神仙打架,凡人遭殃,2015国标升级 VS ChaoJi标准你选谁?-电动汽车观察家

神仙打架,凡人遭殃,2015国标升级 VS ChaoJi标准你选谁?

“这或许是我们唯一的机会,决定未来选择哪条技术路线,而且关系到充电国标能否成为国际标准,国产车能否直接走向全球市场。”

说这句话的是某主机厂充电法规人员,到底什么选择,关系如此重大?

是两个正在编制修订的充电标准之争:一个是2015充电国标升级版(下称2015+),一个ChaoJi充电标准。

2015年版充电国标实行到今天,面临充电接口机械强度不够、存在安全隐患、不支持大功率快充、不能与全球充电标准协同等诸多问题,已经成为了制约电动汽车发展的瓶颈之一。

到底是根据原有标准小修小补?还是重起炉灶,选择新立ChaoJi标准,一举解决诸多难题?

不论选哪一个,都会直接决定整车充电系统开发、连接器生产制造、充电基础设施的投资建设,以及测试认证等多个环节,当然也将决定后续电动车主的充电安全与体验。

新标准还需要考虑更多的问题:

  • 如何与现有近1000万辆的新能源汽车,100多万台的公共充电桩兼容使用?
  • 需要多长时间完成新老车辆与充电桩的替换?对应付出的成本有多高?
  • 是否为后续升级预留了空间?
  • 和国际标准如何衔接?…

2015版国标升级修订,是全国汽车标准化技术委员会(下称汽标委),实际是中国汽车技术研究中心牵头(下称中汽中心),以主机厂,部分充电运营商和连接器制造商等需求侧主导,其连接器可以和现有2015国标兼容,但带有先天缺陷。

ChaoJi充电标准,是中国电力企业联合会(下称中电联)牵头,以电网、充电运营商、连接器制造商、部分车企等供给侧主导。该标准是全新起草,其车辆插座需要通过配备转接头才能和现有的GB/T 2015版充电插头连接。

两个标准各有优劣,究竟该选谁?

这一纠结问题,演变成了混乱的竞争状态。

“我们实在不想被拖着了,赶紧定下来一个,该提的意见提了,该表态的也表了,反正我们也做不了主,权衡的每一天都在浪费时间。”一位主机厂充电法规人员发出这样的感慨。

标准的制定从来都没那么容易,背后是利益、立场、认知之争,是先易后难与先难后易之争,是科学技术与领导权威之争,是现实与理想之争。

本篇文章致力于相对全面为大家带来两大标准路线的背景、区别、进展,还有不同业内人士的观点。

因此本文将包括以下几点内容:

1、为什么GB/T 2015国标需要升级?升级了哪些地方?

2、2015+和ChaoJi标准各有什么优缺点?

3、两个标准现在什么进展?

4、谁会成为主流?会带来哪些改变?

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01

为什么需要新标准

升级,肯定是之前的有问题。

现行的GB/T 2015充电国标,是GB/T 2011国标的修订版,于2016年1月1日正式实施,本身是一个打补丁的升级版本。

GB/T 2015充电国标核心由3部分,5个标准文件构成,分别是:

  • GB/T 18487.1《电动汽车传导传导系统》,管充电桩的控制系统和安全的。
  • GB/T 20234.1/.2/.3《电动汽车传导充电用连接装置》,管车上插座和桩上枪头的
  • GB/T 27930《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》,管车和桩之间怎么通信联系,下达指令的

GB/T 2015国标的问题有些是先天的硬件设计问题,有些是后天问题,大体上有以下这些:

1、直流接口结构设计不符合国际IPXXB防指触等级保护。大白话说是人的手指可以插进现有国标车端充电插座里,这会有一定的安全风险。正因为这个,IEC(国际电工委员会)标准将整个中国直流充电方案排除在欧洲标准之外,导致咱们的国产车想卖到国外,必须按照当地充电标准执行,不能直接以国标出口。

2、充电插头与插座的间隙公差大,在插入过程中容易产生晃动磨损。

3、现有直流9芯接口中的2个辅助电源接口越来越鸡肋,越来越多的车型不需要充电桩提供辅助电源。

4、机械强度不够,容易出现枪头损坏。由于工作环境差,车主乱丢乱轧,时间久了,充电枪头有不同程度的损坏,这在很多场站都出现过。

5、锁止机构故障率高。这个问题很常见,经常会发生意外锁枪,拔不下来,或者干脆就没锁的情况。

6、接地保护的PE断针时车桩双方无法检测,带来充电过程中的安全隐患。

7、现有单一的CAN通信,会产生延迟或故障,缺乏物理开关阻断。

8、最大充电电压与电流的限制,无法满足大功率充电。现行GB/T 18487.1-2015中电压最高950V,电流最高250A,对应最高充电功率也就约250kW,而业界大功率充电需求已经到了380kW左右。

9、没有考虑如何在兼容的前提下增加未来一些新功能,比如:预约充电、V2X等。

而触动GB/T 2015国标升级的原因,一方面是全新的ChaoJi标准如火如荼,有替代之势,另一方面是大功率充电嚷嚷得厉害,现有标准已经无法支持,再不升级车企只能自己开发自己的标准。

矛盾集中在直流接口上。

今年4月底,工信部装备一司组织全国汽标委开展GB/T 20234.3《电动汽车传导充电用连接装置第3部分:直流充电接口》推荐性国家标准的修订,并且已形成征求意见稿,公开征求社会各界意见。

但征求意见稿只有10页,内容相对简略和有限,经过与多位业内人士交流,本次2015+直流接口外观尺寸并未发生变化,主要考虑与现有国标兼容,但接口内的端子长度做了些许调整。

同时,针对上述的很多问题,征求意见稿做了修改,比如公差尺寸做了严格要求、增加了锁止装置结构、车端增加电子锁、提高额定电压至1500V,电流在主动冷却下最高提升至800A,增加车桩的物理开关,解决PE断针问题,可实现远程唤醒等,还删除了车辆密封圈的要求,排水口由可选变为必选等修改。

可以看出来此次2015国标升级,改进了很多过去存在的遗留问题,但由于还处在征求意见当中,在发布之前可能还会有略微调整。

另外,据了解2015+,在充电系统控制导引和通信协议上借鉴了ChaoJi标准的设计思路,也就是说身体还是原来的,但灵魂是ChaoJi标准的。

所以简单理解,2015+是老的2015国标与ChaoJi标准的“混血儿”

至此,充电标准已经是第三次修订,在现有接口不断打补丁的2015+,很难说未来还会不会再进行修订升级。

02

各有优缺点

ChaoJi标准从何而来?

ChaoJi标准是自赋使命的。它踩在2015国标的肩膀上,吸取了全球四大主流接口的经验,最初是针对2015国标的改进,后来逐渐转变为:设计一套具备向前向后兼容,且具有扩展能力的、国际统一的、新一代电动汽车传导式充电通用接口系统。

2016年预研,2017年启动编制,2018年确定方案并完成样机开发实验,期间得到德国与日本的深度参与和支持——ChaoJi标准起跑阶段非常顺利。2019年7月,在日本举办的第一届新型充电接口项目国际会议上,我国提出这个新一代充电技术标准体系,被正式命名为ChaoJi。

2020年3月,日本CHAdeMO发布了CHAdeMO3.0标准,宣布采用ChaoJi接口,成为其下一代充电标准,并与中国共同推广其成为国际标准(CHAdeMO是日本的充电标准,地位相当于国内的GB/T 2015国标)。

在IEC里,负责充电关键标准61851系列标准的IEC TC69 MT5已经在内部达成一致,在下一版的IEC 61851-23 ED3里将把ChaoJi作为继目前日标(SYSTEM A)、中国2015版标准(SYSTEM B)和欧美标准(SYSTEM C)之后的SYSTEM D纳入体系。

这是ChaoJi标准走向国际化的重要一步,来自中国、日本、德国、荷兰、意大利、澳大利亚等国的专家成立ChaoJi标准联合工作组。如果能得到欧洲认可,ChaoJi标准有望成为唯一一套具备兼容各大主流充电接口的国际化方案。

2020年6月,中国电力企业联合会和国家电网有限公司联合多家车企和业内相关企业共同发布ChaoJi技术白皮书,并启动了相关国家标准的修订工作。

由于有了2015国标的前车之鉴,ChaoJi标准在结构设计、机械强度、充电安全性、兼容性、大功率充电、后续新功能扩展能力等方面都要优于2015国标。

另外,ChaoJi标准接口通过转接头以及专门设计的导引电路等系统控制策略,可以兼容适配GB/T2015、日本CHAdeMO、美国CCS1、欧洲CCS2四大充电系统。

还有,考虑到车身设计,ChaoJi接口设计更加小巧紧凑,可以和国标、美国CCS1、欧洲CCS2做成一体化的Combo形态,将直流和交流做成一个连接器,这样在车端只需留一个充电口就行。

图为ChaoJi标准与国标、欧标、美标交流口一体化形态

2015+标准呢?

2015+在这次升级后,最大的优点是连接器和原来的物理尺寸类似可以直接互联。

但是缺点也同样存在,因为要兼容现有车和桩,机械结构上依然不符合IPXXB,2015+仍然进入不了国际充电标准,那我们的国产车就不能直接出口。

有人可能会说,大不了按照当地标准再设计,反正国际上就那3个充电体系,我们按照人家的改就行了,甚至有主机厂想着我就没想出口。

持这个观点的人不在少数,但这只会让老外们觉得,中国在标准制定上不严谨,对安全不重视,对融入国际标准意愿不强烈。

另外就是2015+是否能够完美兼容老的2015国标?在实际使用过程中,新车老桩或老车新桩兼容性仍然可能存在问题。如果出现无法充电或充电故障,由于新老接口完全一样,车主没有判断能力,车企客服也无法确认问题,可能会出现互相说不清楚的混乱现象。

ChaoJi标准的缺点是,虽然在技术层面胜过2015+,但由于是全新设计,新的ChaoJi车需要配备一个转接头才能使用2015的充电桩,新的充电桩需要同时装两个充电口才能同时服务新老车型,这就导致ChaoJi在推广转换过程中会带来额外的成本,对于存量的车和桩来说,很明显没有人愿意承担这个成本。

这也成为ChaoJi标准落地的最大障碍。

03

两路并进

标准制定是一个极其严谨且周期长的事情,在我国要分为这些个阶段:

预研阶段、立项阶段、起草阶段、征求意见阶段、审查阶段、批准阶段、出版阶段、复审阶段、废止阶段。

另外,充电标准由于涉及车和桩两端,需要负责充电系统的GB/T 18487.1、负责连接器的20234系列以及负责通信的27930这三个系列标准共同组成,才是一套的完整充电标准,才能指导行业按此执行落地。

拧巴的现象也从这里开始——由于历史原因,这一套充电标准被拆成了两半,由汽标委和中电联两家各自归口牵头。

现在2015国标中的GB/T 18487.1和27930,也就是充电系统和通信协议标准,归口单位是中电联。车端及连接器相关的GB/T 20234.1/.2/.3,标准归口单位是汽标委。

这就像核弹发射,两家单位各自拿着一把钥匙,同时启动才能发射。

从全国标准公共信息服务平台的公示信息显示,中电联归口的ChaoJi标准起草时间长,在GB/T 18487.1、20234.4、27930都进入了征求意见阶段,已经组成了一套完整的充电系统。

图中红色部分为中电联归口起草的标准部分

注意看,ChaoJi标准的GB/T 18487.1和27930在2020年1月就已经列入修订计划,据了解已经完成了第二轮意见征求意见。在车端与连接器部分,中电联也为ChaoJi标准直接新增了20234.4的直流接口标准。

而汽标委的2015+仅有GB/T 20234.1和.3在今年4月底刚刚发布征求意见,如果想组成完整的充电标准,也必须对18487和27930这两个标准进行相关的匹配起草。

图中红色部分为汽标委归口起草的标准部分

但矛盾的是18487和27930这两个标准中电联已经提交并进入征求意见阶段,接下来两家单位如何达成共识,共同推进,还不得而知

据一位标准起草组的充电侧专家透露,此前2015+内部讨论还会通知他参加,最近一段时间的标准讨论都不叫他了。

两个标准起草单位似乎产生了嫌隙。

目前的状况是原本需要两边同心协力,各自升级自己手里的一把钥匙,组成一对。现在是两边都想各出一套系统,替换掉对方手里的钥匙,以此替换掉老的2015国标。

另外还有一点非常重要,就是标准的实施时间,3个标准互为组成部分,必须在同一时间统一实施,仅发布其中一个或两个都无法参照执行。参考当年2015国标的发布时,三个标准的实施时间都是2016年1月1日。

按照标准起草流程,进入征求意见,下一步就是国标委审查阶段,审查通过就可以批准发布了。

中电联提交的GB/T 18487.1、27930已经进入征求意见2年多,不知何种原因,迟迟没有进入审查阶段,已超过项目周期。

图为中电联27930在全国标准公共信息服务平台显示的进度

04

谁会成为主流?

“神仙打架,凡人遭殃。”

这是一位身处其中链条的某位业内人士原话。

充电标准迟迟不能发布,打乱了很多企业的研发节奏,有的被迫选择ChaoJi标准和2015+共同研发,有的看风向不对直接选择2015+,有的已经准备了带有ChaoJi接口的新车型,如今却不得不回过头来研究2015+。

在与近10位主机厂、运营商、电网、连接器等业内人士交流中,大家对于ChaoJi标准的技术先进性、安全性、系统性等都表示认可,在多次的标准讨论会上也有不少企业表态支持,但迫于现实压力大部分人认为推行2015+的可能性会大一些。

现实压力主要来自于几个部分:

1、两家起草单位以及背后力量的对比。在产业发展中主机厂是带动下游产业链的绝对力量,而汽标委背后成员大多都是主机厂,中电联大多是电网侧和运营商,在绝对力量上明显处于下风,对标准起草的影响力有限。

图为汽标委2015+中GB/T 20234.3直流接口标准的起草单位

图为中电联ChaoJi标准中GB/T 20234.4直流接口标准的起草单位

2、对于新车型的公告话语权。汽标委的主管单位是工信部,掌握着新车上公告的生杀大权,没有公告新车就别想上市销售,主机厂按照现有2015+的20234.1和.3可以直接上公告,而如果工信部不将中电联的20234.4的ChaoJi接口纳入公告,主机厂也定然不敢选用ChaoJi标准。

3、考虑现有存量车和桩的兼容性,用户的使用体验,以及节省开发及投资成本。因为新的2015+的连接器可以直接兼容老标准,用户在使用体验上没有变化,可以无缝切换,可以节省一些额外使用适配器的成本。但据某主机厂工作人员表示,虽然硬件上看似没什么变化,但不论在车端还是桩端,都需要对背后的电子电器设计做重新开发、验证,这跟采用新的ChaoJi标准并没有节省很多。

4、来自企业内部的研发惯性,以及高层领导的不重视,不专业。在很多企业内部,由于是体量如主机厂,有很大的研发惯性,不会轻易更换现有方案和供应链。同时像充电这种小系统,在主机厂也得不到高层的足够重视,高层往往也不专业,所以很多主机厂的科长或总监就直接拍板,而他们对标准的理解不够深刻。

ChaoJi标准自一开始就得到行业的普遍参与,尤其是取得日本支持,有成为国际标准之后,行业参与热情更加积极,但随着迟迟不能发布,以及汽标委要推行2015+,大家的态度和积极性发生了转移。

所以接下来将面临3个选择:

  • 推行2015+替换老国标
  • 推行ChaoJi替换老国标
  • 2015+与ChaoJi共存,不论采用哪个都可以上公告,让市场选择

如果选择第一种或第二种,对于行业来说都是最小资源消耗的方案,但替换已经不像当年2015老国标那么容易实施了。

2015年全年新能源汽车销量37.9万辆,全国公共充电设施也才十几万台,如今近千万的存量车和过百万的存量桩,即使标准实施也需要很长时间升级改造,以及新车新桩的不断投入,逐步扭转新老标准的渗透比例。

如果是第三种结果出现,行业势必在前几年会陷入混乱局面,市场上会同时存在2015老国标、2015+新国标、ChaoJi标准的车和桩。

好的局面是经过3-5年的市场主动选择,最终大部分企业认同某一种发展路线,实现逐步替换。

“这是我们最不希望出现的局面,如果共存以后在新车研发上难道要带两套系统,或者让用户选择哪一个,这都会造成巨大的混乱与成本,我们还是希望主管部门确定下来一个标准,不管是哪一个”,这是某国际车企充电人员的表态,在说这个话时他已经不关心哪个标准更安全,更系统。

即使选择共存,也有不少业内人士表示市场大概率还是会选择2015+,但至少ChaoJi标准得到了认可,火种保存了下来,万一会峰回路转呢。

但是,另一位国际车企充电人员表示,如果这次放弃了ChaoJi标准,也就失去了让充电国标成为国际标准的机会,也让国产车走向全球市场的难度提升了。

讨论到这个层面,充电标准已经不再是简单的技术PK,而是主管部门、市场力量、投入产出等的混合较量,更要考虑存量与增量市场的顺利衔接。

技术的发展日新月异,站在2015老国标角度看,它已经完成了历史使命,需要一次涅槃重生。

而中国的新能源汽车、充电行业,需要做一次艰难的决定。

 

文献参考:

1、面向未来的新一代电动汽车充电系统ChaoJi

2、中国主导ChaoJi充电标准出征世界

3、现有GB/T 2015国标、2015+、ChaoJi标准征求意见稿

本文由 电动汽车观察家 作者:黄, 山 发表,其版权均为 电动汽车观察家 所有,文章内容系作者个人观点,不代表 电动汽车观察家 对观点赞同或支持。如需转载,请注明文章来源。
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