充電樁的三大標(biāo)準(zhǔn): 國標(biāo)、能源局標(biāo)準(zhǔn)以及國家電網(wǎng)的標(biāo)準(zhǔn)分析

“無規(guī)矩不成方圓”。在電動汽車迅速普及的趨勢下，充電樁的數(shù)量也在迅猛增加。為了保證車樁在充電時安全、一致性等，國家及能源局等各單位部門出臺了一系列標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定并在不斷更新。

目前，新能源汽車充電樁的規(guī)范可以大致劃分為三個層次：國標(biāo)、能源局標(biāo)準(zhǔn)以及國家電網(wǎng)的標(biāo)準(zhǔn)。以下是詳細(xì)的分類及標(biāo)準(zhǔn)：

1.國標(biāo)：我國在2011年制定了電動汽車充電樁的一系列基礎(chǔ)標(biāo)準(zhǔn)，其中包括充電樁的通用規(guī)則、交流與直流充電技術(shù)要求、充電設(shè)備與電池管理系統(tǒng)(BMS)之間的通信準(zhǔn)則等。特別是，基于2006年的初版標(biāo)準(zhǔn)，2011年的標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)一步完善了接口設(shè)計和直流充電協(xié)議，使得其與市面上大多數(shù)新能源汽車和充電樁兼容。此外，為了解決車輛與充電樁的兼容性和使用安全問題，2015年的標(biāo)準(zhǔn)又對2011年標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行了修正和擴(kuò)充。

2.能源局標(biāo)準(zhǔn)：也稱為行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，主要關(guān)注充電樁的充電效能、通信手段、安全防護(hù)和電磁兼容等方面的檢測規(guī)則和要求。對于希望在市場上投入運(yùn)營的所有充電樁，都必須符合能源局的這一權(quán)威標(biāo)準(zhǔn)。

3.國家電網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)：此標(biāo)準(zhǔn)更為具體和嚴(yán)格，尤其是針對直流充電樁的CAN通信兼容性測試。它增設(shè)了物理層和鏈路層的檢測項目，旨在保證國家電網(wǎng)旗下的充電樁在通信方面具有更強(qiáng)的穩(wěn)定性和抗干擾能力。此標(biāo)準(zhǔn)是國家電網(wǎng)在采購和驗收充電樁時的關(guān)鍵技術(shù)準(zhǔn)則。

目前，充電樁的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)主要分為三種：國家標(biāo)準(zhǔn)、國家電網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)以及能源局標(biāo)準(zhǔn)三種。

國家標(biāo)準(zhǔn)

2011年國家標(biāo)準(zhǔn)主要分為三個方面：通用要求、交流與直流、充電機(jī)與BMS通信，具體如下：

《GBT 18487.1-2011 電動汽車傳導(dǎo)充電系統(tǒng) 第1部分：通用要求》;

《GBT 20234.1-2011 電動汽車傳導(dǎo)充電用連接裝置 第1部分：通用要求》;

《GBT 27930-2011 電動汽車非車載傳導(dǎo)式充電機(jī)與電池管理系統(tǒng)之間的通信協(xié)議》。

其中2011標(biāo)準(zhǔn)是基于2006年的充電樁標(biāo)準(zhǔn)GBT 20234-2006，完善接口說明，統(tǒng)一直流充電協(xié)議，是目前在運(yùn)營的充電樁和電動汽車標(biāo)準(zhǔn)。

2015年國家標(biāo)準(zhǔn)同2011標(biāo)準(zhǔn)一樣，也從以下三個方面：通用要求、交流與直流、充電機(jī)與BMS通信來規(guī)定。但是，2015標(biāo)準(zhǔn)修正和補(bǔ)充了2011標(biāo)準(zhǔn)中不足，其主要是為了解決了車與樁兼容性問題，和解決使用中的安全問題。保證充電流程都是“唯一”的，讓每個充電樁與電動汽車都可以安全可靠的充電。

同時，為了保證互聯(lián)互通的一致性，避免測試機(jī)構(gòu)理解不同，即將發(fā)布以下2個國標(biāo)：

GB電動汽車傳導(dǎo)充電互操作性測試規(guī)范(已經(jīng)提交標(biāo)委會);

GB電動汽車非車載傳導(dǎo)式充電機(jī)與電池管理系統(tǒng)之間的通信協(xié)議一致性測試(已經(jīng)提交標(biāo)委會)。

能源局標(biāo)準(zhǔn)

能源局標(biāo)準(zhǔn)，也稱為行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，主要有以下兩個：

《NBT 33008.1-2013 電動汽車充電設(shè)備檢驗試驗規(guī)范 第1部分：非車載充電機(jī)》;

《NBT 33008.2-2013 電動汽車充電設(shè)備檢驗試驗規(guī)范 第2部分：交流充電樁》。

主要規(guī)定了交/直流充電樁的充電功能、通信方式、安全防護(hù)、電磁兼容等檢測方法與檢測要求，是目前市面上投入運(yùn)營的充電樁必須過檢的權(quán)威標(biāo)準(zhǔn)。

3、國家電網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)

國家電網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)，也稱為企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，主要有以下兩個：

《QGDW 1591-2014 電動汽車非車載充電機(jī)檢驗技術(shù)規(guī)范》;

《QGDW 1592-2014 電動汽車交流充電樁檢驗技術(shù)規(guī)范》。

標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)容與行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)較相似，但測試要求更嚴(yán)格，尤其在直流樁CAN通信兼容性上增加了物理層與鏈路層測試項目，保證國網(wǎng)充電樁的CAN通訊的魯棒性，是國家電網(wǎng)充電樁招標(biāo)時的驗收標(biāo)準(zhǔn)。

給電動汽車充電，需要將來自電網(wǎng)的交流電轉(zhuǎn)換為直流電，而且該直流電的電壓范圍應(yīng)該和電池的電壓范圍一致，電流則可大可小，大電流就充得快，小電流就充得慢。將交流電轉(zhuǎn)換為直流電就需要采用基于電力電子技術(shù)的開關(guān)電源。這種開關(guān)電源做成大功率的，充電電流大，安裝在車輛外面，就是“直流充電樁”這種充電設(shè)備，該充電設(shè)備連接電動汽車上的“快充口”; 也可以做成小功率的車載充電機(jī)(OBC)，布置在車輛里面，電網(wǎng)通過“交流充電樁”這種外置充電設(shè)備將電網(wǎng)的交流電送到車輛上的“慢充口”，車輛內(nèi)部從“慢充口”將交流電送到 OBC的輸入端。交流充電樁只是起到了監(jiān)控和計費(fèi)的作用，并沒有進(jìn)行電能轉(zhuǎn)換。OBC的功率大小主要有四種：基于單相220V輸入的3.3kW、6.6kW，基于三相380V輸入的11kW和22kW，其中6.6kW最主流。

按上述思路構(gòu)建了當(dāng)前主流的電動汽車充電系統(tǒng)，如圖1所示。

多數(shù)電動汽車有兩個充電口：交流充電口，俗稱慢充 ; 直流充電口，俗稱快充。電池上只有一個總正接口和總負(fù)接口，快充口和慢充口都需要通過高壓配電盒(PDU，Power Distribution Unit)轉(zhuǎn)接到銅排(電池母線)上，再接到電池的總正和總負(fù)接插件。電池需要同時連接電控、DC/DC、OBC、快充、空調(diào)、暖風(fēng)機(jī)等多種組件，PDU似乎必不可少。