【第⼀电动⽹】（专栏作者 朱⽟龙）本⽂对全球的电动汽车充电标准，特别是中国的充电标准做⼀些梳理，以⽅便⼤家了解当前存在的⼀些问题 。
1)全球电⼒低压配电系统概览
充电产业，在媒体上号称有1000亿，不过现实的问题是中国的标准⽬前都在修订中，这个有些搞笑了。谈充电⽹络这个概念，是需要从ISO和IEC的标准体系谈起的。电动汽车充电系统，⾸先是建⽴在全球的低压配电电⽹存在较⼤差异的条件下进⾏的。如图1所⽰，从电⽹的基础来看，电压和频率存在较⼤的差异，⽽更⼤的差异来⾃家庭的三相到户的情况、家庭总的功率容量和电能质量这些较为细节的点。
其实正是有着这个⼤背景，既造成了后续的充电标准的差异，也造成了迫切融合的需求发⽣，如果按照普通电⽓来开发车辆的交流充
电/直流系统是完成不可接受的，如果造成过⼤的差异，就会造成车辆在全球不同地区不同版本，整个成本⼀下⼦就上去不少。
图1 全球低压配电电压频率
2)电动汽车充电标准系统
电动汽车汽车充电系统标准有以下⼏个标委会牵头：
A)IEC TC 23 国际电动委员会
电⽓附件 Electricalaccessories SC 23H ⼯业插头插座Industrial plugs and socket-outlets
B)IEC TC69国际电动委员会
电动道路车辆及电动⼯业货车技术委员会 Electric road vehicles and electric industrialtrucks
C)ISO的TC22 电⽓电⼦设备 Electrical and electronic equipment
产业在电⽓化的过程中，毕竟由欧洲(德国为主)、美国、⽇本和中国这⼏个国家的汽车公司所主导，所以⽬前电动汽车供电设备(EVSE)与电动汽车之间的互联，主要由这⼏个标准来界定。在这些关键的标准⾥⾯，基本上中国都派出了⼈员参与，担任⼀定的职责。
图2 电动乘⽤车相关充电标准
2.1IEC TC69 分标委
该标委会主要是协调车辆和电⽓之间的内容，偏向于系统层⾯的内容。下⾯的标准，⼜可以细分成三个部分
2.1.1常规充电要求
主要⽤来界定⼀些基本要求：
IEC61851‐1: 充电系统总体要求
IEC61851‐21‐1: 充电系统 车载充电机EMC要求
IEC61851‐21‐2: 充电系统 ⾮车载充电系统EMC要求
IEC61851‐23: 直流充电桩
IEC61851:24：直流充电通信要求
2.1.2⽆线充电标准
⽆线标准，这将是下⼀波充电和交互的主要形态，这个⼯作主要由TC69分标委负责。
IEC61980‐1: ⽆线充电基本要求
IEC61980‐2: ⽆线充电通信
IEC61980‐3: 特殊要求
2.1.3V2G标准
这个部分是涉及到我们要讲的电⽹与电动汽车⽹络通信的要求，由于车辆的电池的寿命实际情况，还远⼀些。
ISO 15118‐1: V2G基本信息
ISO 15118‐2: V2G拓扑和OSI层
电动汽车网 ISO 15118‐3: V2G物理&数据链路层
ISO 15118‐4 Ed.1: V2G⽹络和拓扑
ISO 15118‐5 Ed.1: V2G物理&数据链路层测试
ISO 15118‐6 Ed. 1.0: V2G ⽆线充电
2.1.4 安全标准
最后最为核⼼的安全标准是TC22分标委下⾯的ISO/IEC 17409安全要求。
2.2IEC SC23H 分标委
该分标委主要是处理接头的，下⾯界定充电接⼝的物理性状的要求，如表1所⽰，这是导致全球不同充电接⼝不⼀样的那部分。不过也是由于本⾝的局部电⽹的差异造成了⼀定差异性。
IEC62196‐1: 插头插座基本要求
IEC62196‐2: 交流尺⼨和互换性要求，主要包含Type1(美国、加拿⼤、韩国、⽇本、澳⼤利亚等地)、Type2(欧盟)和中国标准三种。
IEC62196‐3+62196‐3‐1: 直流尺⼨和互换性要求，包含在Type1
和Type2上演进的Combo1&2系统和中国直流充电接⼝和CHAdeMO四种类型，其中前两者使⽤的控制逻辑都是⼀样的基于PLC的，⽽后两个都是基于CAN协议的。
表1 电动汽车车端充电插座概览
这⾥需要说明的是，如前所述，欧洲特别是德国有三相电的充电诉求，使得该接⼝很复杂，有好⼏种配置，单相交流、三相交流、低功率直流和中等功率直流，特斯拉在欧洲和现在中国使⽤的直流充电配置，就是如图3的最右边的连接⽅式。
图3 Type2 的不同配置
在美国，SAE汽车⼯程协会制定了SAE的相关标准，⼤部分是与以上的IEC/ISO标准兼容的，不过具备更多的实践意味。
1.SAEJ1772 对应IEC61851，顺带定义了IEC62196的所有内容
2.SAEJ 2847 J2931 直流充电消息、通信和拓扑
3.SAE J2836 USER CASE
4.SAE J2953 电动汽车和充电设施互通性
5.SAE J2894/2 充电设备电能质量/测试办法
6.SAEJ2954 ⽆线充电
3)中国充电标准
中国的充电标准体系如下:
3.1已有的充电标准
1.GB/T 18487.1-2001 电动车辆传导充电系统 ⼀般要求
2.GB/T 18487.2-2001 电动车辆传导充电系统
电动车辆与交流/直流电源的连接要求：
3.GB/T 18487.3-2001 电动车辆传导充电系统 电动车辆交流/直流充电机(站)
4.GB/T 20234.1-2011 电动汽车传导充电⽤连接装置 第1部分：通⽤要求
5.GB/T 20234.2-2011 电动汽车传导充电⽤连接装置 第2部分：交流充电接⼝
6.GB/T 20234.3-2011 电动汽车传导充电⽤连接装置 第3部分：直流充电接⼝
7.GB/T 27930-2011 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
8.QCT 895-2011 电动汽车⽤传导式车载充电机
3.2电⽹对充电设施的要求
1.GB/T 29316-2012 电动汽车充换电设施电能质量技术要求
2.GB/T 29317-2012 电动汽车充换电设施术语
3.GB/T 28569-2012 电动汽车交流充电桩电能计量
4.GB/T 29318-2012 电动汽车⾮车载充电机电能计量
3.3在进⾏中的相关要求
1.电动汽车充电线缆盒通⽤要求
2.电动汽车⽆线充电系统通⽤要求
3.电动汽车充电连接装置检验试验规范车辆侧
4.电动汽车智能车载终端车与充换电设施互动控制技术条件
这⾥重点谈⼀谈，当前的⼀些问题。充电这个事情，其实是属于汽车标委会和电⼒标委会乃⾄电⼯标委会综合的那块，⾥⾯包含了低压配电、电能质量、车辆控制、电⽓连接等要求。这个事情和传统的车主导或者是电⼒企业主导都不⼀样，两边坐⼀块你觉得会怎么样？轻易是不会出结果的，两边都需要拿出证据、数据乃⾄测试结果，还有标委会下⾯的相关单位也得提意见，这活⼀点都不好⼲。
这次修订的20234.1.2.3，主要是接⼝⽅⾯，主要是对电⼦锁位置、引脚尺⼨、⼲涉情况做个系统性的修正，如图4所⽰。
图4 引脚和⼲涉问题
4)直流充电的安全性问题
直流充电这个事情安全性很重要，要基本考虑以下的问题：
1. 绝缘失效 ⽔、尘、对地绝缘退化、机械损坏
2. 带电部件直接接触 基本保护失效(外壳、机械损坏、绝缘)
3. 过⾼电压
1. 外部(电⽹) 闪变 和内部开关切换
2. 内部(系统) 转换器、控制失效和通信失效
4. 过流 转换器|控制|通信失效
5. 短路 ⽔、尘、 绝缘失效、电⼦失效、机械损坏
6. 意外反向能流 转换器|控制|通信失效
7. 交流保护设备断开 交直流电路意外连接、控制通信失效
8. 插头|插座上意外⾼电压
断开设备失效、
电⼦失效和带载断开
9. 过温 尘⼟、连接性能衰退、未完成插合和过流
10. 热断开 锁⽌|控制|通信失效
11. PE失效 机械损坏
在美国，即使在标准⾥⾯规定了很多措施，车⼚拼命在努⼒保证安全，美国道路安全局NHTSA在评
估这块的的实验的⾥⾯，对直流充电系统也做了更多的故障注⼊试验，有了系统层⾯的通盘的考虑，对各种各样可能发⽣的问题去考虑。⾼压系统：对于⾼压系统的⼀些问题，即使车辆做的很⾼，如果直流充电桩有各种问题，不受控整车需要有个正确的反应。
* DC Bus Short Test
* DC Bus Held High Test
* Overcharge Test
* Charge Connector HV Connection
Disturbance
控制系统：整车的12V系统，甚⾄是连接的信号系统受到各种各样的⼲扰和问题。
* Ground Fault Test
* Chassis Ground Offset Test
* 12V System Under voltage Test
* 12V System Disturbance Test
* 12V System EMI/EMC Test
* BMS Internal Fault Detection
* System Overvoltage Test (12V Board Net)
* Charge Operation Disturbance Test
* Charge Connector Control Signal
Disturbance Test
* Charge Connector Field Ground
Connection Disturbance
其他：各种各样奇葩的系统问题。
* Vehicle Crash or Bump Test
* Vehicle Movement Test
* Visual Inspection of Charge Port
* Cooling Heating System
摘取⼏个很有趣的实验结果：
a)冷却液给钳住了
45A充电电流，从40degC开始(通过反复的加速和制动能量回收，将电池系统的温度提升上去)，限制冷却液流动，温度上升到
42.5degC。
b)过压10%
输出电压由于是和电池系统相等的，充电桩如果在设置上出错，设置升到⽐较⾼电压，是需要等SOC⾼到⼀定程度的，电压没有那么容易上去，当SOC⽐较⾼的时候，系统发现这个问题，有⼀段恒压之后的上升，系统分析SOC和输出电压，然后切断了系统。
c)接⼝的断开
从分断盒⾥⾯，将正极、负极切断。
d)总线短路
充电机没有启动起来，车也没有要求输出电压，车载系统是先检测输⼊电压的情况来判断要不要给充电。
5)充电兼容性测试
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