新基建、新機遇、新發展，7月9日，由中國充電樁網主辦的“2020第六屆中國國際電動汽車充換電產業大會”（簡稱：金磚充電論壇）在上海大華虹橋假日酒店隆重開幕。來自政府、院校、協會、企業、采購商、金融、媒體等850位代表出席本次大會，大會以“洞見當下、預見未來、聚力發展、合作共贏”為主題，推動產業交流發展。
新基建引領發展新浪潮
南瑞集團的倪峰由于疫情原因無法到達會場，主辦方通過直播連線方式發表了《新一代電動汽車充電系統 ChaoJi 介紹》的主題演講，以下是演講嘉賓未刪減實錄：
南瑞集團倪峰
大家好，我是南瑞集團的倪峰，很高興參加由中國充電樁網主辦的這次金磚充電論壇，給大家介紹一下新一代電動汽車充電系統ChaoJi。
很遺憾這次由于疫情的原因沒有辦法到現場，所以通過直播的方式給大家做一個介紹。
今天的主題講新一代電動汽車充電系統。我的演講大概四個部分：
第一部分：項目簡介；
第二部分：技術要點；
第三部分：示范項目；
第四部分：下一步工作計劃。
首先，講一下電動汽車充電技術的現狀，大家知道現在在國際上存在著有三個大的充電系統，四種接口，加上特斯拉可以說有四個系統、五種接口，這是現在的情況。
各個接口完成的功能都是類似的，為了做一個直流的充電，但是它采用了不同的接口、不同的通信協議、不同的導引電路等等，雖然需求是一樣的，但是解決的方法或多或少存在一些差異，造成現在市場上面存在著這么多種充電接口，而且充電設備廠家還包括尤其是汽車制造廠家為了把他的產品賣到世界各地必須考慮到各種各樣的配置、各種各樣的接口，來完成這件事情。
另外，由于這些充電系統基本上主要都是從2010年前后陸陸續續出來，最早出來是CHAdeMO，后來GB/T，然后CCS，這幾個系統到現在為止都已經存在了差不多有10年左右的時間，在應用過程中大家發現出現了很多問題，這些問題包括了它的充電尺寸，接口尺寸比較大，機械長度普遍不夠，尤其是CCS系統。CCS因為中空的設計，強度非常弱，在現場摔壞的情況非常多，GB/T在某些點上面也會出現一些強度比較弱的情況，出現一些問題。
另外，這是我剛才提到的充電系統因為都是10年以前做的，當時做的時候由于產業發展的比較快，在做這個系統設計的時候，各個國家其實對未來的一些應用還沒有特別的了解，有很多的東西沒有考慮的非常完善，向后的兼容能力非常差，它的系統就是為了解決當時充電的問題，隨著現在充電設施的發展出現了一些新的應用，其實是考慮不周的。
另外，在充電方面我剛才提到像這些新的技術，包括了大功率充電需求，在直流充電系統2011年剛推出的時候，各個系統其實支持的功率不是太大，像CHAdeMO只有50千瓦，CCS充電電流到200左右，GB/T算稍微大一點的是250安培，在使用當中250安培不是非常順暢能夠達到。
像現在最近提出來的充電的直流化，以后可能在車上去掉OBC，直接使用直流充電的方式，加上電網非常關心的車輛和電網的互動，包括現在像比亞迪使用的B2L的應用，這些應用都是一些比較新的需求。
為了解決這些存在的問題，其實我們從2016年開始，當時由中電聯組織和其他的一些企業都成立了一個以大功率為目的的，成立了一個小組來討論技術如何實現。在此過程中，從2016年一直到今年，差不多四年左右的時間，我們在這中間做了大量的從一開始的調研開始到后來的技術方案的設計，做了試驗等等，到后面的示范工程等做了一系列工作。
在2018年的時候，CHAdeMO協會和中電聯簽訂了合作協議，直接中國、日本聯合做這個項目。在2019年的時候，我們還成立了一個國際合作關于ChaoJi項目的工作組，實際上一共成立了四個工作組，分別是關于充電連接器的工作組、充電安全的工作組、通信協議、自動充電系統，一共四個工作組，參加的國家除了中國、日本以外，有德國、荷蘭、意大利、澳大利亞等等一些國家參與了這個項目主要的研發過程。
這里是參與這些項目的主要單位（見PPT），這個不是很全，包括了日本的一些企業，中國的很多運營商，比如說像國家電網公司，還有充電設施的一些企業和連接器的企業，國外包括車企，德國幾個大主要車其基本上參加了，也包括連接器的一些制造廠家，另外日本CHAdeMO主流的都參加了這個項目。
下面我把ChaoJi技術要點給大家介紹一下。
ChaoJi的設計前面我提到了，最初的時候圍繞大功率走，后面慢慢發展成為不光為了大功率，它是一個完整的一套充電的接口系統，它的構成包括了幾大主要部分，一個是充電連接器組件，包括電纜、充電槍，包括一些熱采集的系統，還包括熱管理系統，從充電槍口到整機一些熱的要求在這里面，還有一套新的導引電路，和充電控制相關的，還有最重要的充電安全，由幾個大系統構成了ChaoJi新的接口系統，實際上就是我剛才說的，ChaoJi已經成為了新的接口系統，不是簡單一個企業，不是為了做一個大功率而做這個東西，涵蓋了更多的一些應用。
它的一些主要技術參數我簡單列了一下，從連接器的設計上來講，它按1500伏做的設計，但是目前我們在充電系統上的要求還是跟IEC的這些要求，包括國內國標的要求達成一致，對乘用車來講，基本上按1000伏作為一個目標，1500伏主要準備預留在給未來的一些重載的車輛，還有像大型商業車，特殊的車輛使用的，它的電壓是1000和1500伏兩檔，充電電流這塊在實驗室里現在已經做到了600安培，由于車耽現在電池各方面還是有些欠缺，現在很難找到承載這么大電流的汽車和電池，所以我們認為近期在市場上應用的話，應該在400安培左右，我們現在在500安培左右（乘用車），未來可以大家600安培，我們是按照600安培設計的，但是在短期內不會用的這么大，大家知道多出100個安培，發熱量是成平方關系的，40%左右，還是相當可觀的增長。在這上面我們會在技術上預留好接口，未來等車成熟的時候再推出來。這是在冷卻的情況下。
如果不在冷卻的情況下，充電電流應該是200安培左右，我們現在正在做最后的測試，現在可能在150-200A之間，日本那邊CHAdeMO 3.0已經按照200A做了定義，總的來講，充電功率可以達到900個千瓦。
對于連接組件這部分我們做了全新設計，我們ChaoJi系統的特點之一是希望做一個非常緊湊的方案，由于適合乘用車使用。這個方案我們首先采用了七針的忙按，去掉了原來GB/T2015版里面的輔助電源兩根針，我們覺得輔助電源沒有太多實際功能，在新方案里面拿掉了。另外為了解決一個非常大的問題，原來2015版存在所有人詬病的一個問題，就是IPxxB的要求，原來2015版通過不了測試，這個是我們做的比較大的改進，把功率端子進行了縮小，從12mm縮小到10mm，這樣可以通過IPxxB的要求。還有一個是電子鎖，由原來的樁端移到了車端，這也是提高整個電子鎖的可靠性。
另外對2015版，包括借鑒了CCS和CHAdeMO的一些設計中間的問題和它的一些經驗，各國專家一起對配合公差進行了詳細計算和重新設計，能夠使得在未來的使用中能夠更加避免出現一些后操作上的問題。其他還有在人體工程學上的設計，為了在工藝上生產起來更加簡便也做了很多優化設計，包括對針的長度也做了重新定義，包括接觸點的位置都做了詳盡的定義。
大家可以看到它的設計是非常靈活的，首先它的尺寸是在全世界目前流行的方案中是最小的直流充電接口，尺寸大概相當于GB/T三分之二左右的尺寸，減少了尺寸以后大大提高了汽車設計的靈活性，對汽車是非常有利的特點。
另外它的布置方式可以采用類似于CCS系統的交流跟直流放在一起的布置，也可以采用原來CHAdeMO和GB/T分開布置的方式，因為它是完整的直流系統，所以不依賴于像CCS這樣交流直流必須在直流充電時用交流里面的PE和導引，我們因為是完整的設計，所以它那個設計非常靈活，既可以做的很緊湊也可以把它完全分散開來，這點對汽車設計大大提高了它的靈活性。
在整個設計中間我們也做了大量的實驗，包括我們做了模具件、壓潰、跌落、沖擊等等，這些實驗分別在中國和日本都做了相應實驗，把數據進行了大量分析，也包括在設計初期做過一些計算仿真，對整個機械的結構和強度做了很多考慮，使得它成為目前所有方案中的強度最好的一個方案。
這邊是我們做的一些實驗數據，我不多說，大家有興趣的話可以在后面再交流這些東西。
這個我講過了，主要講的是IPxxB的要求，具體內容相對來講要做一些分析，今天時間關系不多說，只講一下這個實驗，由于這個IPxxB的要求，原來GB/T2015達不到這個要求，造成了我們GB/T標準雖然寫在了IEC里面，但是不被歐盟認可，當時歐盟反對GB/T很大的原因是連接器部分存在安全的一些隱患，這樣造成非常大的問題是什么呢？凡是采用GB/T標準的車輛在歐洲沒有辦法用，至少在公共場合沒有辦法用，因為歐洲不用也會影響到采用IEC標準的其他國家，包括東南亞等國家，也是因為這個原因在公共設施里面做GB/T幾乎不太可能，這點解決掉了是一個非常大的突破。
另外安全相關的，包括關于短路容量、PE導向的選擇、人體結構、人體PE等問題，這些有很多問題在原來IEC標準里面沒有提，他們一開始沒有考慮到這么多問題，在近10年運營當中逐漸發現出現了很多問題，我們在ChaoJi系統設計的時候把新的安全問題都做了統一的解決，這部分東西已經提到IEC，在IEC里面會成為一個標準，未來所有的系統都要尊重安全的問題。
還有一個非常重要的ChaoJi特點，實現了向前兼容，什么意思呢？實際上就是說我們以前舊的設備，就是現在使用的，比如2015年版的車和樁不需要做任何的升級改造就可以和新的ChaoJi系統兼容，ChaoJi可以使用符合老標準的充電機或者車輛。這里面ChaoJi在國際上比較贊賞的一個功能，這個不光兼容了GB/T，還兼容了CHAdeMO2.0，還兼容了CCS系統，理論上講一臺裝備ChaoJi接口的車輛是可以在全世界任何地方使用它現在的設備。它的大概原理是，因為ChaoJi連接器跟其他的連接器物理的尺寸、結構完全不一樣，我們采用了適配器的方式轉換了ChaoJi的接口和老的充電機之間的物理上的轉換，根據我們的設計是一個非常簡單的Adaptor，和特斯拉做的Adaptor有非常大的區別，特斯拉做的Adaptor在這里面做了有非常復雜的東西，有CPU、協議轉換等等，我們做的Adaptor在最簡單的方式下只裝兩三個電阻就可以完成這個功能。
另外，從充電機這塊，未來新的充電機采用雙接口充電機的方式，這種方式在國際上廣泛使用，在歐美國家可以看到很多充電機一個口是CCS，一個口是CHAdeMO。我們以后未來充電機可能會出現一個口是GB/T，一個口是ChaoJi，用這種方式兼容不同的車輛使用，也可以用充電堆的方式在一個充電站里，比如說有幾個口用ChaoJi，其他的口全是使用GB/T服務，根據不同服務的數量做靈活的配置。
向前兼容里面除了Adaptor以外，一個非常大的設計特點是我們采用了導引電路來識別不同的充電系統，我這邊列了一些大致的原理，講起來非常簡單，通過CCL上的編碼電阻，和Adaptor里面安裝了一些匹配的電阻進行組合，在ChaoJi系統可以通過CCL上不同的電壓來識別上什么系統，包括了有CHAdeMO系統，CCS系統，還有GB/T的系統識別，另外我們還具備了一些向后兼容的特征，我在下面解釋一下。
剛才講的是向前兼容，主要是新的系統在老的系統不做任何改變，新的系統可以適應它。向后兼容，一個系統在設計的時候為未來的應用做了預留，以后在做升級的時候也不需要對你的系統做非常大的調整，你就可以很平滑的過渡新的功能做出來。ChaoJi剛才講的是大功率充電，現在考慮到未來可能出現超大功率充電，像無人飛機、電動飛機這些應用上也可以使用非常大的功率方式，我們在設計的時候做了一些預留。同時它支持機器自動充電、自動防水，在設計的時候對連接器的一些方案做了優化，使未來的機器人和車輛識別的時候配合，會更加的平滑。
我們在通信上面講，大家知道CHAdeMO和GB/T用的是CAN，CCS用的是PLC，特斯拉也是用的CAN（單線），我們覺得未來的發展方向應該是以太網，所以我們在設計的時候做了一個預留，以后可以從CAN直接過渡到雙線的以太網，以太網接上去做基于IP的應用就比較容易實現了，還包括物聯網的一些應用都可以做起來。
另外，像V2X上面的一些應用，包括怎么樣通過CCL這根線去提供一個輔助的電源，比如PPT上面顯示的照片上，這個上面就是在日本拍攝的，他們是V2X的應用，前面這個裝置實際上是一個應急變器（音），它的作用是在發生停電的時候，車給家庭提供應急電源。這個帶來一個問題，這個裝置帶來一個問題，這個裝置本身需要供電，需要從車上先得到一個電源讓它能夠啟動起來，然后再把高壓輸出來轉，怎么解決電源的問題，我們在導引上面做了設計，使未來的應用得到比較平滑的應用。
下面說一下示范項目，在國內我們有很多城市主要由國家電網公司、星星充電、奧特迅三家運營商牽頭，很多車企、充電設施企業等共同參加做的示范項目，這些示范項目在國內有四五個城市了，包括北京、南京、山東濟南、深圳、常州等等都做了大量的認證的實車的測試實驗，參加的車企也包括北汽、一汽、比亞迪，國外的奧迪、寶馬都提供了樣車進行了測試。同時在日本也做了向后兼容的一些測試的示范，也做了怎樣去兼容CHAdeMO的系統，這是他們做的Adaptor，這個Adaptor和我們國內用的一種有點不一樣，我們國內做的是沒有電纜的，它帶了一根電纜在里面，我們還是要繼續做一些實驗，各有各的優缺點，可能通過一些實驗才能定下。
最后簡單說一下下一步的計劃，剛才劉主任PPT上面也說到了關于ChaoJi標準化的一些思路，我這邊簡單重復一下，我們認為ChaoJi的應用是一個漸進的過程，不是ChaoJi出來就馬上把所有的GB/T的車輛全部換了，不可能的，我們要一步步走，首先2020年標準化已經啟動了，幾項國標已經開始做了的，前段時間中國和日本聯合發布了中國的《技術白皮書》，日本發布了《CHAdeMO3.0標準的使用》。國標啟動以后，我們預測應該在明年年底前后能夠發布，現在有一些汽車廠已經開始對原形車試制的一些事情，我們估計在2022年前后會少量有專用大功率的車上市，經過一些年的過渡，我們估計整個過渡期需要10-15年的時間，在過渡的過程中我們采用類似于Adaptor的方式使用老的充電機，新的充電設備裝兩個口的方式進行過渡，隨著ChaoJi車輛的口越來越多，這種過渡的方案慢慢停止使用，最后我們希望在2035年前后把它全部過渡到新的接口上面去。
《標準》我剛才已經提了，有一系列的標準有的已經批準了，有的已經在申請中。還有一點就是標準的國際化，這也是非常重要的一點。現在我們和日本聯合在IEC TC69和IEC 23H共同做這個工作，下個禮拜要開IEC TC69的會上面我們和日本聯合提出來在下一版的61851-23里面會增加修整案，把ChaoJi作為CCMD（音）提到國際上去，在IEC里面得到認可。這樣我們希望它最終可以成為把ABC，中國方案和歐盟統一在ChaoJi的方案底下，因為這個方案是唯一具備兼容所有方案的方案，而且本身增加了很多向后兼容的功能。這個是我們的目標。
我剛才提到的日本下一代CHAdeMO標準已經宣布采用了ChaoJi平臺來做，CCS這塊可能有點困難一些，因為他們畢竟投了這么多錢在里面，我覺得中間有一段時間可能是并行的過程，最終會怎么樣，我們也可以看到有一張CHAdeMO當時提供的圖，我們希望最終在2035年以后三大標準，三個系統能夠統一成一種系統來走，這樣帶來最大的好處是對所有的OEM減少了成本，只要做一種接口就可以了，不需要再做這么多接口。
總的來講，ChaoJi是中國提出的，又是多國合作的新的接口，它的目的就是為了減少現在很多的方案，能夠統一到一個方案上來，同時這個方案也是為未來的充電技術做好了很多預留和考慮，希望能夠更加順利平滑的推進電動汽車充電設施的發展。
我今天就講這么多，謝謝大家。
