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這篇文章想梳理一下目前全球充電的接口和標準以及趨勢； 我們從如下幾個部分聊聊；
汽車的本質還是電池，它還是一個電動的產物，而電池的輸入輸出都是直流電，但是電網的電是交流的，所以這就導致了從電網拉電到車上要經過AC/DC的轉換；其實嚴格意義來說沒有交流充電一說，因為到電池的輸入都是直流電，只不過取決于AC/DC的模塊是在車上還是在充電設施上而已；早期功率比較?。妷弘娏鞫疾淮蟮模┮话愣贾皇峭ㄟ^車載的充電機把車外的AC轉換成電池所需的DC，但是隨著電池容量加大，整車續(xù)航加大，要求的輸入的功率也在加大，同時時間也在不斷的要求縮短，所以AC/DC逐步放在設施端，把充電模塊一直在車上增加也是不現(xiàn)實的，所以有了“DC快充”的說法； 充電模式分類 電動汽車充電按照使用的場景不同一般可以分幾種充電的模式，主要有2種說法 中國的GB和歐洲的IEC一樣都是把充電模式分成了四類（模式1.2.3.4） 北美和日本J1722是分成l了3類（level 1,2,3) j1722的三種充電方式
其實不管怎么分，其實都是一種說法而已，實際市場上，我們更多的以“快慢充，或者交流充電、直流充電類描述”可能這樣更能讓消費者理解和接受；我們以充電模式1234為例來闡述一下彼此的區(qū)別；充電模式1、充電模式2、充電模式3、充電模式4， 我們國標里也對這四種方式做了詳細的說明，有興趣的朋友可以自己看看； 簡單的羅列一下：
模式1 模式1和模式2我們可以簡單的理解為就是把家用的三眼插座的電輸入到車里，當然是AC電，家里的電壓是恒定的，比如國內是220V，國外還有110V,240V等，這個看不同國家電網，主要用于非常小的功率場景，一般都是在3KW以內，講白了這種充電方式就非常的簡單，不存在特定的保護機制，要強調一點的是，在歐洲和北美很多地方，模式1是不能用的，模式1這種方式危險性還是比較大的，因為它沒有任何的保護措施，就像我們給電瓶車充電是一樣的，而且利用市電充電的時候，很難去有效保證你的墻上充電插座是靠譜的，拖線板更是如此了，長達十幾個小時的持續(xù)十幾安培的電流充電，很難保證墻面充電插座和拖線板不會老化出問題，尤其是一些老小區(qū)，可能墻內的電纜都是4方的，這也是很多飛線充電出現(xiàn)自燃的主要問題，尤其夏天高溫的時候； 模式2 而模式2和模式的1的區(qū)別是模式2在電纜上多了一個控制盒（IP-PCD)，能夠起到一定的保護作用，模式2基本上是鑒于模式1和3之間；模式1和模式2 基本上給一些小型的電動車輛，比如電動摩托車（在國內不多見），或者給PHEV等車型充電，當然這種充電方式時間比較長，基本上也都要十幾個小時才能充滿，適合過夜充電。 模式3 模式3就比較好理解了，模式3其實就是我們經常說的 “交流充電，慢充” ，一般是有專門的充電樁的，這個樁包含一些人機界面，還有收費模塊啥的，慢充的充電電壓和電流略大于飛線充電，功率一般在3KW~10KW之間，通過慢充一般的電動車需要至少8個小時才可充滿，但是這種方式功率還是不大，但是相對比較安全； 模式4 最后一種就是模式4，模式4是我們常說的直流快充，模式1.2.3和模式4的區(qū)別是充電模塊從車內到車外，這樣可以增加更多的充電模塊，而且充電電壓是可以根據(jù)車輛的需要來調整的，充電電壓最高可以達到1,000 V，電流最高可以達到400A。所以其充電是速度也非常的快，其目標是在20分鐘左右充滿80%的電；這個地方要多說一句，在CCS（歐洲人和美國人搞的一個聯(lián)合充電）沒有出來之前，只有日本人的CHAdeMO是正在意義上的充電模式4，就是快充，所有你看北美也好，歐洲也好，很多快充戰(zhàn) CHAdeMO 都是標配； 關于CHAdeMO的延申我們下文還會說到，CHAdeMO的夸張之路下文我也會聊聊，也有助于我們想想我們的布局； 除了這四種模式外，目前充電的方式也比較多，五花八門，還有什么無線感應充電，商用車的送電弓充電等，還有換電啥的，但是都是比較小眾市場，我們不做過多闡述； 充電連接器物理尺寸和通信 確定了充電的模式，那么下一步就是把電充到汽車里，這個時候就需要定義這個傳輸電的媒介了，就是充電連接器，因為模式不同，功率電流大小不同，不同的國家，不同的電網等，這個充電連接器也是五花八門，但是有2點內容是最重要的： 1.充電系統(tǒng)，通信協(xié)議 2.連接器的物理接口； 1.充電系統(tǒng)，通信協(xié)議 目前全世界充電系統(tǒng)基本上就3套系統(tǒng)四種連接器，（因為歐美是一套系統(tǒng)，但是連接器是2種，combo1 和combo2)，日本人的CHADEMO,歐美的CCS,和我們的GB,而通信協(xié)議也分成了CAN通信和PLC通信2個陣營，中日是CAN通信的陣營，歐美的CCS是PLC的陣營； CAN通信的方式 基本信號使用PWM信號完成，該信號根據(jù)IEC6185/1要求在控制先導的觸電上傳輸，該通信比較復雜，但是比較細致，在充電的時候會通過端子插入確認是否插入連接器，在通電之前，先進行“握手”確認，同時樁端也會使用PWM的占空比將樁端的最大電流告知充電器，進行安全的充電； 另外一種就是PLC充電，PLC充電是通過在CP觸點上調制高頻信號（也稱為電力線通信或PLC）以傳輸更復雜的信息來完成高級通信（HLC），這些信息可用于例如DC充電或其他服務，例如“即插即用”或負載平衡，高級別通信基于標準DIN SPEC 70121和ISO / IEC 15118系列，相比CAN通信，PLC交直流都是借助一套端子，所以看起來端子要少很多，但是不像CAN有安全鎖等保護機制，PLC看起來更智能，有人說也相對不安全； 日本人一直在強力的推薦CAN通信方式，也在到處拉會員加入，至于CAN通信是否一定比PLC好，我不這么認為，我只能說各有各的優(yōu)勢和缺點，但是大家都需要同盟，尤其在前期市場上有了大量的老版本產品，這個就是不進則退的游戲，如果你不跑的快點，那份額就會被對手吃掉，前期的成本打水漂不說，話語權也沒有了，在這點我看見我們意識到了這點；
基本上3套充電系統(tǒng)都更新到了第3代，3,0版本； 目前Chademo是速度最快的一個，其第3代和我們中國是聯(lián)合合作的，推出了名為“超級（chaoji）”的第三代充電系統(tǒng) ，這也是chademo的3.0版本；同時對應的接口中日各自推出chaoji 1和2的連接器；我翻看了IEC6219-3今年發(fā)布的標準，其中只有AA,EE,FF,屬于我們BB（GB直流）沒有寫在里面，我猜大概率的我們chaoji的轉接頭會放進去，之前看南瑞倪總的文章也大概證實了這點；
歐美的CCS,從12/13年推出來至今也有七八年了，CCS，18年期間也升級過一般，CCS2.0版本，但是只是做了少量的優(yōu)化，我們目前還沒有看見CCS第3代的系統(tǒng)正式發(fā)布，我們從網上看資料了解，CCS3.0的版本會把反向充電等功能加進去，這個功能Chademo 已經批量應用很久了；
我們GB也在15年的時候更新過一版，筆者當時對這塊非常熱情.. 時隔五年，已經不在做技術，依然有在關注，希望此文畫個句號；跑題了；15年的時候我們也升級過我們的GB充電，那個可以算第2次，去年的中日聯(lián)合制定的'chaoji“應該屬于第3代，從一些資料來看，chaoji沒有動另外2家的蛋糕，但是我們可以利用chaoji讓我們的車真正的走出去，而不是一直在窩里搞，至少可以通過一些轉接頭就能搞定；畢竟我們是全球最大的市場，而且我們的汽車工業(yè)需要借此上臺階和騰飛，從這個角度來說，我對這個產品充滿了期待，也充滿信心； 2.連接器的物理接口； 充電連接器的物理尺寸都是依據(jù)IEC62196的標準來的，AC的接口IEC62196/2里面分了3種， DC的標準在IEC61296/3里面，同樣也是分了3種；市場上應該有7種了，還是蠻復雜的，我們簡單來梳理一下： IEC62196/2:Type1 Type2 Type3 (AC慢充）--3類 IEC62196/3:AA BB EE FF (DC快充）-4類
如果算上我們最新的大功率”chaoji'和特斯拉自己的，那市場上這幾年肯定會有10種之多，因為這2種都還沒有被納入IEC，所以在此，我們暫不過多討論；從全球來看，的確資源浪費，但是從實際情況來看有無必要？絕對有必要，如果你不想未來被人卡脖子的話； 我們逐個來看一下 IEC62196/2:Type1 Type2 Type3 (AC慢充）--3類 IEC62196/2里規(guī)定的TYPE1的連接器形狀最早來自SAE J1772中，最早是由日本制造商Yazaki制作開發(fā)的，用于早期的混動車型充電，IEC中規(guī)定其最高能承受的工作電流是32A，在SAE中電流要比這個大，在美國被允許最高80A, 它的誕生主要是因為早期日本人搞了很多混動的車型投放在美國市場上，所以其應用的客戶群主要是日本和北美； TYPE2最早是由德國企業(yè)Menneke開發(fā)的，這個類型的連接器允許工作電流高達63A,因為德國三相電是可以直接接到家里的，可以在家里利用壁掛式盒子充電，所以其單項單相電流高達70A, 我們的GB也是采用了這種方式，但是我們的接口端子是和歐洲的是相反的；TYPE2和GB在中國一樣，歐盟也要求所有公共充電都是要接TYPE2接口的，所以如果你的車賣到歐洲，就得上這樣的接口插座； TYPE3是由制造商Scame弄出來的，主要的應用群體是法國和意大利，我一直覺得搞這么多接口，主要還是因為要平衡聯(lián)盟里各自的利益關系，當然誰的胳膊粗誰占比也達，比如TYPE3就比較小眾，這個類型產品之前出過不少問題，最新的IEC62196的標準好像是針對其優(yōu)化過一版，這個類型的連接器其實比較簡單，也沒有控制導引的觸點，其最高承受32A的單相充電，三相充電，最高達63A;這個和TYPE2一樣；
IEC62196/3:AA BB EE FF (DC快充）-4類 AA AA其實就是日本人的” Chademo連接器”，CHAdeMO是“ CHArge de MOve”的縮寫，等同于“使用電荷移動”或“按電荷移動”或“充電”，它是快速充電器。該名稱源自日語短語O cha demo ikaga desuka，其英文翻譯為“一杯茶怎么樣？”，指的是為汽車充電所需的時間。名字很奇怪,但是意思很明確，就是充電快；因為它是Chademo組織設計和使用的，CHAdeMO是日本制造商和日本電力公司于2010年初正式制定的DC充電標準,原始設計首次發(fā)布在日本標準JEVS G105-1993中，也是第一個也是當時唯一的DC充電選項，直到CCS于2012-2013年問世，該連接器旨在與實現(xiàn)符合IEC 61851-23的系統(tǒng)A和符合IEC 61851-24附件A的CAN通信的DC充電站一起使用，這個地方需要值得一提的是 Chademo的充電協(xié)議也是目前唯一一個可以反向充電，并且批量應用的協(xié)議；最新的CCS3.0里面也會包含反向充電的要求； BB BB的接口就是我們國標GB的直流充電口，這個端口和 Chademo一樣，有很多PIN針，因為也是采用的CAN通信的方式，所以其通信針比較多；直流的端口也是我們自己開發(fā)出來的；目前也只有中國地區(qū)使用,這點其實挺悲哀的，我們雖然在IEC標準里面，但是很難說我們產品是國際標準； EE/FF EE和FF都屬于CCS系統(tǒng)，CCS（Combined Charging System）系列是歐美正真意義上的DC快速充電系統(tǒng)，由歐美的主機廠（奧迪，寶馬，戴姆勒，福特，通用汽車，保時捷和大眾）聯(lián)合推出，這個地方比較好的是，CCS在車輛端是一個二合一的插座，意思是 一個車輛的插座，即可以用TYPE1/2交流的插頭插入充電，也可以用EE/FF的直流插頭插入快速充電；這樣的好處在于車輛在充電接口的尺寸可以縮小，也可以標準化；不需要像之前車輛要裝一個TYPE1的插座，還得掛一個CHADEMO的插座（CCS沒有出來之前），所以這個對CHADEMO是一種挑戰(zhàn)；EE可以稱為CCS1連接器”或“ Combo1連接器”是應用在北美的市場；FF可以稱為CCS2連接器”或“ Combo2連接器”主要用在偶聯(lián)邦的國家；
我們文章開頭列了四個方向，我們上面聊了充電的模式、快慢充、充電連接器和通信，我們最后來聊一下大功率液冷充電
上篇文章簡單的寫過一些這個內容，這部分我接著把它寫完； “大功率液冷快充”， 很顯然是大功率，那功率多大呢才算大功率呢，這個地方其實可以看2個陣營就好了，一個是CCS的代表陣營，另外一個就是我們和日本聯(lián)合的chaoji,也是chademo3.0代表陣營；目前現(xiàn)有市場上，我們的GB最大是250A/750V,187.5KW, 日本的ChadeMo是1000V/400A, 400KW,CCS是 500A/1000V, 500KW，這些是最大的功率，實際上大家都沒有做到這么大，國標一般也就150KW，電流200A左右，這樣50方的線就可以，同樣chademo實際也沒有做到400KW的，CCS也是，電流基本上都是控制在300A以內， 為什么？因為電流大了，就需要更大截面積的電纜來傳輸電流，這樣這樣才能控制溫升， 但是電纜無限的加大，理論上是可以的，但是實際你是拿不動的，400A需要至少95方，500A需要120方，帶來的問題不僅僅是成本、無法操作、大的熱量也是個問題；之前也聊過，那提高電壓可不可以？可以是可以， 但是這條路需要走的更長，個中原因之前也聊過，這個地方不做討論了； 雖然一堆問題，但是老百姓還是希望電動車能夠像燃油車一樣方便，尤其充電的速度等，而電池技術的逐步提升和完善，這就導致了下一代的功率更大，包括還有一些商用車，我們看見國內的商用車，包括一些工程車輛都在轉型電動化，所以原來的充電需求肯定是不能被滿足了；
我們如果提高傳輸?shù)男?，就需要把電纜和連接器的傳輸溫度降下來，或者一直控制在一個安全的水平，IEC的說法是90°
這個地方有個嘗試需要提前了解，溫度傳感器是不能直接放在連接器端子上的，因為連接器端子在供電的時候，會有非常大的電勢產生，這個電勢會竄入到你的監(jiān)測回路，嚴重會燒掉你的監(jiān)測回路，更不要說測溫了；幾年前我也做過這樣的設計，當時一直在想怎么解決這個問題，當時臨時的辦法還是采用了放在插頭靠近端子的塑膠部分，但是這個情況下測出來的溫度和真實的溫度是有差距的，這種差距在一般情況下其實沒啥問題，而且可以利用溫度開關，到了一個臨界值就斷電，當時還在充電槍上增加了LED來閃爍提醒，還申請了專利（當然筆者的公司沒有重視此事，就再沒有弄下去） 但是問題依然是那個問題，就是這個差距的溫度在一般情況下沒有什么問題，但是如果出現(xiàn)一些突發(fā)情況，這個溫度差是會反應不過來的，從而就失去了檢測的意義；我們看IEC是怎么解決這個問題的，IEC是加了一個增熱模塊來給端子加熱，來模擬突發(fā)情況，當然這只是一個試驗回路，所以其電壓非常小，傳感器是可以埋在端子里的；IEC其實是通過突然的增加溫度來找溫度傳感器測量值和實際溫度的值的關系，實際溫度突然增加，溫度傳感器也會溫度上升；這個點就非常重要了，因為溫度平衡后，這個同步的變化可以反饋到系統(tǒng)里，讓系統(tǒng)立刻根據(jù)這種變化做成判斷；這個也就避開了溫感不能直接放端子上的問題了；
溫度檢測是一回事，我們還需要做的是要把這個充電帶來的溫度給帶走，那怎么帶走？ 就需要不斷的給發(fā)熱最嚴重的端子等部位進行冷卻，就需要液冷回路，其實原理很簡單，說白了就是在電纜里面增加一個專門的通道，通過放在充電樁里的液冷泵來推動液體在充電接口和泵之間循環(huán)流動，從而把熱量帶走，保證連接器充電時時刻控制在一個溫度范圍內；雖然原理簡單，但是其實非常非常復雜，為什么這么說？因為這個地方需要考慮的問題非常多，是一個系統(tǒng)的問題，比如充電樁這么高的電壓、電流，本身其系統(tǒng)發(fā)熱就非常嚴重，增加銅排的截面積等方式也不顯示，而且也調入了之前的問題漩渦中，所以也要一起冷卻，這個就變得極其復雜了，更不用說IGBT模塊等；
另外充電回路端，冷卻速度怎么控制？ 每L帶走多少熱量？熱平衡該依據(jù)什么模型計算，實際制造的差異怎么控制？ 許多問題需要去解決，之前我們就看見北美市場上投放的液冷充電就有泄露，導致某液冷連接器制造商不得不召回維修，這個地方有個常識，泄露不是內部泄露，是外部泄露，是外面的水，比如高溫往往會有巨大溫差產生的冷凝水進入到內部回路，導致問題； 我們線看看CCSM, 網上資料可以看到到歐洲CCS前2年在德國做了不少試點工程，當時上的是450KW,OEM是寶馬弄的，充電樁是Allego的，液冷充電是菲尼克斯的，電氣系統(tǒng)是西門子AG的；
液冷充電槍的原理沒有那么復雜，網上有很多資料，感興趣的朋友可以自己去找找，但是我個人認為帶液冷的充電槍和線絕對會成為一個新的技術壁壘，不是誰都可以做，和能做好的； 當然未來的市場也是巨大的，入場券難也正常； 我們國內也有很多的企業(yè)都在做這方面的工作，比如中航、康尼、星星充電等，大家都是在摸索過程中，不斷的積累經驗和總結問題； 實物層面我有看見不少企業(yè)在做工作，但是仿真和模擬層面其實我看見的不是很多，當然也有可能是我不太了解，也歡迎再做這方面工作的朋友一起交流和探討，為什么要去做熱仿真和模擬？因為仿真可以從系統(tǒng)層面去分析熱的問題，去找最薄弱的環(huán)節(jié)，從而再完善設計，再帶入到實物進一步測試，看起來仿真的投入很大，但是其實是降低從成本的方式；西門子參與了歐盟整個CCS的充電的系統(tǒng)分析工作，之前看了一個視頻，可以了解西門子是怎么去做模型的，怎么去分析薄弱環(huán)節(jié)的；視頻的內容有點長，有45分鐘，內容較長，要翻譯中文花時間太久，感興趣的朋可以自己看看；
去年中日的資料在網上我們可以找的到，我們有看見，新版的chaoji也包含了利用液冷進行充電，而且我們的功率更大，反而我們的接頭缺很小，這個不得不說是個優(yōu)勢，這個尺寸大小對車輛端還是非常重要的，好布局不說，可以讓OEM有更多的選擇；
同時我們也看見了，我們對熱管理也做了非常細的分析和考量，從某個程度來說，我認為我們考量的更為周全
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來自： 新用戶12594065 > 《電動汽車充電系統(tǒng)》
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