1、电动汽车 充电 系统 及 通信协议标准 解读2016年 8月 11日1All Rights Reserved. Please contact richard_编制过程介绍标准条文解读改造升级建议1232发展新能源汽车是迈向汽车强国的必由之路电动汽车 是我国战略性新兴产业，对提高我国能源安全、应对气候变化、改善环境保护起着重要作用 。 近年来，党中央国务院不断加大对电动汽车及充电基础设施的政策支持，从顶层设计、政策支持等方面进行规划部署，电动汽车及充电基础设施正迎来快速发展的时期。1、编制过程介绍3标准是推动电动汽车规模发展及规范充电基础设施建设的技术支撑 充电接口标准是电动汽车和充电基础设施的
2、基础 充电接口标准是 电动汽车与充电设施互联互通 的基础 充电接口标准是保障 电动汽车 安全可靠充电的基础 充电接口标准是落实国家政策的基础41、编制过程介绍 GB/T 18487.1-2015 电动汽车传导充电系统 第 1部分：通用要求 规定了电动汽车充电系统的基础性、通用性、安全性要求 GB/T 20234.1-2015 电动汽车传导充电用连接 装置 通用要求 GB/T 20234.2-2015 电动汽车传导充电用连接 装置 交流充电接口 GB/T 20234.3 -2015 电动汽车传导充电用连接 装置 直流充电接口 规定了连接装置的定义、要求、试验方法和检验规则，明确了交流、直流充电接
3、口的物理尺寸和电气性能 GB/T 27930-2015 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 规定了直流充电机与电动汽车的充电控制通信协议本次发布的五项标准是：1、编制过程介绍5标准要求GB/T 18487.1充电系统通用要求GB/T 20234.1充电连接装置通用要求GB/T 20234.2交流充电接口GB/T 20234.3直流充电接口GB/T 27930通信协议接口型式接口型式接口要求控制导引控制导引协议控制原理接口要求接口要求系统要求 协议本 次修订，由中国电力企业联合会、中国汽车技术研究中心共同组织，联合了电力、充电设备、连接器、汽车、检测等相关单位，经过多轮广泛征
4、求意见，召开多次技术研讨会及专题讨论会，开展了充电互操作测试活动进行试验验证，历时两年多才完成标准修订。2013.09启动会2014.06征求意见稿 V12014.07-08征求意见2015.01征求意见稿 V22015.02-03征求意见2014.01工作组初稿2015.07-09专题讨论会2015.10送审稿2015.10审查会2015.12报批 稿1、编制过程介绍中国电力企业联合会 中国汽车技术研究中心72015 互操作试验背景一：联合起草运营商 设施制造商 汽车制造商 连接器 制造商 科研单位苏州智绿1、编制背景介绍8南京菲尼克斯安费诺以文本为准背景二：广泛 征求 意见正式向社会公开征
5、求意见两次，收集到近千条意见反馈，包括国内外汽车企业、充电设施企业、充电设施运营商、电动汽车示范城市等各个领域的反馈意见。2014年 11月 20日，中国电力企业联合会组织 召开 GB/T18487.1的中外企业意见反馈讨论专题会，邀请德国、美国、日本以及国内车企参加会议，与起草组面对面 讨论。1、编制背景介绍9背景三：慎重 处理重大技术 问题 针对充电接口温度监控可能涉及的专利问题，中国电力企业联合会专门征求国家知识产权局意见，认真分析原专利权诉求，探讨知识产权解决办法； 针对 直流充电机械锁加装电子锁专题，起草组先后召开多次会议，就电子锁加装位置、实现方式、技术实现方案等问题进行多次讨论，
6、经多次修改讨论后最终定稿。直流充电 机械锁 电子锁方案充电接口温度监控专利问题1、编制背景介绍10背景四：开展 充电互操作公开测试活动验证标准由于 充电兼容性的复杂性，为进一步完善充电 接口及 通信协议标准，结合正在制定的 电动汽车传导充电互操作测试规范 和 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一致性 标准，中国电力企业联合会组织了电动汽车充电互操作公开测试活动，组织 8家测试机构，对 42家企业的 50多个产品进行充电兼容性测试，针对暴露出来兼容性问题，进一步补充完善 。1、编制背景介绍11编制过程介绍标准条文解读改造升级建议123122、标准条文解读GB/T 18487的
7、本部分规定了电动汽车传导充电系统分类、通用要求、通信、电击防护、电动汽车和供电设备之间的连接、车辆接口和供电接口的特殊要求、供电设备结构要求、性能要求、过载保护和短路保护、急停、使用条件、维修和标识及说明 。 GB/T 18487.1 范围 标准原文 GB/T 18487.1-2015在 GB/T 18487.1-2001的基础上，主要参考了IEC61851.1 ED3.0 CDV，并根据现有国内车辆、设施、电网等实际情况进行修改和完善，内容涵盖分类、电击防护、车辆和设施连接、供电设备结构要求、性能要求、使用条件等内容； 与本标准有密切关联的相关标准有： GB/T 20234-2015系列标准
8、 ， GB/T 27930-2015， GB/T 电动汽车传导充电系统用电缆 ， NB/T 电动汽车模式 2充电 的缆 上控制与 保护装置 。条文解读132、标准条文解读本部分适用于为电动汽车非车载传导充电的电动汽车供电设备，包括交流充电桩、非车载充电机、电动汽车充电用连接装置等，其供电电源额定电压最大值为 1000V AC（ 660-2001）或 1500V （ 1000） DC，额定输出电压最大值为1000V AC或 1500V DC。 GB/T 18487.1 范围 标准原文 适用于非车载、传导式供电设备，区别于车载和无线充电； 适用于交流充电桩、非车载充电机（直流）、连接装置； 供电额
9、定电压、额定输出电压与 IEC保持一致。条文解读142、标准条文解读模式 1将 电动汽车连接到交流电网（电源）时，在电源侧使用了符合 GB 2099.1(家用和类似用途插头插座 第 1部分：通用要求 ) 和 GB 1002(家用和类似用途单相插头插座 型式、基本参数和尺寸 )要求 的插头插座，在电源侧使用了相线、中性线和接地保护的 导体。 GB/T 18487.1 之 3.1.2.1应采用单相交流供电，且不允许超过 8A和 250V。不 应使用模式 1对电动汽车进行充电 。 GB/T 18487.1 之 5.1.1标准原文 使用 GB 2099.1和 GB 1002定义的标准插头插座进行充电；
10、 采用单相交流供电，电流不大于 8A（ B连接方式）； 无保护禁止使用模式 1对电动汽车进行充电。条文解读152、标准条文解读模式 2 在 电源侧使用了符合 GB 2099.1和 GB 1002要求的插头插座，在电源侧使用了相线、中性线和接地保护的导体，并且在充电连接时使用了缆上控制与保护装置（ IC-CPD） 。 GB/T 18487.1 之 3.1.2.2应采用单相交流供电。电源侧使用符合 GB2099.1和 GB1002要求的 16A插头插座时输出不能超过 13A；电源侧使用符合 GB2099.1和 GB1002要求的 10A插头插座时输出不能超过 8A。 应具备剩余电流保护和过流保护功
11、能。 GB/T 18487.1 之5.1.2标准原文 为保证模式 2充电安全，只考虑使用单相供电 ，且使用 GB2099.1和GB1002 定义 的标准插头插座； 输出电流和标准插头插座额定值之间有 20%的裕度； 模式 2应具备剩余电流保护功能。条文解读16IC-CPD2、标准条文解读模式 3将电动汽车连接到交流电网（电源）时，使用了专用供电设备，将电动汽车与交流电网直接连接，并且在专用供电设备上安装了控制导引装置 。 GB/T 18487.1 之 3.1.2.3模式 3应具备剩余电流保护功能 。连接方式 A、 B、 C适用于模式 3。采用 单相供电时，电流不大于 32A。采用三相供电且电流
12、大于 32A时，应采用连接方式 C。GB/T 18487.1 之 5.1.3标准原文 使用专用供电设备连接电动汽车至交流电网，可采用方式 A/B/C； 模式 3应具备剩余电流保护装置，见 10.3； 采用单相供电时，电流应不大于 32A； 采用三相供电时，电流应不大于 63A，见表 A.1和表 A.2； 采用三相供电时，电流大于 32A时应采用方式 C。条文解读17连接 方式 C2、标准条文解读模式 4将电动汽车连接到交流电网或直流电网时，使用了带控制导引功能的直流供电设备 。 GB/T 18487.1 之 3.1.2.4模式 4可直接连接至交流电网或直流电网 。仅 连接方式 C适用于模式 4
13、。 GB/T 18487.1 之 5.1.4标准原文 使用直流供电设备连接电动汽车至交流电网或直流电网； 模式 4只能采用方式 C； 控制导引功能见附录 B。条文解读182、标准条文解读电动汽车充电 设备 GB/T 18487.1 之 4.4电动汽车供电设备按照输出电压分类：交流：单相 220V，三相 380V；直流： 200V-500V， 350V-700V， 500V-950V。直流充电电流优选值： 80A， 100A， 125A， 160A， 200A， 250A。注：高于 950V的供电设备由车辆制造商和供电设备制造商协商决定 。标准原文 直流电压分档考虑低成本、宽范围、高效率，参考了
14、 IEC的分类，基本满足乘用车和商用车需求； 直流 电流分档考虑了充电电缆的截面积与载流量， 16方 80A， 25方 100A， 35方 125A， 50方 160A， 70方 200A， 95方 250A； 高电压直流充电（大于 950V），可由车辆商和设备商协商决定。条文解读192、标准条文解读触及危险部分的 防护等级 所有充电模式，所有连接方式，外壳的防护等级应至少： IPXXC； 所有充电模式，连接方式 B或连接方式 C，车辆插头与车辆插座耦合时，车辆插头与车辆插座： IPXXD； 充电模式 3，连接方式 A或连接方式 B，供电插头与供电插座耦合时，供电插头与供电插座： IPXXD；
15、 充电模式 1、充电模式 2和充电模式 3，连接方式 B或连接方式 C，车辆插头和车辆插座非耦合时，车辆插头与车辆插座： IPXXB； 充电模式 3，连接方式 A或连接方式 B，供电插头和供电插座非耦合时，供电插头与供电插座： IPXXB； 充电模式 4，连接方式 C，车辆插头和车辆插座非耦合时，应采取有效措施防止人体接触直流充电针脚和套管的导体部分 。 GB/T 18487.1 之 7.2.1标准原文 IPXXA：手背， IPXXB：手指， IPXXC：工具， IPXXD：金属线； 耦合 时： IPXXD，非耦合时： IPXXB 直流充电连接装置现有的物理尺寸在非耦合时无法满足 IPXXB，
16、因此应采取有效措施防止人体接触插头和插座的导体部分。条文解读202、标准条文解读额定充电电流大于 16A的应用场合，供电插座、车辆插座均应设置 温度监控装置，供电设备和电动汽车应具备温度监测和过温保护功能 。 GB/T 18487.1 之 9.1注：在模式 2的标准插头端安装温度监控装置时，可能会涉及专利问题 。标准原文 考虑到（ 1）不同品牌插头和插座之间互插的匹配问题，（ 2）插头插座积尘造成电阻增加等问题，长时间大电流充电引起接口过温带来安全隐患，规定在大于 16A的场合（交流充电和直流充电），在座端设置温度监控装置，同时供电设备和车辆应具备温度监测和过温保护功能； 通过检索国内外充电
17、接口 温度监控 专利 ，在模式 2下标准插头如果需要安装温度监控装置，则可能会引起专利问题，松下和通用已在中国申请相关专利。 21条文解读2、标准条文解读除了电缆组件，不应使用电缆加长组件或二次电缆组件连接电动汽车和电动汽车供电设备 。 GB/T 18487.1 之 9.2电缆加长组件 包括 一柔性电缆或电线，其装配有非拆线插头和一个匹配的非拆线便携式插座的电缆组件 。 GB/T 18487.1 之 3.4.2注 1：插头和插座不匹配时，该电线称为 “ 适配器电线 ” 。注 2：模式 1，模式 2和模式 3的电线组不是电缆加长组件 。标准原文 在电动汽车和供电设备之间除了使用电缆组件（见 3.
18、4.1）外，不能使用电缆加长组件或二次电缆组件，如下：22条文解读电缆加长组件（适配器电线） 二次电缆组件车辆插头车辆插座车辆插头车辆插座车辆插头车辆插座车辆插头车辆插座2、标准条文解读交流充电电流大于 16A时，供电接口和车辆接口应具有锁止功能，该锁止功能应符合 GB/T20234.1的相关要求。供电插座和车辆插座应安装电子锁止装置，防止充电过程中的意外断开。当电子锁未可靠锁止时，供电设备或电动汽车应停止充电或不启动充电 。 GB/T 18487.1 之 9.6标准原文 交流充电安装锁止装置的条件：充电电流大于 16A； 电子锁止装置安装在供电插座和车辆插座端，防止意外断开； 电子 锁未可靠
19、锁止时（此时供电设备或电动汽车应能检测锁止状态，如电子锁反馈锁止信号），供电设备或电动汽车应在充电过程中停止充电，或充电准备时不能启动充电。23条文解读2、标准条文解读直流充电时，车辆接口应具有锁止功能，该锁止功能应符合 GB/T20234.1的相关要求。车辆插头端应安装机械锁止装置，供电设备应能判断机械锁是否可靠锁止。车辆插头应安装电子锁止装置，电子锁处于锁止位置时，机械锁应无法操作，供电设备应能判断电子锁是否可靠锁止。当机械锁或电子锁未可靠锁止时，供电设备应停止充电或不启动充电。 GB/T 18487.1 之 9.6标准原文 直流充电时，车辆插头应 安装机械 锁， 供电设备应能判断机械锁是
20、否可靠锁 止（机械锁反馈锁止信号 -S开关）； 车辆插头 应安装 电子锁， 电子锁处于锁 止位置 时，机械锁应无法操作 ，机械锁与电子锁联动供电 设备 应能 判断电子锁是否 可靠 锁 止（如电子锁反馈锁止信号，见 C.1） 。24条文解读2、标准条文解读交流供电设备的 剩余电流保护器 宜采用 A型或 B型，符合 GB14048.2-2008、 GB 16916.1-2014和 GB 22794-2008的相关要求 。应 具备防故障电流的保护措施： B型的剩余电流保护器，或 A型的剩余电流保护器，或 满足符合 A型剩余电流保护功能的相关装置 。 GB/T 18487.1 之 9.6标准原文 交流
21、 充电产生的直流分量会影响电网质量，因此交流供电设备宜安装剩余电流保护器来提供保护； 剩余电流保护器： AC型 ：剩余正弦交流电流 A型 ：剩余正弦交流电流 +剩余脉动直流电流 30mA脉动直流 B型 ： 10mA平滑直流25条文解读2、标准条文解读控制导引电路中也可以不配置开关 S2， 无 S2开关的车辆应采用单相充电，且最大充电电流不超过 8A。 GB/T 18487.1 之 A.1.1标准原文 若车辆不配置 S2开关，此时供电设备无法与车辆进行交互（ S2闭合通知供电设备此时可以进行充电， S2断开通知供电设备此时应停止充电），为保障充电安全，规定只能采用单相充电，且最大充电电流不超过
22、8A。注： 2011版规定无 S2开关充电电流 8A。26条文解读图 A.7 无 S2交流充电连接控制时序图此处为笔误，应为 “ 8A”2、标准条文解读车辆控制装置通过测量检测点 3与 PE之间的电阻值来确认当前充电连接装置（电缆）的额定容量；通过测量检测点 2的 PWM信号占空比确认当前供电设备的最大供电电流。 GB/T 18487.1 之 A.2.2标准原文 电缆额定容量见表 A.3状态 C、 D、 E、 F；占空比见映射表 A.1、表 A.2。条文解读27曲线与 IEC一致 ，新国标规定：最大充电电流 63AImax =（ D100） 0.6Imax =（ D100-64） 2.5RC
23、电缆 容量1.5K/0.5W 10A（ 13A in IEC）680/0.5W 16A（ 20A in IEC）220/0.5W 32A100/0.5W 63A2、标准条文解读车辆控制装置通过测量检测点 3与 PE之间的电阻值来判断车辆插头与车辆插座是否完全连接 。未 连接时， S3处于闭合状态， CC未连接，监测点 3与 PE之间的电阻值为无限大；半连接 时， S3处于断开状态， CC已连接，监测点 3与 PE之间的电阻值为 Rc + R4；全 连接时， S3处于闭合状态， CC已连接，监测点 3与 PE之间的电阻值为 Rc。GB/T 18487.1 之 A.3.3标准原文 通过在车辆插头内
24、引入 S3的并联电阻 R4，可判断车辆接口的半连接状态， R4的取值见表 A.3。条文解读28状 态 R4状 态 C 1.8K/0.5W状 态 D 2.7K/0.5W状 态 E 3.3K/0.5W状 态 F 3.3K/0.5W2、标准条文解读在 充电机端和车辆端均设置 IMD电路，供电接口连接后到 K5、 K6合闸充电之前，由充电机负责充电机内部（含充电电缆）的 绝缘检查 ；充电机端的 IMD回路通过开关从充电直流回路断开，且 K5、 K6合闸之后的充电过程期间，由电动汽车负责整个系统的 绝缘检查 。 GB/T 18487.1 之 B.4.1 标准原文条文解读29 绝缘监测的负责 充电前（ K
25、5K6闭合前）由非车载充电机负责充电机及电缆的绝缘监测 充电中（ K5K6闭合后）由电动汽车负责整个系统的绝缘监测 绝缘 检测的判断，取 R = min(RDC+,PE,RDC-,PE) R 500 /V，安全 ； 100 /V R 500 /V，报警，仍可充电 ； R 100 /V，故障，停止充电。2、标准条文解读充电机进行 IMD检测后，应及时对充电输出电压进行泄放，避免在充电阶段对电池负载产生电压冲击。充电结束后，充电机应及时对充电输出电压进行泄放，避免对操作人员造成电击伤害。 泄放回路 的参数选择应保证在充电连接器断开后 1秒内将供电接口电压降到 60V DC以下。 GB/T 18487.1 之 B.4.2 标准原文条文解读30 充电机绝缘检测后的电压泄放 保护电池安全闭合 K1和 K2，进行绝缘检测 ，输出 电压应为车辆通信握手报文内的最高允许充电总电压和供电设备额定电压中的较小值 ； 见 B.3.3 充电结束后的电压泄放 保护人身安全 泄放回路参数要求车辆接口断开后 1s内将电压降到 60V DC以下
