自電動汽車問世以來，充電接口的標(biāo)準(zhǔn)化就是一個重要課題，充電標(biāo)準(zhǔn)的升級變化必將引起車輛的調(diào)整，如何和減少、避免由于充電標(biāo)準(zhǔn)調(diào)整導(dǎo)致車輛設(shè)計的大幅度變更，是每個一個電動汽車設(shè)計工程師必須考慮的問題。

充電接口標(biāo)準(zhǔn)的修訂過程

電動汽車充電接口標(biāo)準(zhǔn)是電動汽車行業(yè)的基礎(chǔ)性標(biāo)準(zhǔn)，統(tǒng)一的接口標(biāo)準(zhǔn)是電動汽車順利推廣的重要基礎(chǔ)，在電動汽車行業(yè)的快速發(fā)展過程中，工信部等部委及時出臺相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范，引導(dǎo)行業(yè)健康有序發(fā)展。隨著試點工作的深入，標(biāo)準(zhǔn)也結(jié)合試點過程中發(fā)現(xiàn)的新問題進(jìn)行同步升級，時隔5年后，2015年12月底工信部等五部委部門聯(lián)合發(fā)布了5項電動汽車充電相關(guān)的國家標(biāo)準(zhǔn)升級版，新標(biāo)準(zhǔn)于2016年1月1日起正式實施, 新標(biāo)準(zhǔn)在原有標(biāo)準(zhǔn)基礎(chǔ)上強(qiáng)化了安全性方面的要求，例如新標(biāo)準(zhǔn)增加了充電接口溫度監(jiān)控、電子鎖、絕緣監(jiān)測和泄放電路等功能，細(xì)化了直流充電車端接口安全防護(hù)措施，標(biāo)準(zhǔn)中明確禁止不安全的充電模式應(yīng)用，能夠有效避免發(fā)生人員觸電、設(shè)備燃燒等事故，保證充電時對電動汽車以及使用者的安全。

充電標(biāo)準(zhǔn)升級帶來的新要求

為了加快推進(jìn)2015版新國標(biāo)(下稱新國標(biāo))的實施，2016年底國家發(fā)改委、能源局和工信部發(fā)布了《電動汽車充電基礎(chǔ)設(shè)施接口新國標(biāo)的實施方案》，該方案明確自2017年1月1日起，新安裝的充電基礎(chǔ)設(shè)施、新生產(chǎn)的電動汽車必須符合新國標(biāo)。方案要求穩(wěn)步推進(jìn)舊標(biāo)準(zhǔn)升級轉(zhuǎn)換：(1)充電樁的應(yīng)對措施：開展舊標(biāo)準(zhǔn)充電基礎(chǔ)設(shè)施改造，充電服務(wù)運(yùn)營商應(yīng)根據(jù)當(dāng)?shù)匦履茉雌嚢l(fā)展的實際情況，制定本年度的改造時間表，力爭在2017年12月31日前完成改造任務(wù)。(2)電動汽車的應(yīng)對標(biāo)準(zhǔn)：開展舊標(biāo)準(zhǔn)電動汽車接口升級改造，要求電動汽車生產(chǎn)企業(yè)要根據(jù)用戶要求，免費按照新國標(biāo)對舊的充電插座進(jìn)行升級改造，實現(xiàn)與符合新國標(biāo)的充電設(shè)施的互聯(lián)互通。對于無法按照新標(biāo)準(zhǔn)改造可能帶來的潛在風(fēng)險，應(yīng)向車主進(jìn)行必要的安全性提示。其中涉及到車輛充電接口硬件相關(guān)更改的內(nèi)容主要有：當(dāng)充電電流大于16A時的應(yīng)用場合，車輛充電插座(不區(qū)分交流、直流插座)應(yīng)設(shè)置溫度監(jiān)控裝置，具備溫度檢測和過溫保護(hù)功能，除此之外車輛交流充電插座還應(yīng)具有鎖止功能防止充電過程中的意外斷開，未可靠鎖止時，應(yīng)停止充電或者不啟動充電。

《方案》要求新開發(fā)的電動汽車的直流充電插座須具備溫度檢測裝置，如果配置3KW以上OBC的車輛交流充電口必須具備溫度檢測和電子鎖緊裝置，已經(jīng)投放市場的電動汽車要逐步改造；由于以往電動汽車的設(shè)計架構(gòu)中充電管理功能大多由BMS完成, 而BMS一般安裝到電池包內(nèi)部，因此充電接口的升級將導(dǎo)致電池包的設(shè)計更改，如果電池包對外信號插座預(yù)留的接口不足，就需要更改電池包上的低壓信號插座以滿足新國標(biāo)要求的接口，這些信號包括4路溫度和1個電子鎖，至少需要增加11個信號線，這將帶來巨大的工作量，對于已經(jīng)定型投產(chǎn)的電動汽車甚至由于代價太大而無法實施。

國際上的通用設(shè)計方案

實際上，電動汽車充電接口本身就是一個容易變化的接口，除標(biāo)準(zhǔn)不斷升級所導(dǎo)致的變化外，如果電動汽車銷往不同國家，必須配置當(dāng)?shù)貥?biāo)準(zhǔn)的充電接口，因此充電接口的變化是必然的，如下圖所示的集中國際標(biāo)準(zhǔn)的充電接口。

將充電接口同電池包耦合過多不是最優(yōu)設(shè)計方案，設(shè)計上應(yīng)該盡量解耦，國際上日產(chǎn)公司的明星車型LEAF將交流和直流充電接口集成為一個獨立組件，在不同的國家安裝不同標(biāo)準(zhǔn)的模組，局部的變化不會影響車輛其他部件，是比較合理的一種設(shè)計方案。

國內(nèi)電動汽車的推薦設(shè)計方案

要應(yīng)對多變的充電接口需求，車輛的系統(tǒng)架構(gòu)必須要進(jìn)行針對性設(shè)計，需要從整車的角度來重新劃分功能，將多變的充電接口部分獨立出來，如下圖所示

增加通過一個獨立的充電管理單元就近安裝在車輛上充電插口附近，將新國標(biāo)要求的多達(dá)14個信號采集處理后通過一條CAN總線與電池包內(nèi)的BMS通信或者與VCU直接通信，簡化充電接口與BMS或VCU的連接線束，當(dāng)充電接口發(fā)生變化時，只需要調(diào)整充電管理單元的軟件或者硬件即可，對電動汽車其他相關(guān)部件的影響較小。

科列技術(shù)配套產(chǎn)品

充電管理模塊C05A1

公司于2016年11月發(fā)布了充電管理模塊C05A1，C05A1充電管理模塊能夠完成上圖中充電管理單元的所有功能，同時支持充電激活和低功耗休眠功能，已經(jīng)批量應(yīng)用于多個乘用車項目，可以極大的簡化整車線束，方便整車設(shè)計； 該模塊也可以應(yīng)用于已經(jīng)量產(chǎn)定型車輛的新國標(biāo)改造升級。

C05A1充電管理模塊經(jīng)過全面的汽車電子試驗測試，滿足乘用車的可靠性要求，其中環(huán)境適應(yīng)性及可靠性試驗滿足ISO16750標(biāo)準(zhǔn)要求；同時具備優(yōu)良的EMC性能，EMI滿足CISPR25標(biāo)準(zhǔn) LEVEL3要求，EMS通過ESD、BCI等多項汽車電子抗擾試驗；模塊防水等級達(dá)到IP66，能夠直接安裝在充電插座附近。

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