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


充電接口標準的修訂過程

電動汽車充電接口標準是電動汽車行業的基礎性標準，統一的接口標準是電動汽車順利推廣的重要基礎，在電動汽車行業的快速發展過程中，工信部等部委及時出臺相關標準規范，引導行業健康有序發展。隨著試點工作的深入，標準也結合試點過程中發現的新問題進行同步升級，時隔5年后，2015年12月底工信部等五部委部門聯合發布了5項電動汽車充電相關的國家標準升級版，新標準于2016年1月1日起正式實施, 新標準在原有標準基礎上強化了安全性方面的要求，例如新標準增加了充電接口溫度監控、電子鎖、絕緣監測和泄放電路等功能，細化了直流充電車端接口安全防護措施，標準中明確禁止不安全的充電模式應用，能夠有效避免發生人員觸電、設備燃燒等事故，保證充電時對電動汽車以及使用者的安全。

充電標準升級帶來的新要求

為了加快推進2015版新國標(下稱新國標)的實施，2016年底國家發改委、能源局和工信部發布了《電動汽車充電基礎設施接口新國標的實施方案》，該方案明確自2017年1月1日起，新安裝的充電基礎設施、新生產的電動汽車必須符合新國標。方案要求穩步推進舊標準升級轉換：(1)充電樁的應對措施：開展舊標準充電基礎設施改造，充電服務運營商應根據當地新能源汽車發展的實際情況，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。(2)電動汽車的應對標準：開展舊標準電動汽車接口升級改造，要求電動汽車生產企業要根據用戶要求，免費按照新國標對舊的充電插座進行升級改造，實現與符合新國標的充電設施的互聯互通。對于無法按照新標準改造可能帶來的潛在風險，應向車主進行必要的安全性提示。其中涉及到車輛充電接口硬件相關更改的內容主要有：當充電電流大于16A時的應用場合，車輛充電插座(不區分交流、直流插座)應設置溫度監控裝置，具備溫度檢測和過溫保護功能，除此之外車輛交流充電插座還應具有鎖止功能防止充電過程中的意外斷開，未可靠鎖止時，應停止充電或者不啟動充電。

《方案》要求新開發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，已經投放市場的電動汽車要逐步改造；由于以往電動汽車的設計架構中充電管理功能大多由BMS完成, 而BMS一般安裝到電池包內部，因此充電接口的升級將導致電池包的設計更改，如果電池包對外信號插座預留的接口不足，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，對于已經定型投產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，除標準不斷升級所導致的變化外，如果電動汽車銷往不同國家，必須配置當地標準的充電接口，因此充電接口的變化是必然的，如下圖所示的集中國際標準的充電接口。


將充電接口同電池包耦合過多不是最優設計方案，設計上應該盡量解耦，國際上日產公司的明星車型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準的模組，局部的變化不會影響車輛其他部件，是比較合理的一種設計方案。


國內電動汽車的推薦設計方案

要應對多變的充電接口需求，車輛的系統架構必須要進行針對性設計，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，將新國標要求的多達14個信號采集處理后通過一條CAN總線與電池包內的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，當充電接口發生變化時，只需要調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部件的影響較小。

科列技術配套產品


充電管理模塊C05A1

公司于2016年11月發布了充電管理模塊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，已經批量應用于多個乘用車項目，可以極大的簡化整車線束，方便整車設計； 該模塊也可以應用于已經量產定型車輛的新國標改造升級。

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