電動汽車相關(guān)充放電標(biāo)準(zhǔn)簡介

1、電動汽車充放電相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)簡介,陳長健2011-9-7,目錄,電動汽車主要充放電方式 充放電相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)簡介 交流充電過程簡介 直流充電過程簡介,電動汽車主要充電方式,交流充電通過交流充電樁與車載充電機對電動汽車進行充電，小電流充電，充電時間5-8小時，速度慢，但充電方便電網(wǎng)負(fù)荷小 直流快速充電通過非車載充電機對電動汽車進行充電，大電流充電，充電時間20分鐘-1小時，時間短，但電網(wǎng)負(fù)荷大 換電方式通過直接更換車載電池補充電能，換電時間大約為5-10分鐘，時間快，但充換電站成本較高，且對乘用車電池布置要求增加。,電動汽車主要充電方式,國外充換電站建設(shè)現(xiàn)狀： 目前，美國、日本、法國、英國、德國、加拿大等國

2、家都已建成了各自的電動汽車充電設(shè)施，主要以充電樁為主。 美國加州的bp(better place)公司，目前已經(jīng)在以色列境內(nèi)建成了幾千個充電樁和15個換電站，在以色列積極推動電池租賃的換電模式。 為了實現(xiàn)真正的節(jié)能減排，而不是將汽車的排放轉(zhuǎn)移到電廠，美國、日本等國正在嘗試采用清潔能源為電動汽車充電。充電站裝有太陽能發(fā)電系統(tǒng)和儲能系統(tǒng)，能夠?qū)⑻柲馨l(fā)的電儲存在設(shè)備中。,電動汽車主要充電方式,芝加哥全球首座太陽能充電站,路邊充電機,美國,電動汽車主要充電方式,50kw的快速充電機,日產(chǎn)逍客自動更換系統(tǒng),日本,電動汽車主要充電方式,巴黎市區(qū)充電站分布圖,巴黎電動公交客車,法國,電動汽車主要充電方式,

3、英國,電動汽車主要充電方式,smart電動汽車,慕尼黑的tuv-e.on充電站,英國,電動汽車主要充電方式,國內(nèi)充換電站建設(shè)情況 2004年，北京建成了國內(nèi)首個電動公交客車充電站； 2006年，比亞迪建成深圳電動汽車充電站 2008年，建設(shè)了國際上第一個集中式充換電站 2010年，上海規(guī)劃了電動客車集中式充換電站 經(jīng)過溝通，兩大電網(wǎng)公司已經(jīng)確立了“換電為主、插充為輔、集中充電、統(tǒng)一配送”的主要模式，各地也開始大力推進換電站的建設(shè)。 目前國內(nèi)較大規(guī)模的充換電站：北京84路充換電站、上海世博會充換電站、杭州古翠路充換電站。世界最大的電動公交車充換電站青島薛家島充換電站也已經(jīng)開始試運行 目前國網(wǎng)充換

4、電站的主要工作，交由其控股的許繼集團進行，南網(wǎng)目前正在和美國加州的bp(better place)合作建設(shè)換電站。bp主要在以色列開展起電池租賃的換電模式，主要原因：以色列70%的車輛為公共車輛，方便開展換電工作，乘用車換電方面，bp與雷諾合作開展。,2004年，北京建成國內(nèi)首個電動公交客車充電站； 2006年，比亞迪建成深圳電動汽車充電站； 2008年，建設(shè)了國際上第一個集中式充換電站。,電動汽車主要充電方式,電動汽車主要充電方式,2009年10月，上海市電力公司投資建成上海漕溪電動汽車充電站，設(shè)置9個充電車位。 2010年，上海世博會規(guī)劃建設(shè)了可供120輛純電動客車充電的集中式充換電站。累

5、計服務(wù)車輛運行里程超過400萬公里,電動汽車主要充電方式,廣州大學(xué)城充電站于2010年11月運營，為亞運會用26輛純電動客車提供換電和整車充電服務(wù)。,電動汽車主要充電方式,規(guī)劃理論不健全各地充電設(shè)備建設(shè)沒有合理規(guī)劃，對于車輛規(guī)劃、電網(wǎng)規(guī)劃、城市規(guī)劃與充電站布局上沒有成熟的想法； 充電方式難以最終確定電網(wǎng)公司主推換電為主、電池租賃的方式，汽車企業(yè)主推充電方式，目前尚沒有明確的方向； 標(biāo)準(zhǔn)和協(xié)議不統(tǒng)一目前，工信部、兩大電網(wǎng)公司、國家能源局，均有自己的與充放電有關(guān)的接口或通信標(biāo)準(zhǔn)，國內(nèi)與充換電站建設(shè)、關(guān)鍵設(shè)備檢驗、通信協(xié)議，尚未建立相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)體系；,主要問題：,充放電相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)簡介,國家電網(wǎng),工信部接

6、口和通信的標(biāo)準(zhǔn),國家能源局 3個標(biāo)準(zhǔn),智能充放電機通用規(guī)范等,南方電網(wǎng),傳導(dǎo)充電系統(tǒng)一般要求,行業(yè)標(biāo)準(zhǔn),企業(yè)標(biāo)準(zhǔn),國家標(biāo)準(zhǔn),相 關(guān) 標(biāo) 準(zhǔn),充放電相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)簡介,充放電相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)簡介,充放電相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)簡介,充放電相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)簡介,充放電相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)簡介,在所有標(biāo)準(zhǔn)中，與整車設(shè)計關(guān)系最為密切的是兩方面的標(biāo)準(zhǔn)：充電接口和通信協(xié)議，所以本ppt重點關(guān)注已出臺標(biāo)準(zhǔn)中與接口及通信協(xié)議相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)，并不涉及通用要求等標(biāo)準(zhǔn),充放電相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)簡介,充放電接口應(yīng)實現(xiàn)的功能,確認(rèn)車輛已連接正確能判斷出充電連接器是否已與充電插孔連接可靠； 系統(tǒng)的通電檢測充電通信正常工作，允許系統(tǒng)加電； 系統(tǒng)的斷電當(dāng)充電通信中斷時，接到電纜組件上的供

7、電電源必須馬上被斷開； 接地措施保護接地觸頭應(yīng)直接可靠地鏈接到接地端子上； 鎖緊裝置充電連接器應(yīng)有鎖緊裝置來防止充電直流負(fù)載意外斷開。鎖緊裝置可以采用機械控制方式或電控方式； 聯(lián)鎖電動汽車在充電時必須確保車輛不能啟動車輛驅(qū)動系統(tǒng)。 觸覺充電連接器與充電插孔完全結(jié)合時，有觸感或可以聽到聲（咔嗒聲）； 插拔力在有效壽命期間內(nèi)插入力和拔出力應(yīng)低于80n； 分?jǐn)嗄芰υ谟胸?fù)載的情況下，連接器不應(yīng)斷開。在直流負(fù)載下若遇故障而斷開，不應(yīng)有危險發(fā)生。試驗方法參見gb/t 11918-2001工業(yè)用插頭插座和耦合器。 電磁兼容性充電連接器的電磁兼容性應(yīng)符合gb/t 18487.2-2011電動車輛傳導(dǎo)充電系統(tǒng)

8、電動車輛與交流/直流電源的連接要求中第9章的要求。,充放電相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)簡介,接口相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)（交流部分）： 接口相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)主要規(guī)定的內(nèi)容有： 1、接口的定義 2、接口的尺寸及性能指標(biāo) 3、接口相關(guān)控制電電路 目前與交流充電接口相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)有： 工信部 q/ct 841-2010 電動汽車傳導(dǎo)式充電接口 國家電網(wǎng) q/gdw 399-2009 電動汽車交流供電裝置接口規(guī)范 南方電網(wǎng) q/csg 11516.4-2009 電動汽車交流充電樁技術(shù)規(guī)范,充放電相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)簡介,q/ct 841-2010 工信部,在該標(biāo)準(zhǔn)中，對于交流充電劃分了3中充電模式，并定義了控制導(dǎo)引電路，確保充電安全進行，詳細(xì)內(nèi)容見后面對交流

9、充電的介紹。,q/gdw 399-2009 國網(wǎng),充放電相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)簡介,充放電相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)簡介,q/csg 11516.4-2009 南網(wǎng),通過與九盛公司技術(shù)人員溝通，了解到九盛第一代充電樁采用此標(biāo)準(zhǔn)，采用三相電充電，沒有can通訊。現(xiàn)在的第二代充電樁變?yōu)?20v單相電，增加了can通訊的功能，但在與延龍的車充電時，并沒有與bms之間進行can通訊。,充放電相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)簡介,接口相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)（直流部分）： 接口相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)主要規(guī)定的內(nèi)容有： 1、接口的定義 2、接口的尺寸及性能指標(biāo) 3、接口相關(guān)控制電電路 目前與交流充電接口相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)有： 工信部 q/ct 841-2010 電動汽車傳導(dǎo)式充電接口 國家電網(wǎng)

10、q/gdw 234-2009 電動汽車非車載充電機電氣接口規(guī)范 南方電網(wǎng) q/csg 11516.5-2009 電動汽車非車載充電機充電接口規(guī)范,充放電相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)簡介,q/ct 841-2010 工信部,協(xié)議中除了規(guī)定接口定義及額定值外，還詳細(xì)介紹了直流充電保護電路的原理，詳細(xì)內(nèi)容見直流充電原理,充放電相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)簡介,q/gdw 234-2009 國網(wǎng),充放電相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)簡介,q/csg 11516.5-2009 南網(wǎng),充放電相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)簡介,通信相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)（交流部分）： 目前，工信部、兩大電網(wǎng)公司，均未對交流充電通信協(xié)議提出具體的要求，現(xiàn)在只有一份電動汽車車載充電機與交流充電樁之間的通信協(xié)議征求意見稿。

11、在該征求意見稿中，將交流充電分為四個階段：握手階段、配置階段、充電階段和充電結(jié)束階段。其中規(guī)定的通信報文，主要是面向交流充電樁和車載充電機，車載充電機通過bms系統(tǒng)獲得蓄電池的相關(guān)參數(shù)。,充放電相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)簡介,通信相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)（直流部分）： 目前與交流充電接口相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)有： 工信部 q/ct 842-2010 電動汽車電池管理系統(tǒng)與非車載充電機之間 的通信協(xié)議 國家電網(wǎng) q/gdw 235-2009 電動汽車非車載充電機通信協(xié)議 南方電網(wǎng) q/csg 11516.6-2009 電動汽車非車載充電機監(jiān)控單元與電 池管理系統(tǒng)通訊協(xié)議 三個通訊協(xié)議均將充放電過程劃分為握手階段、配置階段、充電階段、充電結(jié)束

12、階段，對于充電機與bms的地址分配也是一樣的，但由于三個標(biāo)準(zhǔn)的起草單位均沒有重疊，所以協(xié)議中報文的具體格式并不相同。 三個標(biāo)準(zhǔn)均遵循can2.0b協(xié)議的內(nèi)容，推薦波特率為250kbps，均推薦使用獨立的can總線接口。,充放電相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)簡介,交流充電過程簡介,說明： 在與交流充電，即車載充電機有關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)中，國網(wǎng)的q/gdw 399-2009中，僅僅規(guī)定了接口的定義、實現(xiàn)的功能，對于具體外形尺寸、控制電路并未具體說明；南網(wǎng)只有交流充電樁的標(biāo)準(zhǔn)，而且通過了解，現(xiàn)在交流充電的標(biāo)準(zhǔn)已經(jīng)統(tǒng)一，即工信部的qct841-2009，所以本部分重點介紹qct 841-2009中交流接口的部分。,在連接時，首先連接

13、保護接地端子，最后連接控制確認(rèn)端子，斷開的時候相反。,交流充電過程簡介,根據(jù)充電電流大小及充電方式的異同，交流充電可以分為三種充電模式，不通模式對應(yīng)不通顏色的插頭：,在充電模式2、充電模式3下，為了能夠在硬件電路上實現(xiàn)如下功能： 1、連接確認(rèn) 2、供電功率及充電連接裝置載流能力的識別； 3、充電過程的監(jiān)測； 4、充電過程的停止； 標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計了控制引導(dǎo)電路：,交流充電過程簡介,1、車輛插頭與插座插合，使車輛處于不可行駛狀態(tài),2、供電設(shè)備通過檢測點2的電壓值，判斷插頭插座是否完全連接,3、車輛控制裝置通過檢測點4的電壓值，判斷插頭插座是否完全連接,4、閉合s1，供電控制裝置發(fā)送pwm信號，供電裝置通

14、過檢測點1的 電壓值判斷連接裝置是否已經(jīng)完全連接，,5、車輛控制裝置通過檢測點3的pwm信號，判斷充電連接裝置 是否已經(jīng)完全連接,6、在車載充電機完成自檢無故障的情況下，并且電池組處于可充電 的狀態(tài)時，車輛控制裝置閉合s3；,7、供電控制裝置通過檢測點1的峰值電壓，判斷車輛是否就緒；,=6v？,8、在供電設(shè)備與電動汽車建立電氣連接后，車輛控制裝置通過檢測點4 的電壓，確認(rèn)充電連接裝置的額定電流；,9、通過判斷檢測點3的pwm信號占空比確定供電設(shè)備的最大供電電流 比例常數(shù)為0.8a/占空比百分點；,交流充電過程簡介,連接方式c 典型控制引導(dǎo)電路原理圖 充電模式3選用,交流充電過程簡介,充電模式2

15、控制引導(dǎo)電路原理圖,交流充電過程簡介,電動汽車車載充電機與交流充電樁之間的通信協(xié)議征求意見稿,交流充電過程簡介,配置階段：,充電階段：,握手階段：,交流充電過程簡介,充電結(jié)束階段：,錯誤報文：,整車基本架構(gòu),直流充電過程簡介,在三個標(biāo)準(zhǔn)中，關(guān)于直流充電接口實現(xiàn)的基本功能及通信規(guī)則不同： 工信部關(guān)于直流充電定義的標(biāo)準(zhǔn)有：qct841和qct842，兩個協(xié)議分別定義了如何從硬件和軟件方面保證充電過程安全進行：,直流充電過程簡介,直流充電過程簡介,通信標(biāo)準(zhǔn)，僅涉及bms與非車載充電機之間的通信，主要流程如下：,總體流程圖,直流充電過程簡介,握手階段：,直流充電過程簡介,配置階段：,直流充電過程簡介,充電階段：,直流充電過程簡介,充電階段：,直流充電過程簡介,充電結(jié)束階段：,直流充電流程簡介,bms報文,直流充電流程簡介,充電機報文,直流充電過程簡介,國網(wǎng)關(guān)于直流充電的標(biāo)準(zhǔn)有：q/gdw 235和q/gdw 398，其中q/gdw 398所定義的接口定義及接口功能與工信部類似，不再描述，重點說明其通信流程：,直流充電過程簡介,整車控制器,電機控制器,.,電池測控模塊1,電池測控模塊2,電池測控模塊3,電池測控模塊4,電池測控模塊5,電池測控模塊6,電