自電動(dòng)汽車(chē)問(wèn)世以來(lái)，充電接口的標(biāo)準(zhǔn)化就是一個(gè)重要課題，充電標(biāo)準(zhǔn)的升級(jí)變化必將引起車(chē)輛的調(diào)整，如何和減少、避免由于充電標(biāo)準(zhǔn)調(diào)整導(dǎo)致車(chē)輛設(shè)計(jì)的大幅度變更，是每個(gè)一個(gè)電動(dòng)汽車(chē)設(shè)計(jì)工程師必須考慮的問(wèn)題。

充電接口標(biāo)準(zhǔn)的修訂過(guò)程

電動(dòng)汽車(chē)充電接口標(biāo)準(zhǔn)是電動(dòng)汽車(chē)行業(yè)的基礎(chǔ)性標(biāo)準(zhǔn)，統(tǒng)一的接口標(biāo)準(zhǔn)是電動(dòng)汽車(chē)順利推廣的重要基礎(chǔ)，在電動(dòng)汽車(chē)行業(yè)的快速發(fā)展過(guò)程中，工信部等部委及時(shí)出臺(tái)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范，引導(dǎo)行業(yè)健康有序發(fā)展。隨著試點(diǎn)工作的深入，標(biāo)準(zhǔn)也結(jié)合試點(diǎn)過(guò)程中發(fā)現(xiàn)的新問(wèn)題進(jìn)行同步升級(jí)，時(shí)隔5年后，2015年12月底工信部等五部委部門(mén)聯(lián)合發(fā)布了5項(xiàng)電動(dòng)汽車(chē)充電相關(guān)的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)升級(jí)版，新標(biāo)準(zhǔn)于2016年1月1日起正式實(shí)施, 新標(biāo)準(zhǔn)在原有標(biāo)準(zhǔn)基礎(chǔ)上強(qiáng)化了安全性方面的要求，例如新標(biāo)準(zhǔn)增加了充電接口溫度監(jiān)控、電子鎖、絕緣監(jiān)測(cè)和泄放電路等功能，細(xì)化了直流充電車(chē)端接口安全防護(hù)措施，標(biāo)準(zhǔn)中明確禁止不安全的充電模式應(yīng)用，能夠有效避免發(fā)生人員觸電、設(shè)備燃燒等事故，保證充電時(shí)對(duì)電動(dòng)汽車(chē)以及使用者的安全。

充電標(biāo)準(zhǔn)升級(jí)帶來(lái)的新要求

為了加快推進(jìn)2015版新國(guó)標(biāo)(下稱(chēng)新國(guó)標(biāo))的實(shí)施，2016年底國(guó)家發(fā)改委、能源局和工信部發(fā)布了《電動(dòng)汽車(chē)充電基礎(chǔ)設(shè)施接口新國(guó)標(biāo)的實(shí)施方案》，該方案明確自2017年1月1日起，新安裝的充電基礎(chǔ)設(shè)施、新生產(chǎn)的電動(dòng)汽車(chē)必須符合新國(guó)標(biāo)。方案要求穩(wěn)步推進(jìn)舊標(biāo)準(zhǔn)升級(jí)轉(zhuǎn)換：(1)充電樁的應(yīng)對(duì)措施：開(kāi)展舊標(biāo)準(zhǔn)充電基礎(chǔ)設(shè)施改造，充電服務(wù)運(yùn)營(yíng)商應(yīng)根據(jù)當(dāng)?shù)匦履茉雌?chē)發(fā)展的實(shí)際情況，制定本年度的改造時(shí)間表，力爭(zhēng)在2017年12月31日前完成改造任務(wù)。(2)電動(dòng)汽車(chē)的應(yīng)對(duì)標(biāo)準(zhǔn)：開(kāi)展舊標(biāo)準(zhǔn)電動(dòng)汽車(chē)接口升級(jí)改造，要求電動(dòng)汽車(chē)生產(chǎn)企業(yè)要根據(jù)用戶要求，免費(fèi)按照新國(guó)標(biāo)對(duì)舊的充電插座進(jìn)行升級(jí)改造，實(shí)現(xiàn)與符合新國(guó)標(biāo)的充電設(shè)施的互聯(lián)互通。對(duì)于無(wú)法按照新標(biāo)準(zhǔn)改造可能帶來(lái)的潛在風(fēng)險(xiǎn)，應(yīng)向車(chē)主進(jìn)行必要的安全性提示。其中涉及到車(chē)輛充電接口硬件相關(guān)更改的內(nèi)容主要有：當(dāng)充電電流大于16A時(shí)的應(yīng)用場(chǎng)合，車(chē)輛充電插座(不區(qū)分交流、直流插座)應(yīng)設(shè)置溫度監(jiān)控裝置，具備溫度檢測(cè)和過(guò)溫保護(hù)功能，除此之外車(chē)輛交流充電插座還應(yīng)具有鎖止功能防止充電過(guò)程中的意外斷開(kāi)，未可靠鎖止時(shí)，應(yīng)停止充電或者不啟動(dòng)充電。

《方案》要求新開(kāi)發(fā)的電動(dòng)汽車(chē)的直流充電插座須具備溫度檢測(cè)裝置，如果配置3KW以上OBC的車(chē)輛交流充電口必須具備溫度檢測(cè)和電子鎖緊裝置，已經(jīng)投放市場(chǎng)的電動(dòng)汽車(chē)要逐步改造；由于以往電動(dòng)汽車(chē)的設(shè)計(jì)架構(gòu)中充電管理功能大多由BMS完成, 而B(niǎo)MS一般安裝到電池包內(nèi)部，因此充電接口的升級(jí)將導(dǎo)致電池包的設(shè)計(jì)更改，如果電池包對(duì)外信號(hào)插座預(yù)留的接口不足，就需要更改電池包上的低壓信號(hào)插座以滿足新國(guó)標(biāo)要求的接口，這些信號(hào)包括4路溫度和1個(gè)電子鎖，至少需要增加11個(gè)信號(hào)線，這將帶來(lái)巨大的工作量，對(duì)于已經(jīng)定型投產(chǎn)的電動(dòng)汽車(chē)甚至由于代價(jià)太大而無(wú)法實(shí)施。

國(guó)際上的通用設(shè)計(jì)方案

實(shí)際上，電動(dòng)汽車(chē)充電接口本身就是一個(gè)容易變化的接口，除標(biāo)準(zhǔn)不斷升級(jí)所導(dǎo)致的變化外，如果電動(dòng)汽車(chē)銷(xiāo)往不同國(guó)家，必須配置當(dāng)?shù)貥?biāo)準(zhǔn)的充電接口，因此充電接口的變化是必然的，如下圖所示的集中國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)的充電接口。

將充電接口同電池包耦合過(guò)多不是最優(yōu)設(shè)計(jì)方案，設(shè)計(jì)上應(yīng)該盡量解耦，國(guó)際上日產(chǎn)公司的明星車(chē)型LEAF將交流和直流充電接口集成為一個(gè)獨(dú)立組件，在不同的國(guó)家安裝不同標(biāo)準(zhǔn)的模組，局部的變化不會(huì)影響車(chē)輛其他部件，是比較合理的一種設(shè)計(jì)方案。

國(guó)內(nèi)電動(dòng)汽車(chē)的推薦設(shè)計(jì)方案

要應(yīng)對(duì)多變的充電接口需求，車(chē)輛的系統(tǒng)架構(gòu)必須要進(jìn)行針對(duì)性設(shè)計(jì)，需要從整車(chē)的角度來(lái)重新劃分功能，將多變的充電接口部分獨(dú)立出來(lái)，如下圖所示

增加通過(guò)一個(gè)獨(dú)立的充電管理單元就近安裝在車(chē)輛上充電插口附近，將新國(guó)標(biāo)要求的多達(dá)14個(gè)信號(hào)采集處理后通過(guò)一條CAN總線與電池包內(nèi)的BMS通信或者與VCU直接通信，簡(jiǎn)化充電接口與BMS或VCU的連接線束，當(dāng)充電接口發(fā)生變化時(shí)，只需要調(diào)整充電管理單元的軟件或者硬件即可，對(duì)電動(dòng)汽車(chē)其他相關(guān)部件的影響較小。

科列技術(shù)配套產(chǎn)品

充電管理模塊C05A1

公司于2016年11月發(fā)布了充電管理模塊C05A1，C05A1充電管理模塊能夠完成上圖中充電管理單元的所有功能，同時(shí)支持充電激活和低功耗休眠功能，已經(jīng)批量應(yīng)用于多個(gè)乘用車(chē)項(xiàng)目，可以極大的簡(jiǎn)化整車(chē)線束，方便整車(chē)設(shè)計(jì)； 該模塊也可以應(yīng)用于已經(jīng)量產(chǎn)定型車(chē)輛的新國(guó)標(biāo)改造升級(jí)。

C05A1充電管理模塊經(jīng)過(guò)全面的汽車(chē)電子試驗(yàn)測(cè)試，滿足乘用車(chē)的可靠性要求，其中環(huán)境適應(yīng)性及可靠性試驗(yàn)滿足ISO16750標(biāo)準(zhǔn)要求；同時(shí)具備優(yōu)良的EMC性能，EMI滿足CISPR25標(biāo)準(zhǔn) LEVEL3要求，EMS通過(guò)ESD、BCI等多項(xiàng)汽車(chē)電子抗擾試驗(yàn)；模塊防水等級(jí)達(dá)到IP66，能夠直接安裝在充電插座附近。

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