由中國充電樁網組織的“2020中國國際充電基礎設施產業發展大會”（金磚充電論壇）于11月2日在深圳會展中心盛大召開。本次論壇以“新基建、新發展、新趨勢”為主題，推動企業交流發展。
南瑞集團有限公司（國網電力科學研究院有限公司）基礎技術研究中心副主任——倪峰在本次中國國際充電基礎設施產業發展大會做了《Chao Ji 面向未來的新一代統一充電方案》的主題演講，以下為會議未刪減實錄：
大家下午好！我今天給大家帶來的題目是面向新一代的統一充電方案。Chao Ji這個系統我們沒有在公開場合進行很多的宣傳，這個項目是從2016年就開始有一個雛形，2016年是我們國標2015版發布的第一年，2016年版國標正式發布的時間是2015年12月26號，到它真正開始執行實際上已經到了2016年。在2016年執行的時候，當時我們發現2015版的國標充電接口上還是存在不少的問題，另外對一些新的功能它也不支持，比如大功率充電等等，當時在國內就成立了由中電聯合企研中心牽頭組織了汽車行業還有充電設施企業，組織了幾個類似于內部的頭腦會，覺得中國的充電接口下一步往哪兒走，2015版發布了以后，我們在過程中發現了很多的問題，怎么去解決這些問題，持續了挺長時間，我們除了內部討論以外還做了一些調查，對2015版產品進行了分析和調查，2017年年底前后，我們當時拿出了一個解決方案，經過分析，我們認為如果我們還是完全基于2015版接口的定義去做系統的話，2015有很多固有的問題是沒有辦法解決的，我們就想可能是需要一個新的系統來取代這個東西，這個新的東西要取代以后，我們定了幾個原則，第一我們定了2011版升級2015版的經驗，2011版升級2015版的時候出現了很大的問題，當時國家電網公司曾經命令它下面所有的企業和運營公司在幾個月內把所有的2011版接口全部換成2015版，但是后來發現換完了以后汽車跟不上，汽車沒辦法在這幾個月內把所有車輛全部換成2015版，所以出現了很長一段時間換完了以后反而電充不上去的問題，2011版升級2015版的時候兼容性受到了很大的約束性，所以我們想新的系統一定要避免這個問題，一定要做到升級的時候是無感的升級，老的設備不需要做任何修改，這是一個在升級上的基本原則。要達到什么目的？首先第一我們要解決安全性的問題，2015版有很多安全性隱患，存在很多缺陷，我們要解決這個問題。另外我們還要考慮未來新的應用過來以后，包括充電、包括V2X、小功率直流等等功能，怎么去統一考慮這個問題，都提到了議事日程上來。
在這個過程中，我們在國際上和各國專家進行了交流，其中最早是德國，像大眾、戴姆勒、寶馬這些企業為代表先跟我們進行了一番接觸，2018年我們和日本也進行了一些交流，日本反過來最先決定和中國一起完善這個標準，后來中日成立了關于Chao Ji這個項目的聯合工作組。2018夏，中國和日本簽了一個合作備忘錄，成立了這個工作組，后來這個工作組逐漸變成了國際合作的項目，陸陸續續除了日本和德國，瑞士、意大利、澳大利亞等國家都加入了了，最后形成了Chao Ji國際聯合的開發項目。
參加的國內外企業非常多，包括了充電設施的、包括了汽車的、包括了做連接器的等國內外企業都在里面。它的目標是要在一套向前兼容的，一開始指的是跟國標2015兼容，后來隨著大家討論的深入，我們提出了一些方案，我們現在提出的目標是要和國際上的三大系統全部兼容，現在技術上已經做到了這一點，可以和三個系統全部兼容，裝備超級接口的汽車可以去使用現在市面上不同接口的充電機，我們只需要接一個適配器就可以解決這個問題。它的設計目標在最大電壓上達到了1500伏，主要是給重載的汽車用，乘用車1000伏，最大電流現在我們在實驗室500安培能做到，600安培在實驗室可以達到，充電車可以到600，但汽車那邊的冷卻系統要不要裝，怎么做現在還沒有定下來，所以600安培是目標值，最大功率到了900千瓦。整個Chao Ji從一開始我們討論怎么改進連接器到最后變成了整個系統，就是說我們除了連接器以外，包括它的通訊協議、控制電路、熱管理等全部做了一個完整的方案，一個新的充電接口，而這個接口都是跟前面大系統兼容的系統。我們現在想達成的一致是在最后能夠把國際上的幾個接口統一成一個，因為道理非常簡單，大家可以關注到，現在我們三大系統四種接口，三大系統包括CCS、GB/T、CHAdeMO，CCS有兩種，CCS1（美洲地區）、CCS2（歐洲地區），它們系統一樣，但接口不一樣，這些所有系統實現的功能是類似的，需求都是差不多的，但是存在這么多不同的樣子，這對OEM來講帶來了非常大的壓力，它做一款車做不同的接口才能賣到不同的市場去，但實際上實現的功能是一樣的，這是非常大的浪費，為什么這個項目出來以后在國際上受到這么大的關注？尤其國際化的大企業，它不希望做四種接口對不同的市場，希望做一種接口，所以它們都非常關注這個事。主要的一個是做了一個比較緊湊的設計，我們把原來九針的方案做成了七針，功率端子為10mm，電子鎖安裝在車輛側，改小了整體尺寸。大家可以看到經過改進以后，我們的Chao Ji可以像CCS系統一樣變成combo的一種結構，我們CCS也可以做成像combo一樣的布置，有什么好處？在現在很多的車上尤其是歐美的車上上面去開一個口，交流跟直流都要實現，原來的GB/T和日本的combo都很難做到這一點，因為那兩個直流口太大了，它沒有辦法在一個裝得下，必須要開到兩個地方去，，Chao Ji具備兩種可能性，它既可以交流直流分開來布，也可以類似于combo一樣，這樣歐美的車型就不需要做很大的改動，就可以直接用原來的設計。
整個設計Chao Ji是現在最小的接口，它在所有的直流系統里面，最大的是combo系統，因為它交流口完整放在上面，直流充電的時候它要使用交流的PE和它的導引，所以它必須要有完整的交流界面放在這兒，所以它是最大的，尤其是CCS1是尺寸最大的，其次是日本的CHAdeMO，再就是GB/T，再就是Chao Ji，Chao Ji的尺寸只有GB/T的2/3左右，做小的有什么好處？汽車的設計對大小非常關注，做太大的不好設計，這個東西我們做了優化，所有的性能不但沒有下降，反而有很大的提高。
整個設計過程中我們吸取了原來標準化的問題，在做標準的時候沒有產品，實際上處在一個紙上談兵的情況下，大家可能找一兩個工程師做了個設計然后討論，討論完了之后就發出來，中間沒有做驗證，而這次我們花了大約兩年時間，把所有產品設計做了出來，做了大量的試驗，另外我們在全國各地建了示范工程，國家電網公司包括奧特訊還有星星充電都建了一些示范點，和國內的像一汽、比亞迪、北汽都提供了樣車，國外有寶馬、戴姆勒還有奧迪的都做了樣車，GB/T的驗證，所有的這些試驗做下來以后，Chao Ji測試的數據，其中一項壓魁試驗我們強度是CCS差不多五六倍以上，因為CCS結構是最弱的結構，我們做了非常大的提高，這樣防止在現場出現破損和暴露出帶電部分，因為在歐洲出現了很多這種情況，CCS是空心的設計，中間沒有任何支撐，這種結構在壓力情況下非常容易破碎，我們在結構上做了很強的支撐，達到了強度的要求，這期間也做了很多的試驗，包括中國和日本都做了試驗，最后選取了一個方案。在熱管理的部分，主要是在冷卻系統上進行了一些定義，因為我們的標準其實關注的并不是說你這個系統具體應該怎么設計，我關心的一個是它的邊界條件，在什么條件下是安全的，第二我怎么驗證這個安全的條件，所以我們做了標準的量規的設計。然后把導引電路做了重新的升級和改善，這個導引電路最大的解決幾個問題，一個是安全問題，原來我們國內的導引電路GB/T的導引電路和歐標和日標比最大的問題，也就是說當你發生事故的時候，不管充電機側和車側要通知對方說我這個已經有問題了，你要停機，唯一的辦法通過通訊報文，它沒辦法通過硬件的方式讓對方知道，通訊報文是實際上是不可靠的方式，所以我們重新改進了設計，增加了S1和S2開關，使整個導引電路具備了硬節點信號，一旦發生故障的時候可以最快的時間通知對方，這樣把故障處理的時間做了非常大的提高。
另外一個也是跟安全相關的，增加了SV開關，這解決了在CCS系統和GB/T系統都有的問題，當PE發生斷增的時候，原來的電路由于存在了U1和U2兩個電源會造成一個環路，造成不管檢測點2還是1，都測不出來了，PE發生中斷的情況，我們原來導引電路參考了歐洲的CCS系統，我們做了改進，現在我們做了一個SV開關就解決這個問題，我們在充電過程中就斷開這個開關，把U2就切出去了，就可以正常判斷PE斷增的問題。另外一個非常大的特點，它設計了RC電阻，RC電阻是用來做識別的，車輛可以識別出跟我連接的是什么樣的充電機，也就識別出來了以后你才能做兼容性的處理，這是一個非常大的改進。
安全系統澄清了一些定義和設計，安全系統實際上是一個安全的模型，不是只考慮一個東西，從它機械安全、電氣防護安全、熱安全等等都做了詳細的澄清的定義和設計，這個東西基本上現在和IC安全要求基本上已經同步了，我們這個Chao Ji甚至很多地方已經超過了它，比如人體PE檢測等問題。Chao Ji在這上面做了大量的入口，我們在Chao Ji的國際合作項目里面分了四個工作組，第一個工作組做的是連接器，第二個工作組是做充電系統安全，專門研究怎么樣在充電的時候能保證整個系統的安全，而不只是人工件的安全，第三是通訊協議，第四是自動充電系統，都是在各個方面做了很多的工作。兼容性上，兼容性主要分兩個，向前兼容和向后兼容，向前兼容就是老設備不用做任何修改就能被新設備使用，這是非常重要的一點，一個系統要想平滑的升級必須要有這個功能，否則就必須把老的系統改進才能保證兼容性，這點是非常糟糕的事情，尤其對電動汽車行業來講。向后兼容指系統的設計要考慮到未來發展的趨勢，對未來的技術要有預留一定升級的可能性，這樣從前后兩個方向保證系統生命力比較長，向后兼容也是原來我們不管哪個國家都很少去考慮這個問題，而在Chao Ji上我們做了很多的預留。
我們怎么實現向前兼容？因為我們連接器已經重新設計了，這時候我們需要一個轉接頭來實現物理形狀的轉換，Adaptor，未來新的Chao Ji的車只需要不同的Adaptor就可以用不同的充電機，新的充電機不需要Adaptor，直接就接上去了。新的充電機怎么兼容老的汽車？我們現在提的方法是用多槍的方式，2015版車如果還在這兒跑，那我可能充電樁就可能帶一個2015版的口，跟2015版做兼容。
我們還做了大量的設計，比如硬件編碼，主要是為了安全上考慮，我們未來接口可能會有兩個電壓等級，一個1500伏，一個1000伏，如果1500伏的車接到了低壓的充電設備上，那它的絕緣會產生問題，所以這種情況是需要避免的，同樣的反過來一臺高壓的充電機接到了一臺低壓的車上去也會出現一些問題，怎么去解決這些問題？我們就采用了一些硬件編碼的方式，保證不同的車插到不同的設備里去，特別設計的車可以到特別高電壓的設備上，然后還有跑到馬路上的，就用普遍的低壓設備，這種車需要經過進行特殊的設計，兩種都能接。這是硬件編碼的設計。還有一個超大功率的，這是概念設計，這是在Chao Ji的基礎上增加了兩個DC針，希望把電流提升到1600安培，以后可能用在重型卡車和船舶。另外針對未來V2X的應用，這個設備本身需要一個供電把它激活起來，怎么解決這個問題？我們后來通過附庸CC2，日本通過我們的設計改善到了設計。
另外在機械輔助充電方面，我們認為在未來的自動駕駛有一個過渡期，自動駕駛可能不一下子不會跳到L5，中間可能會在特定區域里實現自動駕駛，也就意味著這個車是兩用的，某些情況下是自動駕駛，某些情況下靠人工充電，怎么完成切換，就需要在通用上做一些設計，保證機器人做識別的時候效率更加高，成本更加低，我們專門有一個工作組在做這個事情，現在基本上定下來會采取幾個方法，一個是在這個地方增加一些反光的特征點，領域在近距離通信的時候增加一個輔助的LED通信。
最后講一下關于標準化的事情，國標上有兩項標準已經啟動了修訂，27930關于通訊協議的標準和18487充電系統的標準，九月份已經正式成立了工作組，工作組第一次會議上來自各行業基本達成了一致，在未來標準修訂當中兩套系統并存，第一個是2015版的，因為它有這么大存量了，但同時我們會把Chao Ji作為一個新的接口，希望產業在相當一段時間內慢慢平緩的過渡到新的接口上去。我們也在跟歐美國家溝通，希望最終能夠成為一個全世界統一的充電接口標準。謝謝大家！
