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充电标准的夺嫡之争

充电标准的夺嫡之争

发表于 2023-11-10 16:20:59 责任编辑:刘慧

如果关注北美电动车市场的读者会发现,特斯拉主导的充电接口NACS标准,在今年短短几个月时间突然就成为了北美各大车企的“一致选择”。一开始是福特宣布将全面接入特斯拉的充电桩,给福特电动车车主配发连接特斯拉充电接口的适配器;几周之后通用也宣布采用特斯拉的充电接口标准,并且准备从2025年开始在车辆上配备NACS充电口。最近,丰田也宣布将在2025年采用NACS充电口,至此北美市场充电口基本就被特斯拉的标准所统一。

这背后的逻辑其实很简单。特斯拉在北美市场的电动车销量拥有绝对话语权,特斯拉的超充桩也成为美国最主流的充电补能设施,所以采用NACS充电接口,就意味着北美的传统车企将可以很迅速地为自家的电动车用户建立起补能网络。

现在,在太平洋的另一边,作为全球最大电动车市场的中国,也迎来一场未来充电接口标准之争。这场标准之争发生在全国汽车标准化技术委员会和中国电力企业联合会之间,争议的焦点在于,当中国新能源车进入800V超充时代以后,充电接口应该采用2015国标升级版标准(简称2015plus标准)还是重起炉灶的ChaoJi充电标准?

这关乎超过1800万辆存量新能源车今后充电的便利性,以及即将投产大量高压平台新品的车企们的产品设计。

2015充电标准统一“六国”

要厘清2015国标升级版标准和ChaoJi充电标准的争议,我们可以先来回顾下2015国标的由来。

我国电动汽车开始上路运营的时间要追溯到2009年,当时由科技部、财政部、发改委、工信部推动的“十城千辆工程”启动。该工程计划通过财政补贴,用3年左右的时间,每年发展10个城市,每个城市推出1000辆新能源汽车开展示范运行。但彼时匆匆上马的电动汽车尚无充电接口标准可依,有些城市直接用了工业连接器,有些城市用了铁轨上的连接器。

为解决这一问题,我国迅速推出2011版充电标准,但这已经是十城千辆工程启动后2年,前几批的几十个城市不愿意更改充电接口。而匆忙发布的2011版标准存在诸多问题,例如,这个标准连电子锁都没有,充电枪可以直接拔下来,包括导引电路、通信协议存在很多缺陷,因此,后续加入十城千辆工程的城市中也有些未采用2011版标准。

于是“诸侯割据”的局面出现了,新能源车是重点发展领域,要是我们连小小的充电接口都未能统一,那秦始皇都要从坟墓里爬起来嘲笑我们。

经过几年的研究和借鉴,我国于2015年12月发布了GB/T 20234-2015充电接口标准,结束了2015年以前“诸侯割据”的局面。得益于2015版标准,我国现有的1821万辆新能源汽车和106万台公共直流充电桩(截止2023年9月)几乎都采用统一的充电接口。不管是新能源汽车还是充电桩,不管是自主品牌还是海外品牌,都是采用统一的充电接口,就连特斯拉也不例外。

统一的充电接口方便了消费者,想想你家那五花八门的手机充电线,是否让你头疼?经过笔者调查,当前世界上只有中国用户能享受这一利好,因为中国是全球上唯一采用单一标准充电接口的国家,没有之一。有这成就,秦始皇都直呼牛X。

▲未必所有的读者都为电车充过电,先简单科普一下,目前电车有两种充电桩,一种是交流慢充桩,一种是直流快充桩,都是GB/T 20234-2015版充电标准,他们的充电枪的“表情”是长这样子的(如图)。

但俗话说的好,“天下大势,分久必合,合久必分”。统一了8年的充电标准迎来挑战者,那就是ChaoJi充电标准。

超充时代,需要一个新标准

十年前,谁能想到,我国在新能源征程上从无到有,从小到大,从大到强。随着电动汽车续驶里程增加、动力电池充电倍率提升,消费者对车辆快速补充电能的需求日益强烈,大功率充电(俗称超级快充、极速充电等)成为缓解充电慢、进一步提升新能源汽车充电体验的重要方式。

而诞生于2015年的GB/T 20234-2015接口标准在动辄几百千瓦的功率面前,有点捉襟见肘。之所以会发生这种情况,是因为2015版(现在的接口标准)是在2011版的基础上改进而来,当时有一个指导原则,就是不能修改2011版的物理接口,怕对当时的尚在摇篮里的新能源产业造成冲击。

但是2011版设计的时候,尤其连接器的设计,存在着天生的缺陷,比如锁的逻辑、防护方式存在着一些缺陷,但是最核心的问题是2015版标准为了安全性能,限制了最大电流为250A。

这也是为什么很多充电桩可能是800V、1000V,但是最大功率也依然不会很高,就是因为2015标准对最大电流的限制,而后来包括小鹏、蔚来、华为这些企业的私有协议可以突破这个电流限制,实现自有品牌的超快充速度。

彼时,中国电力企业联合会(简称中电联)就在想做一个彻底的解决方案,把包括充电枪的安全性、可靠性还有电流限制这些问题一并解决掉,于是诞生了ChaoJi充电标准。ChaoJi标准是由中国中电联牵头,联合日本CHAdeMO协议会共同制定的,ChaoJi标准在日本被称作“CHAdeMO 3.0”。

无论是CHAdeMO 3.0还是ChaoJi,其充电接口长得一样。

别看它“表情”呆萌,实际上它是个性能强大的“怪兽”。ChaoJi充电技术路线源于电动汽车大功率充电需求,最大可支持充电功率可达900kW。与现有的2015版标准相比,ChaoJi充电标准在机械安全、电气安全、电击防护、防火及热安全设计上做出了重大改进和提升。

就在9月份,中国国家市场监督管理总局(国家标准化管理委员会)已批准了中电联主导的电动汽车(EV)充电接口技术标准“ChaoJi”成为国家标准。

应对市场:2015plus充电标准

那么中国汽车产业的充电标准是否就会改变呢?实际上并非这么简单,因为作为现有2015标准的主导方汽车标准委员会(简称汽标委)其实也一直在准备对2015版标准的升级,只是因为ChaoJi标准的突然出现、提出了推倒重来的思路,使得汽标委在推进新版标准的时候不像当年2011版升级那么顺畅。

实际上,汽标委在总结现行标准十多年来应用经验基础上,就提出2015plus充电标准,已于今年发布。2015plus标准基于现行直流充电接口技术方案,在保障新老充电接口通用兼容的同时,将最大充电功率提升至800kW。

此外,2015plus标准提升了控制电路的灵敏度和高压大功率充电的安全性,增加了V2G、即插即充、预约充电等全新功能,解决了现行2015标准功能扩展性不足的问题,但不得不承认,由于ChaoJi接口是从零开始设计的标准,其性能更优,也是因为它从零开始设计,与现行的2015版标准是不能兼容的。

2015plus和ChaoJi这两套标准目前均已经于今年发布,共存是不可能共存滴,秦始皇第一个不答应。然而采用哪套标准,依然悬而未决,这一方面要看国家的主推,另一方面这是要看车企的选择。

▲看看“水火不容”的表情

标准的决定从来都没那么容易,背后是利益、立场、认知之争,是科学技术与领导权威之争。其难度不亚于古代中出现的夺嫡之争,而且大家有没有发现,当前的局势也特别像夺嫡之争。

厘清两套标准的分歧

到底是ChaoJi标准好,还是2015plus标准更好,各方显然不能简单地归结于“新就是好”,因为这后面还需要考虑对现有使用2015标准的共存性问题。如果ChaoJi在超充技术上确实无可替代、2015plus标准无法满足未来中国新能源车的竞争优势,那可能确实值得淘汰那1800万辆现有新能源车主。

然而,对比两项标准会发现,推倒重来的意义又似乎没有那么大。

目前看来,ChaoJi标准对2015plus标准提出的比较大的质疑是,2015/2015plus接口不符合IPXXB(IP防护等级,B是指以防手指接触,或者直径12毫米,长度80毫米的联合测试手指与危险部件具有足够的间隙),不能成为国际标准。

事实上,一位业内人士认为,不符合IPXXB的原因是因为最早标准2011年发布接口界面时充电电流标准只是250A,在当时行业不具备液冷电缆的前提下,最终充电接口的插套直径设计为12mm,因此,不具备满足IPXXB要求的条件。

而且按照现在的标准化组织的理解,IPXXB与充电安全性无关,IPXXB不是必要的安全项目,在接口断开连接时,车辆内部电路断开,充电接口不带电,符合电气安全法规。2015版充电接口已经被IEC 62196-3纳入成为国际标准,控制导引和通信协议也分别被IEC 61851-23和IEC 61851-24纳入,2015plus按照惯例可以更新至国际标准。

另外就是2015plus充电接口也可以具备满足IPXXB的方案。目前,行业已经提出了2种以上的符合IPXXB的解决方案,未来可以通过出具标准修改单的方式,提出满足IPXXB的可选方案,供行业选择使用。

当然,ChaoJi标准也提出了包括2015plus对充电过程的监测和紧急断电都由车端来做;2015充电接口机械强度低、容易损坏;充电枪端电子锁可靠性不足的问题等很技术细节的问题,总结来说2015plus标准不能适应国内的超快充技术发展。

可实际上,上述接受采访行业人士认为,在技术层面,2015plus并不是一个看到ChaoJi标准来才匆匆上马的一套标准。汽车行业在2017年启动开展大功率充电研究,多方相继提出2015plus系统方案,以及持续开展测试验证工作。甚至包括多家汽车企业和充电设施企业完成了企业内部测试、第三方试验室测试和路试盲测示范试验,已经检验了2015plus的可行性与可靠性。

至于那么技术细节上的问题,比如对充电过程的监测和紧急断电、充电接口机械强度低、充电枪端电子锁可靠性不足这些,其实都已经在新版标准的制定中逐一得到解决。

就好像车端来对充电过程的监测和紧急断电这件事情,车企已经有足够多的经验来应对这样的情况,反而是充电桩生产企业没有太多经验。所以2015plus标准提出的是紧急断电功能可由车辆执行,也可由充电桩执行,并且新标准对紧急断电的执行时间等也有着明确要求。

还有充电接口强度和充电枪端电子锁可靠性这些更是已经通过额外的标准来进行强化。而且当初遇到这些问题,主要还是发展过程中的问题,比如充电桩没有专人维护、充电枪电子锁产品要求没有生产标准,这些细节问题随着国内新能源车市场的高速发展已经迭代解决了。

而且上述业内人士认为,两个新的充电接口标准其实在技术上并不存在代差。就好像ChaoJi标准最大功率900kw、2015plus只有800kW,但是两者都是理论值,实际应用到车端不会有明显差异,足以应对未来一段时间中国超快充市场的大功率充电需求。

充电标准夺嫡之争:规模更值得被考虑

早在2010年,经国家主管部门和行业协商,充电接口系列标准由汽车行业的汽标委负责,控制导引电路和通信协议系列标准由电力行业的中电联负责。2011版、2015版充电接口及系统标准正是在这样的工作分工下相继发布实施的。

这样说来,在充电接口系列标准方面,汽标委是“长子”,理应成为“充电口标准皇位”正统继承者,而且2015版充电标准已经实际“占有”当前1821万辆的新能源汽车和106万台公共直流充电桩(截止到2023年9月)。另一方面,“次子”中电联与日本CHAdeMO协议会展开合作,并与德国相关行业协会推动新一代ChaoJi充电系统纳入国际标准,旨在推动ChaoJi标准成为具有全球兼容性的通用标准,中电联也希望能凭借ChaoJi充电标准更加优秀的性能,在中国取代2015标准。

历史总是惊人的相似。

ChaoJi标准对2015plus标准的一个优势,2015标准被国际标准限制,不能用于欧洲。而ChaoJi标准已经得到了中德日等国家的支持,比2015plus更容易出海。

这一说法其实比较奇怪。目前看来各个国家或者地区都开始有了自己的标准,就好像北美的标准由特斯拉NACS充电接口胜出,欧洲市场会不会重演这一情况很难说。

所以中国提出的ChaoJi接口虽然名义上被德国、日本的企业表示支持,但是并不意味着当地就会采纳这一标准。考虑到目前中欧美日的产品需求差异化比较大,很有可能各个地区都会搞一套自己的充电接口标准来实施另一种“壁垒”。

最典型的是例子是2023年,美欧出台了各自的充电设施政策,规划了未来的充电设施建设,美国提出一揽子政策法规措施主推CCS1,欧洲在法律层面上提出发展CCS2的宏伟岚图。

考虑到中国新能源汽车未来势必走向全球市场,我们希望充电标准能更好地让中国新能源车在全球市场上更具备竞争力。笔者认为连续一贯的、统一稳定的、经过市场验证的2015plus标准更能担此重任。

设想一下,假如选择ChaoJi标准,2035年之前中国市场上将存在两套充电接口标准,在中国市场固然不用担心全球其他充电标准会“乘虚而入”,然而,对于正在使用我国2015版充电标准的智利、乌兹别克斯坦、俄罗斯、菲律宾等国家,在我国废弃2015版标准后,未必就会转到ChaoJi标准,也有可能转向其他标准,比如转向当前风头正盛的特斯拉“NACS”充电标准。

而且GB/T 2015在这些国家才应用了几年就惨遭淘汰,使得采用了中国GB/T 2015的车辆无处充电,那对于我国新能源车出口也会有一定的影响,进而影响对于那些尚未决定要采用何种充电标准的国家。

▲当前全球几大充电标准

相反,2015/2015plus统一了我国市场的充电标准,且经受住了8年大规模实施应用的考验,这种全国统一的局面能为“新能源走向国际化”提供稳定的后方基础。

写在最后

比起汽车行业怎么出海,其实大多数普通消费者可能更关心充电标准是怎么影响后续的充电体验。

假如ChaoJi标准在“夺嫡之争”中胜出,意味着新车新桩要在未来从零开始起步发展,而且付出的代价是新车未来将要随车携带转换头,因为新车主面对旧桩需要转接,而旧车主只能到处寻觅旧桩,因为新桩没法给旧车充电。汽车使用年限比手机更久,所以过渡时间更长,这种局面一直持续到2035年,甚至到2040年。

假如2015plus标准胜出,意味着,广大的车主们不需要再折腾了。

文|吃虾的猫

图|网络

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