峰都表示,標準不會取消交流慢充,而是多個技術并行,交由市場選擇。 倪峰說,2015版充電標準的修訂,有兩個部分。第一,“我們把以前標準中存在的一些問題,在不破壞向前后兼容和安全性的情況下,會做修正修訂,對描述含糊的地方會做進一步明確”。第二,要把ChaoJi推出來,會在標準中單獨列一部分,讓市場有個選擇。“就是說,你可以繼續用2015版本,但是ChaoJi會提供更新的功能、更安全,未來的總體成本會更低。” 關于Chaoji進入國標的時間表,劉永東說,“我們希望2021年底能夠完成編制,2022年發布實施。” 5 向全球推進 ChaoJi的征途,不只在中國,而是星辰大海。 “ChaoJi是最新推出來的一種方案,確實是汲取了原來的各家所長,各個方案的缺點都盡可能規避。”李志剛說,“不管是歐洲還是日本,原有的方案在使用過程中也是出現了很多的問題。如果能有這么一個方案能夠解決原來的問題,他們也是比較歡迎的。” 在中方的推動下,ChaoJi正走向國際標準。 它首先獲得了日本的支持。 在中電聯和日本CHAdeMO標準交流中,日本一直跟進、參與了ChaoJi的研究。“日本對ChaoJi標準比我們還上心。日本人做事確實比較細,他們在方案細化上面做很多的驗證工作,也提出了很重要的意見。”劉永東說。 正在編制3.0版本的CHAdeMO協會,對ChaoJi的認可度很高。2019年4月20日,CHAdeMO投票通過采用ChaoJi接口方案。2020年3月,CHAdeMO發布了CHAdeMO3.0標準,宣布采用ChaoJi接口。

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。 “國際標準我們希望能夠統一,但是統一過程中可能還是需要一個個步驟。”劉永東說,“我們跟日本也提出來,現在ChaoJi接口CHAdeMO電性能上保持一致,但是通訊協議暫時還沒有統一,不過通信協議本身還是比較容易統一的。” “最后,跟德國方面,我們現在還在做工作,目前是在技術層面上交流。”劉永東說,ChaoJi系統相對CCS,有優勢,接口結構更緊湊,強度更高,兼容性更好。“德國的一些主要的車企都參加到了中國ChaoJi技術方案,也非常認同技術方案的完整性和統一性。”但是,要讓德國采納ChaoJi標準,建設ChaoJi充電站,還面臨政治因素。 “歐洲是一個開放的市場,充電站必須有一個CCS樁就行,同時也可以裝CHAdeMO3.0,不就是我們的ChaoJi嗎?”劉永東說。 ChaoJi的征途能走得多遠,最終還要看它在市場上的反響。它作為有后發優勢新生標準,能不能成為車企贏取消費者的利器,從而成為產品中的主流標準?如果可以,CCS標準也就將自然而然的退讓,歐洲政府、車企,也就會順水推舟地采用ChaoJi標準。 至少,在參與者、行業人士中間,ChaoJi獲得了不少支持。日本經濟產業省在CHAdeMO3.0發布會上致辭指出,ChaoJi充電技術已逐步發展成為一個面向世界的標準。 澳大利亞 Tritium 公司電子設計高級工程師 AlexRudzki 更直接:“我認為 ChaoJi 有望成為全球統一的充電標準。”
研制標準的意思,除了標準引領,還要做示范驗證。“有一個背景,就是2011年版本和2015版標準制定過程中,發現了太多的不足。”劉永東說。“過去我們做標準,產品沒有,就把標準寫出來了,實施以后出了很多問題,這與當時缺乏產品驗證有點關系。”
我于是在標準編制過程中提出來,要先去做示范驗證,看看技術的成熟度怎么樣。”劉永東說。
在大功率標準制定中過程中,中電聯等組織包括國內幾大運營商國網、萬邦、奧特迅,國內車企北汽、一汽、小鵬、比亞迪,國外車企寶馬、奔馳、大眾,在北京、上海、深圳、常州、南京、許昌建了幾個示范站,去驗證Chaoji接口和技術體系。
驗證過程中間,我們把標準草案也要編制出來。這叫做技術和標準預研,對工程建設標準的草案也要編出來進行驗證,驗證完了以后我們才覺得這可行。”劉永東說。
驗證過程中,之前的一些擔憂不攻自破。
比如大功率充電沖擊電網的擔心。國家電網公司并不擔心,率先在北京北京未來科技城建成大功率充電示范站,并與北汽進行了聯合測試。由于大功率充電應用不是一上來就全面鋪開,只有少數車型和少數場景,不會一上來就沖擊電網。另外,國家電網公司也積極推動大功率示范,因為電網希望對負荷進行集中的管控,更容易規劃布局,更好協調,而不喜歡分散而不明確的負荷。
還有,充電槍的線纜,很多人會擔心很沉,但加液冷以后,比原來還更細了。“很多都是想象覺得這里面有問題,用起來了才會感受到它的好處。”劉永東說。
2019年3月底,《電動汽車觀察家》曾在常州星星充電的大功率示范站參觀了一次大功率充電測試。一次演示中,星星充電大功率充電樁搭配一汽大功率充電試驗車,用21分鐘,車輛就充了近40度電,充電功率最高達到196kW。
這還不是這一示范站最高水平,其充電機設計充電能力是500kW。如果保時捷的Mission E拿到這里來充,能做到350kW的峰值功率。
如果大功率充電能夠普及,對于充電運營商而言,資源利用率將大幅提升,有望打破充電運營的魔咒。星星充電董事長邵丹薇就曾說,“充電運營盈利已經非常接近拐點。公共充電最大的成本是車位,所以真正的拐點是大功率普及的那一天。”
奧特迅在深圳也在做示范工程。李志剛介紹,他們和比亞迪、奧迪、戴姆勒完成大功率充電的軟硬件聯合調試。與比亞迪和奧迪的實車,分別完成了650V、200A和500V、350A的充電測試。
李志剛還透露,2021年,奧特迅將在深圳10個區布置大功率充電站,車企也會推出大功率充電示范運營車輛來配合運營,從而收集相關數據,發現和總結出現的各類問題,為后續的大功率充電標準制定做支撐。

一汽紅旗大功率充電測試車在做大功率充電演示
一汽集團也參與示范站建設,并派出車輛做測試。經過測試,他們所關切的兩點:一是充電口到動力電池線路的溫升,經驗證是在可控范圍內的;二是大電流,測試當中充電電流達到500A、600A,電力電源也是沒問題的。他透露,一汽準備在2022年底到2023年初時投放的新車,將采用新的ChaoJi體系,充電功率有望達到350kW。
這套標準的國際化程度是比較高的。”劉永東說。

中日電動汽車ChaoJi充電聯合工作組會議參會者合影
從德國、日本專家,到后來成立國際電動汽車大功率充電ChaoJi項目,意大利,澳大利亞,荷蘭、瑞士、韓國等國專家也參與其中。
不過,劉永東、倪峰都非常肯定的一點是,ChaoJi是中國主導的充電標準。
倪峰認為,中國主導體現在至少三個方面。首先是連接器端面接口設計是由中國提出。
其次,充電系統的充電控制導引是由中國主導。倪峰說,“ChaoJi有一個非常大的特點,能跟其他的充電接口系統兼容。這是中國提出來,也是我們南瑞率先提出的方案。我們提了一套導引電路,給大家看,大家提意見,這不行那不行再改,至少有一年時間,現在基本上定下來了。”
第三,通訊協議也是中國主導的。“我們設計了一個非常靈活的、彈性的架構,可以迭代往前走。”
不過,倪峰也說,在安全模型等方面,外方出力比較多。
“整個ChaoJi標準,大的技術方案是我們出的。”劉永東說。ChaoJi,不管名稱是漢字還是字母拼音,都是帶著中國烙印的標準。

不帶線纜(左)和帶線纜(右)的兩種類型的轉接頭

左圖:CHAdeMo 2.0和ChaoJi槍頭對比;右圖上:ChaoJi插座;右圖下:CHAdeMO 2.0和ChaoJi轉接頭