就像蘋果和安卓手機的充電器無法通用,由于充電接口標準調整,中國新能源汽車行業也面臨著類似的變局。
國內目前統一執行的2015充電標準,正迎來ChaoJi標準強有力的挑戰。但ChaoJi標準的充電樁無法為2015標準的汽車充電,反之,ChaoJi標準接口的汽車也不能通過2015標準的充電樁補能。
一套完整的新能源汽車充電標準涉及車、樁兩端,由負責充電接口、充電系統控制以及充電通信協議的三項子標準共同組成。
由2015標準升級而來的2015+標準應運而生,肩負著抗衡ChaoJi標準的使命。
2015標準由全國汽車標準化技術委員會(下稱汽標委)和中國電力企業聯合會(下稱中電聯)共同制定,前者起草充電接口標準,后者承擔充電系統控制及充電通信協議標準的修訂。
汽標委為國內機動車輛標準的歸口管理單位,中電聯則是電力相關企事業單位、行業性組織等結成的社會團體。
2015標準(左)和ChaoJi標準(右)充電接口,圖片來源:國家電網
但在2015標準升級過程中,汽標委、中電聯不再延續合作,分別建立了各自的新能源汽車充電標準。
2023年9月,國家市場監督管理總局、國家標準化管理委員會公告,批準了五項與新能源汽車充電接口標準相關的推薦性國家標準。其中三項隸屬于中電聯主導的ChaoJi標準,另外兩項則歸口汽標委力推的2015+標準。
中電聯的ChaoJi標準由此成為一套完整的充電標準體系,實施日期為2024年4月1日。中電聯還發布了針對該標準的應用倡議,產業化落地已進入議事日程。
2015+標準目前僅正式發布了充電接口的子標準,實施日期為2023年9月7日。其還需繼續制定剩余兩項子標準,才能組成一套完整標準。
這兩項子標準正處于國家標準立項階段,如果獲批通過,將形成2015+標準與ChaoJi標準的正面競爭。
2015+標準與ChaoJi標準目前進展情況,制圖:高菁
中電聯將ChaoJi標準定義為面向下一代直流充電系統整體技術解決方案,其優點包括系統安全水平進一步提高、實現了大功率充電、以及具有廣泛國際認可度等。
2015標準制定于2014-2015年,當時新能源汽車市場剛剛起步,出于安全方面的考慮,2015標準對于充電電流的限值為250安培(A),限制了大功率充電的實現。中電聯主導的ChaoJi標準在2016年啟動預研工作,就提出要通過大功率充電,解決新能源汽車充電時間過長的問題。
但國內汽車行業和汽標委對此并不積極,認為新能源汽車大功率充電并非當時的優先事項。
參與制定ChaoJi標準的陣營中,除了牽頭方中電聯,還包括國家電網、奧特迅等充電樁企業,也有一汽集團、上汽集團、戴姆勒、大眾等國內外車企。
參與2015+標準制定的朗貴輝向界面新聞分析稱,電力系統的標準體系早已成熟且完善,新能源汽車是中電聯唯一能夠進一步擴大影響范圍的領域,當然希望新能源汽車充電標準能以其為主。
在修訂ChaoJi標準的過程中,中電聯提出采用與2015標準截然不同的充電接口結構形態。
朗貴輝認為,ChaoJi標準確實有很多改進,但改變充電接口的結構形態,將無法為市場上大量的新能源汽車充電。
“修訂新版本標準的前提是不能改變充電接口的結構形態,要讓存量的新能源汽車找到組織,即使是使用新標準的充電樁,也能充上電。”他告訴界面新聞。
為何要改變充電接口結構形態?
中電聯認為,2015標準的機械結構不符合IPXXB防護標準。
IP防護等級是為防范異物侵入電氣設備所制定的,由國際電工委員會(IEC)起草。IPXXB是指當直徑12毫米的手指接觸該電氣設備時,將不會有危險情況發生。2015標準對于充電接口端子孔位直徑的要求是12毫米,無法滿足上述要求。ChaoJi標準對于其直徑的要求則是10毫米,滿足了IPXXB的防護標準。
在去年舉辦的一場充換電行業會議上,ChaoJi標準制定的參與者、國家電網充換電首席專家倪峰還給出了另一個解釋:2015標準在系統設計階段沒有考慮升級問題,如ChaoJi標準實現雙邊兼容,即新老標準的充電樁和新老標準的車型互相適應,將形成四種組合,造成過高的技術復雜性。
“新標準的充電設施在接口處作出相對獨立的設計,可以把兩套系統分割開來,不會把老系統的問題帶到新系統里去。”倪峰稱。
但上述解釋并未獲得廣泛認可。
2021年,工信部委托中國電動汽車充電基礎設施促進聯盟進行的調研顯示,23家受訪的整車企業、充電設施運營商中,支持ChaoJi標準的企業占比為22%;65%的企業希望通過升級2015標準,滿足大功率快充的應用需求;另有13%的被調研企業支持兩種技術方案并行。
黃良在國內一家頭部新能源汽車公司擔任產品標準負責人,他兩年多前就意識到了新能源汽車充電標準即將發生的巨大變化。
“如果市面上有兩種新能源汽車的充電接口,我們的產品開發該怎么辦?”黃良所在公司的產品工程師向黃良提出了疑問。
“如果ChaoJi標準替代2015標準,或者與現有標準并行,對于他所在的新能源車企都將產生巨大沖擊”,黃良為此向高層領導匯報了此事。
在2021年召開的一場關于充電接口標準的行業會議上,黃良所在車企的高管明確表態,中國新能源汽車的充電接口標準只能有一個,且不應該采用更換接口的ChaoJi標準。此項觀點得到了大部分國內汽車企業的認同。
2015+標準的修訂也在此時正式啟動。該標準由工信部提出,汽標委牽頭、比亞迪、小鵬、長城汽車等多家車企參與,核心目標是在與2015標準新能源汽車、充電樁兼容的前提下,對老標準進行技術升級。
其主體方案研究在2021年年內完成,標準修訂后,將最大充電電流提高至800安培、充電功率由此提升至800千瓦(Kw)。
由于立項更早,ChaoJi標準在與2015+標準的競賽中領先一步。時至今日,ChaoJi標準已經正式發布。
但由于ChaoJi標準無法與2015標準兼容,以及由此可能衍生出的成本增加等問題,其推廣將面臨諸多挑戰。
黃良告訴界面新聞,新車型要在國內市場銷售,必須滿足工信部的準入要求,而ChaoJi標準目前沒有被納入工信部對于車型準入的標準體系,因此車企不會使用這套新標準,而是沿用此前已納入體系的2015標準。
據他了解,目前并沒有車企計劃推出使用ChaoJi標準的新能源汽車。
2015+標準與ChaoJi標準對比,制圖:高菁
中國電動汽車充電基礎設施促進聯盟副秘書長仝宗旗告訴界面新聞,ChaoJi標準的一個重要目標是把這項中國充電標準推向國際,但他補充稱,ChaoJi標準從開始制定到出臺的周期過長,如果在幾年前發布,行業情況也不一樣。
“因為當時無論是電動汽車還是充電樁的數量都相對較少,但現在已經不是一個體量了。”仝宗旗說。
國內存量的新能源汽車和直流公共充電樁絕大部分采用了2015標準。公安部數據顯示,截至2023年三季度末,全國新能源汽車數量已達到1821萬輛,是全球最大的新能源汽車市場。截至2023年10月,符合2015標準的直流公共充電樁為109萬臺。
按照ChaoJi標準制定者的規劃,盡管與2015標準充電接口結構形狀不同,但仍可以采用兩種方式實現兩者的車樁兼容。
對于采用ChaoJi標準的新能源汽車,可通過配套適配器,與2015標準的充電樁兼容;對于采用ChaoJi標準的充電樁而言,則可以通過在充電樁上配備一根ChaoJi標準和一根2015標準充電槍,分別實現為新老標準的新能源汽車充電。
在黃良看來,盡管適配器方案在理論上具備可行性,但在操作層面可能涉及成本提升、安全性以及用戶體驗等方面的問題。
他向界面新聞分析稱,如果需要為新能源汽車充電配套適配器,成本大概率會落在車企身上,并最終轉嫁給消費者。與此同時,新能源汽車充電電流達到數百安培,適配器的市場需求一旦打開,難免會有山寨產品出現,對新能源汽車車主造成安全隱患。
倪峰在前述行業會議的發言中也承認,很多產業人士對適配器的應用有一定懷疑,但他強調稱,適配器不會永久存在,它在標準轉換過程中起到過渡作用,等到逐步切換為ChaoJi標準后,適配器便不復存在了。
在2015+標準還未誕生的2020年,倪峰曾撰文預測稱,在ChaoJi標準正式頒布的10-15年內,其與2015標準會長期并存,ChaoJi標準將從中高端及運營車輛開始逐漸普及。
倪峰透露,目前已推出了低成本的通用型適配器,以及成本和性能都更高的增強型適配器。其中,通用型適配器可以實現百元以下的制造成本。
對于充電樁的“一樁兩槍”方案,某一線城市2022年安裝的一座ChaoJi標準充電樁就采用了上述配置。不過由于目前市面上ChaoJi標準的新能源汽車寥寥,其配備的ChaoJi標準充電槍使用頻率極低。
“不管ChaoJi標準還是2015+標準都是推薦性標準,相當于兩種不同的技術路徑,企業可以自行選擇。”仝宗旗表示,未來充電樁企業大部分會根據車企的選擇,決定其技術路線。
“美國和歐洲的充電標準正在逐漸走向統一,而中國則在朝相反的方向走。”朗貴輝告訴界面新聞。
國內目前統一執行的2015充電標準,正迎來ChaoJi標準強有力的挑戰。但ChaoJi標準的充電樁無法為2015標準的汽車充電,反之,ChaoJi標準接口的汽車也不能通過2015標準的充電樁補能。
一套完整的新能源汽車充電標準涉及車、樁兩端,由負責充電接口、充電系統控制以及充電通信協議的三項子標準共同組成。
由2015標準升級而來的2015+標準應運而生,肩負著抗衡ChaoJi標準的使命。
2015標準由全國汽車標準化技術委員會(下稱汽標委)和中國電力企業聯合會(下稱中電聯)共同制定,前者起草充電接口標準,后者承擔充電系統控制及充電通信協議標準的修訂。
汽標委為國內機動車輛標準的歸口管理單位,中電聯則是電力相關企事業單位、行業性組織等結成的社會團體。
2015標準(左)和ChaoJi標準(右)充電接口,圖片來源:國家電網
但在2015標準升級過程中,汽標委、中電聯不再延續合作,分別建立了各自的新能源汽車充電標準。
2023年9月,國家市場監督管理總局、國家標準化管理委員會公告,批準了五項與新能源汽車充電接口標準相關的推薦性國家標準。其中三項隸屬于中電聯主導的ChaoJi標準,另外兩項則歸口汽標委力推的2015+標準。
中電聯的ChaoJi標準由此成為一套完整的充電標準體系,實施日期為2024年4月1日。中電聯還發布了針對該標準的應用倡議,產業化落地已進入議事日程。
2015+標準目前僅正式發布了充電接口的子標準,實施日期為2023年9月7日。其還需繼續制定剩余兩項子標準,才能組成一套完整標準。
這兩項子標準正處于國家標準立項階段,如果獲批通過,將形成2015+標準與ChaoJi標準的正面競爭。
2015+標準與ChaoJi標準目前進展情況,制圖:高菁
中電聯將ChaoJi標準定義為面向下一代直流充電系統整體技術解決方案,其優點包括系統安全水平進一步提高、實現了大功率充電、以及具有廣泛國際認可度等。
2015標準制定于2014-2015年,當時新能源汽車市場剛剛起步,出于安全方面的考慮,2015標準對于充電電流的限值為250安培(A),限制了大功率充電的實現。中電聯主導的ChaoJi標準在2016年啟動預研工作,就提出要通過大功率充電,解決新能源汽車充電時間過長的問題。
但國內汽車行業和汽標委對此并不積極,認為新能源汽車大功率充電并非當時的優先事項。
參與制定ChaoJi標準的陣營中,除了牽頭方中電聯,還包括國家電網、奧特迅等充電樁企業,也有一汽集團、上汽集團、戴姆勒、大眾等國內外車企。
參與2015+標準制定的朗貴輝向界面新聞分析稱,電力系統的標準體系早已成熟且完善,新能源汽車是中電聯唯一能夠進一步擴大影響范圍的領域,當然希望新能源汽車充電標準能以其為主。
在修訂ChaoJi標準的過程中,中電聯提出采用與2015標準截然不同的充電接口結構形態。
朗貴輝認為,ChaoJi標準確實有很多改進,但改變充電接口的結構形態,將無法為市場上大量的新能源汽車充電。
“修訂新版本標準的前提是不能改變充電接口的結構形態,要讓存量的新能源汽車找到組織,即使是使用新標準的充電樁,也能充上電。”他告訴界面新聞。
為何要改變充電接口結構形態?
中電聯認為,2015標準的機械結構不符合IPXXB防護標準。
IP防護等級是為防范異物侵入電氣設備所制定的,由國際電工委員會(IEC)起草。IPXXB是指當直徑12毫米的手指接觸該電氣設備時,將不會有危險情況發生。2015標準對于充電接口端子孔位直徑的要求是12毫米,無法滿足上述要求。ChaoJi標準對于其直徑的要求則是10毫米,滿足了IPXXB的防護標準。
在去年舉辦的一場充換電行業會議上,ChaoJi標準制定的參與者、國家電網充換電首席專家倪峰還給出了另一個解釋:2015標準在系統設計階段沒有考慮升級問題,如ChaoJi標準實現雙邊兼容,即新老標準的充電樁和新老標準的車型互相適應,將形成四種組合,造成過高的技術復雜性。
“新標準的充電設施在接口處作出相對獨立的設計,可以把兩套系統分割開來,不會把老系統的問題帶到新系統里去。”倪峰稱。
但上述解釋并未獲得廣泛認可。
2021年,工信部委托中國電動汽車充電基礎設施促進聯盟進行的調研顯示,23家受訪的整車企業、充電設施運營商中,支持ChaoJi標準的企業占比為22%;65%的企業希望通過升級2015標準,滿足大功率快充的應用需求;另有13%的被調研企業支持兩種技術方案并行。
黃良在國內一家頭部新能源汽車公司擔任產品標準負責人,他兩年多前就意識到了新能源汽車充電標準即將發生的巨大變化。
“如果市面上有兩種新能源汽車的充電接口,我們的產品開發該怎么辦?”黃良所在公司的產品工程師向黃良提出了疑問。
“如果ChaoJi標準替代2015標準,或者與現有標準并行,對于他所在的新能源車企都將產生巨大沖擊”,黃良為此向高層領導匯報了此事。
在2021年召開的一場關于充電接口標準的行業會議上,黃良所在車企的高管明確表態,中國新能源汽車的充電接口標準只能有一個,且不應該采用更換接口的ChaoJi標準。此項觀點得到了大部分國內汽車企業的認同。
2015+標準的修訂也在此時正式啟動。該標準由工信部提出,汽標委牽頭、比亞迪、小鵬、長城汽車等多家車企參與,核心目標是在與2015標準新能源汽車、充電樁兼容的前提下,對老標準進行技術升級。
其主體方案研究在2021年年內完成,標準修訂后,將最大充電電流提高至800安培、充電功率由此提升至800千瓦(Kw)。
由于立項更早,ChaoJi標準在與2015+標準的競賽中領先一步。時至今日,ChaoJi標準已經正式發布。
但由于ChaoJi標準無法與2015標準兼容,以及由此可能衍生出的成本增加等問題,其推廣將面臨諸多挑戰。
黃良告訴界面新聞,新車型要在國內市場銷售,必須滿足工信部的準入要求,而ChaoJi標準目前沒有被納入工信部對于車型準入的標準體系,因此車企不會使用這套新標準,而是沿用此前已納入體系的2015標準。
據他了解,目前并沒有車企計劃推出使用ChaoJi標準的新能源汽車。
2015+標準與ChaoJi標準對比,制圖:高菁
中國電動汽車充電基礎設施促進聯盟副秘書長仝宗旗告訴界面新聞,ChaoJi標準的一個重要目標是把這項中國充電標準推向國際,但他補充稱,ChaoJi標準從開始制定到出臺的周期過長,如果在幾年前發布,行業情況也不一樣。
“因為當時無論是電動汽車還是充電樁的數量都相對較少,但現在已經不是一個體量了。”仝宗旗說。
國內存量的新能源汽車和直流公共充電樁絕大部分采用了2015標準。公安部數據顯示,截至2023年三季度末,全國新能源汽車數量已達到1821萬輛,是全球最大的新能源汽車市場。截至2023年10月,符合2015標準的直流公共充電樁為109萬臺。
按照ChaoJi標準制定者的規劃,盡管與2015標準充電接口結構形狀不同,但仍可以采用兩種方式實現兩者的車樁兼容。
對于采用ChaoJi標準的新能源汽車,可通過配套適配器,與2015標準的充電樁兼容;對于采用ChaoJi標準的充電樁而言,則可以通過在充電樁上配備一根ChaoJi標準和一根2015標準充電槍,分別實現為新老標準的新能源汽車充電。
在黃良看來,盡管適配器方案在理論上具備可行性,但在操作層面可能涉及成本提升、安全性以及用戶體驗等方面的問題。
他向界面新聞分析稱,如果需要為新能源汽車充電配套適配器,成本大概率會落在車企身上,并最終轉嫁給消費者。與此同時,新能源汽車充電電流達到數百安培,適配器的市場需求一旦打開,難免會有山寨產品出現,對新能源汽車車主造成安全隱患。
倪峰在前述行業會議的發言中也承認,很多產業人士對適配器的應用有一定懷疑,但他強調稱,適配器不會永久存在,它在標準轉換過程中起到過渡作用,等到逐步切換為ChaoJi標準后,適配器便不復存在了。
在2015+標準還未誕生的2020年,倪峰曾撰文預測稱,在ChaoJi標準正式頒布的10-15年內,其與2015標準會長期并存,ChaoJi標準將從中高端及運營車輛開始逐漸普及。
倪峰透露,目前已推出了低成本的通用型適配器,以及成本和性能都更高的增強型適配器。其中,通用型適配器可以實現百元以下的制造成本。
對于充電樁的“一樁兩槍”方案,某一線城市2022年安裝的一座ChaoJi標準充電樁就采用了上述配置。不過由于目前市面上ChaoJi標準的新能源汽車寥寥,其配備的ChaoJi標準充電槍使用頻率極低。
“不管ChaoJi標準還是2015+標準都是推薦性標準,相當于兩種不同的技術路徑,企業可以自行選擇。”仝宗旗表示,未來充電樁企業大部分會根據車企的選擇,決定其技術路線。
“美國和歐洲的充電標準正在逐漸走向統一,而中國則在朝相反的方向走。”朗貴輝告訴界面新聞。