中国主导超捷充电标准征战全球
本文正文7848字，要点：
1 ChaoJi充电源自中国大功率充电研究，并与德国、日本专家交流推进，可支持350kW-900KW大功率充电，10分钟增加续航300公里以上；
2 大功率充电研究工作组设计出不同于以往充电接口的大功率充电接口，后来命名ChaoJi；
3 ChaoJi充电一边示范验证技术成熟度，一边起草标准；
4 ChaoJi充电兼收并蓄，集各家之所长，能够向前兼容（老标准），向后兼容（具有可扩展性），也可以支持慢充，能够一统中国、日本、欧洲老标准，不会造成浪费；
5 日本已经确认采用ChaoJi充电接口；IEC已经采纳了ChaoJi方案，如果能得到欧洲认可，就有望一统天下，成为唯一的电动汽车接口和系统。
——正文开始——
全世界电动汽车采用同一个充电接口——这个雄心勃勃的目标，由中国主导发起，而且已经取得日本的支持，正向国际标准、乃至唯一标准努力。
ChaoJi充电的LOGO
这个名为ChaoJi充电接口和标准，支持大功率充电、向前兼容、更加安全、更具扩展性。“ChaoJi接口不只是解决大功率问题，是解决传导充电的一整套技术方案。”1月底，中国电力企业联合会标准化管理中心主任、能源行业电动汽车充电设施标准化技术委员会秘书长刘永东对《电动汽车观察家》说。
“就是做一个世界统一的方案，解决一台车出口到全球的问题。”南京南瑞集团技术研究中心副主任、能源行业电动汽车充电设施标准技术化委员会副秘书长、ChaoJi国际合作项目的中方技术协调人倪峰说。“日本已经接受了这个方案，下一步要做的，是把中日共同形成的ChaoJi方案和欧洲标准进行协同，最终目标是希望欧洲也接受这个方案，做一个全球统一的方案。”
对于ChaoJi标准参与者而言，借助后发优势，打造出其他标准不具备的优势，让中国第一次在国际标准制定上有这么大声量，而且，如果促成全球电动汽车充电接口统一，是了不起的成就。
对于消费者而言，在ChaoJi接口下，可以享受350kw以上的大功率充电，相当于10分钟可以补上300公里以上续航。这就将为电动汽车吸引越来越多的用户。
对于中国车企而言，如果借助应用ChaoJi充电的先行机会，为自己的产品打造突出的充电体验，也能为开拓海外市场提供便利。
对于充电运营商而言，大功率有望带来更高的资产利用率，充电不赚钱的魔咒，有望打破……
在ChaoJi到来之前，我们应该好好来认识它。
1
发端于大功率充电研讨
ChaoJi充电，源自大功率充电研讨会。
2016年3月，刚刚忙完2015版充电标准修订的一帮人：中电联、国家电网、南京南瑞集团、奥特迅等电动汽车上下游公司技术专家，在深圳召开了第一次大功率充电技术研讨会。
“一转眼都快5年了。”刘永东回忆说。当时，业界一个共识是充电时间长、体验差，是阻碍电动汽车发展一个问题。“我们就想研究大功率充电。”
刘永东
当时，欧洲明确提出要建设大功率充电网络体系，但是国内的声音不统一。反对的理由包括：很多车辆续航里程在300公里左右，没必要搞大功率充电；大功率充电，如何保证安全；动力电池能不能2C、3C，乃至5C、6C充电；对电网的冲击……
“我们就先开展了一个调研工作：中国到底需不需要大功率充电？研究完以后我们得出结论，有几个应用场景是有必要的。”刘永东说，比如高速公路的充电站；一线城市的无桩私家车主；出租车、物流车、共享车、重卡、大巴等纯电动商用车……
总部在深圳的奥特迅算这次研讨会的半个东道主。奥特迅的总工程师李志刚对《电动汽车观察家》说，“奥特迅做了30年充电产品，我们判断将来的发展趋势就是大功率。”
李志刚认为，电动车要取代燃油车，要做到和燃油车加油差不多的体验，不走大功率的话，没办法解决充电时间长的问题。
从场景和消费者体验来说，都有必要，但有没有可行性呢？
在动力电池方面，李志刚提及，大功率充电本身早在2011年就已经商用，只是当时用的是钛酸锂电池。而如今三元等其他电池技术还是进步挺快的，能够支持大功率充电。
在大功率工作组中，宁德时代、微宏新能源等电池企业也参与了。
可用于大功率快充的电池，看起来也已经准备好。宁德时代中国区乘用车解决方案部总裁项延火1月27日在GNEV11大会上表示，“我们具备了1.6C、2.2C、3C、4C、5C的快充电池技术，结合行业今后几年推进的350kW以上的快充桩布局，我们认为采用4C以上的闪充技术，有望实现充电一刻钟，续航400公里的目标。”
也有人担心大功率充电会影响电池寿命。多年从事电池安全研究的清华大学教授褚政宇认为，大功充电是在一定的安全范围内，通过电芯级内部检测、智能热管理，能够实现电池性能在快充、温升和寿命的一个平衡。
充电基础设置既有投资怎么办？李志刚说，不必担心浪费的问题。“我们把和旧标准接口的兼容问题都已经想好了，并不是推倒重来。”
在大功率的车型方面，国内外很多车企都在开发高电压平台车型。李志刚还提醒，将来大功率充电的车型出来之后，用户接受程度比较高的情况下，一定会倒逼着所有的车企不得不发展大功率。
小鹏汽车副总裁刘明辉告诉《电动汽车观察家》，电动车要想和传统车竞争，有两个缺点会持续比较长时间，一个是充电、续航，第二个是成本。细究充电和续航，不同车企有不同解决方案，但是充电相对比较重要。小鹏汽车也会提供有极致充电体验的产品。而极致充电体验，其中一个要点就是要快。
目前，国际上特斯拉、保时捷已经推出高电压平台车型，宝马、奔驰、奥迪都有规划。国内，一汽、北汽等车企都已经在测试高电压平台车型。
电网支不支持大功率充电站呢？不会对电网形成冲击吗？国家电网公司营销部武斌处长谈到，“这么大功率一定是要建专门变压器，要申请容量，电网把容量给到你了，你用满对电网也不会有任何问题”。
李志刚说，对电网来说，剧烈的波动肯定也不友好，可以在充电站内引入储能，来平抑波动。充电站也可以和供电部门建立符合动力响应机制。同时，李志刚也提醒，目前充电场站的运营当中，到了用电高峰期时，就会按照变压器的能承受的能力来限制充电机的输出，就是已经在降功率了，“大功率做上来也是一样的”。
确认了大功率充电的必要性、可行性后，中电联牵头，在2017年7月成立了大功率充电技术与标准预研工作组。由此，中国展开了大功率充电标准的研制。
其间，由于大功率充电是国际热门趋势。正逢中德、中日之间有充电标准合作机制，中国的大功率充电标准研究，得到了德国、日本专家的响应和支持。
2017年10月，中国与德国签署了开展大功率充电技术及标准合作协议，德方因此参与了大功率充电技术研发、新接口设计方案和示范项目建设工作。
2018 年，中电联与日本电动汽车快速充电器协会（CHAdeMO协会）签署了技术和标准合作协议，共同推动大功率充电领域技术研究与国际标准制定。
毫无疑问的是，德国、日本国内也在研究下一代基于大功率的充电标准，准备替代过去的CCS和CHAdeMO 2.0版本。
中国、德国、日本——电动汽车汽车发展的主力大国聚齐，既是竞争、也是合作，发力研发大功率充电标准。
2
ChaoJi的诞生
中国大功率预研工作组，首先聚焦在充电接口上。
在此前的大功率技术讨论基础上，工作组形成了《大功率充电接口的可行性分析报告》，一开始形成了两个路线。
路线一，是在2015版充电接口基础上，向后兼容大功率充电。优点显而易见，几乎是无缝连接。缺点是，2015版充电接口的老问题，将延续下去。
路线二，是新开发大功率充电接口。优缺点和路线一正好相反。
对于2015版快充接口，标准制定者们自己，也有不少遗憾。
“2015年版接口有几个核心的问题，有些安全隐患。它端子的粗细和端面孔，不符合IPXXB的那种要求。就是人的手指可能触摸到，这是一个安全风险隐患问题。”刘永东说。
根据ICE的电气设备机壳的防护标准，IPXXB当中的字母“B”，代表手指接近防护，要求机壳不能有超过12毫米直径的进入孔。而2015年版快充口两个大的端口，直径就在12mm。
这一项缺陷，也使得中国GB标准车辆是不能进入欧洲销售的。
此外，李志刚介绍，2015 版接口电子锁在充电桩一侧，经常有锁不上或者解锁不了的问题。还有，在插拔的时候有可能会拉弧（指电流通过某些绝缘介质，例如空气，所产生的瞬间火花），带来安全隐患。
“虽然我们在2015版接口上加冷却，可以解决大功率充电问题，但是2015版的老问题长时间就带下去？还是说我们要从根上解决问题？”刘永东说，大家倾向于重新设计。
大功率工作组发动工作组内的充电连接器厂商提交设计，供工作组讨论，经过多轮淘汰赛，也吸收德国专家的意见。2018年3月，工作组确定了七针、方形的新型充电接口方案。
示范站中的ChaoJi充电接口
这个方案，出自邹志平之手。他提出方案时是沃尔新能源充电连接器主任，现在是友诚新能源的产品经理。
“我们要让接口超越CCS，要比它的小。”邹志平对《电动汽车观察家》说，“以大功率为前提的条件下，去想迷你化。”
追求“小”的理由有多个。邹志平说，首先，学习欧洲CCS的COMBO方案，能让交流和直流组合为一个接口；其次，接口小一点，车辆的接口设计能更美观；第三，未来，这一充电接口还可以用到电动摩托车或者其他接口上。
CHAdeMO的介绍中提及，与中国合作的下一代充电接口最高能达到900kW，并能用于各种交通工具
新方案只有7孔，比2015版直流口9孔少了两个。邹志平解释，老版接口当中，有两个辅助电源的接口，基本没有用，于是去掉了。
当然，大功率也需要解决发热问题，端子越大越好；但还要避免2015版本不符合IPXXB的问题，由此，新接口取了个平衡。充电端子的直径10mm，符合IBXXB要求，又比CCS和CHAdeMO的大2mm和1mm。
过去各国的充电接口基本都是圆形的，因为圆形强度大一点。这个方形的接口，一开始让参与方对其强度也有疑问。
邹志平说，如果尺寸一样大，当然是圆形的方形的好。但是方形的尺寸更小，从仿真来看，压溃实验结果表明，接口强度没问题。后来，友诚新能源还特意开模生产了几百个样品，发给国内外厂家测试，接口样品的强度在实测当中，也得到了验证。
邹志平的方案，经过工作组，中德、中日大功率充电交流会多轮讨论，略有微调，但基本保持原样。
2018年夏天，ChaoJi国际联合工作组成立，来自中、日、德、意、荷、澳等多个国家的专家成立了4个工作组（其中两个由中国牵头）从接口开始，到连接器、导引电路、安全标准、通讯协议、乃至充电系统。ChaoJi的每个工作组以月度会议的形式体系化地推进新技术和标准的研制。
而作为核心的接口，从它诞生，到被选中，一直还是叫大功率充电接口，给它命名的，还是个日本人。
2019年7月，这个接口亮相在日本东京举办的中日第一届大功率充电国际会议上。
CHAdeMO的代表、日产汽车的研发工程师上岛宇贵提议，应该给这一接口命名。对中国文化深有研究的他，建议叫“超级”这一中文名字。
中日文化同源，“超级”的含义，双方都一目了然，都很满意。但是后续的讨论中，鉴于这一标准要走向世界，最终，“超级”中文汉字变成了中文拼音“ChaoJi”。
参与者仍然觉得，这是一个很好的名字。
刘永东说，“Cha前三个字母和CHAdeMO的前三个字母是一样的，而且发音也相似；同时ChaoJi和日文及英文的充电（charge）又有点像；当然ChaoJi作为超级中文的拼音字母，中国味比较浓，同时，超级的英文概念是super，表明它不完全只是解决充电快的问题，所以含义相对比较丰富。”
由此，“Chaoji”不仅呱呱坠地，而且开始闯出名号。
3
研制标准
大于大功率充电，消费者只闻其声不见其形，业界也还在研发为主，就要出标准了吗？
“我们是研制标准，还不是编制标准。”刘永东表示，研制标准是首先提需求，提完以后聚焦，然后让参与企业都提方案，大家一起讨论，一轮一轮的筛选，再提出ChaoJi接口、标准。
“这是现在做标准的新做法，也是符合国际潮流的。像通信领域是最典型的，是先写标准，然后才出现技术，然后才出现产品，才出现产业。”刘永东说，“当然我们传统行业包括电动汽车行业，还不可能完全做到这样。”他们希望以标准化工作为抓手和平台，推动大功率充电的技术进步和产业化的进程。“十九届四中全会就第一次提出‘标准引领’，我们在这个意义上实现标准引领。”
刘永东表示，特别是涉及到充电互操作性的问题，“要等到产业全起来了，再去规范互换性，对行业的震动反而是更大。典型的例子就是换电，现在要实现互操作，已经不现实。”
研制标准的意思，除了标准引领，还要做示范验证。“有一个背景，就是2011年版本和2015版标准制定过程中，发现了太多的不足。”刘永东说。“过去我们做标准，产品没有，就把标准写出来了，实施以后出了很多问题，这与当时缺乏产品验证有点关系。”
“我于是在标准编制过程中提出来，要先去做示范验证，看看技术的成熟度怎么样。”刘永东说。
在大功率标准制定中过程中，中电联等组织包括国内几大运营商国网、万邦、奥特迅，国内车企北汽、一汽、小鹏、比亚迪，国外车企宝马、奔驰、大众，在北京、上海、深圳、常州、南京、许昌建了几个示范站，去验证Chaoji接口和技术体系。
“验证过程中间，我们把标准草案也要编制出来。这叫做技术和标准预研，对工程建设标准的草案也要编出来进行验证，验证完了以后我们才觉得这可行。”刘永东说。
验证过程中，之前的一些担忧不攻自破。
比如大功率充电冲击电网的担心。国家电网公司并不担心，率先在北京北京未来科技城建成大功率充电示范站，并与北汽进行了联合测试。由于大功率充电应用不是一上来就全面铺开，只有少数车型和少数场景，不会一上来就冲击电网。另外，国家电网公司也积极推动大功率示范，因为电网希望对负荷进行集中的管控，更容易规划布局，更好协调，而不喜欢分散而不明确的负荷。
还有，充电枪的线缆，很多人会担心很沉，但加液冷以后，比原来还更细了。“很多都是想象觉得这里面有问题，用起来了才会感受到它的好处。”刘永东说。
2019年3月底，《电动汽车观察家》曾在常州星星充电的大功率示范站参观了一次大功率充电测试。一次演示中，星星充电大功率充电桩搭配一汽大功率充电试验车，用21分钟，车辆就充了近40度电，充电功率最高达到196kW。
这还不是这一示范站最高水平，其充电机设计充电能力是500kW。如果保时捷的Mission E拿到这里来充，能做到350kW的峰值功率。
如果大功率充电能够普及，对于充电运营商而言，资源利用率将大幅提升，有望打破充电运营的魔咒。星星充电董事长邵丹薇就曾说，“充电运营盈利已经非常接近拐点。公共充电最大的成本是车位，所以真正的拐点是大功率普及的那一天。”
奥特迅在深圳也在做示范工程。李志刚介绍，他们和比亚迪、奥迪、戴姆勒完成大功率充电的软硬件联合调试。与比亚迪和奥迪的实车，分别完成了650V、200A和500V、350A的充电测试。
李志刚还透露，2021年，奥特迅将在深圳10个区布置大功率充电站，车企也会推出大功率充电示范运营车辆来配合运营，从而收集相关数据，发现和总结出现的各类问题，为后续的大功率充电标准制定做支撑。
一汽红旗大功率充电测试车在做大功率充电演示
一汽集团也参与示范站建设，并派出车辆做测试。一汽集团新能源开发院副院长张天强告诉《电动汽车观察家》，经过测试，他们所关切的两点：一是充电口到动力电池线路的温升，经验证是在可控范围内的；二是大电流，测试当中充电电流达到500A、600A，电力电源也是没问题的。他透露，一汽准备在2022年底到2023年初时投放的新车，将采用新的ChaoJi体系，充电功率有望达到350kW。
“这套标准的国际化程度是比较高的。”刘永东说。
中日电动汽车ChaoJi充电联合工作组会议参会者合影
从德国、日本专家，到后来成立国际电动汽车大功率充电ChaoJi项目，意大利，澳大利亚，荷兰、瑞士、韩国等国专家也参与其中。
不过，刘永东、倪峰都非常肯定的一点是，ChaoJi是中国主导的充电标准。
倪峰认为，中国主导体现在至少三个方面。首先是连接器端面接口设计是由中国提出。
其次，充电系统的充电控制导引是由中国主导。倪峰说，“ChaoJi有一个非常大的特点，能跟其他的充电接口系统兼容。这是中国提出来，也是我们南瑞率先提出的方案。我们提了一套导引电路，给大家看，大家提意见，这不行那不行再改，至少有一年时间，现在基本上定下来了。”
第三，通讯协议也是中国主导的。“我们设计了一个非常灵活的、弹性的架构，可以迭代往前走。”
不过，倪峰也说，在安全模型等方面，外方出力比较多。
“整个ChaoJi标准，大的技术方案是我们出的。”刘永东说。ChaoJi，不管名称是汉字还是字母拼音，都是带着中国烙印的标准。
4
向前向后兼容
ChaoJi接口重新设计，必然面临和老接口兼容的问题。而且，ChaoJi如果要一统天下，还需要兼容老的CHAdeMO、CCS接口。
对此，ChaoJi的参与者基本都考虑到了，而且给出了解决方案，他们已经开发了转接头，并设计了与之配套的相关电路和控制切换逻辑，使得新车可以在老桩上充电。
不带线缆（左）和带线缆（右）的两种类型的转接头
比如，当采用ChaoJi充电标准的新车，到2015版快充桩上充电时。车主接上转接头后，ChaoJi车辆会自动把通信协议版本切换为2015版快充协议，开启充电。已经在中国铺设的30万个直流充电桩，无需改造，就可以给ChaoJi车辆充电。同样的解决方案，可以让ChaoJi车辆在日本CHAdeMO 2.0及以下充电机、欧洲CCS充电机上充电。
老车到新桩如何解决？
运营商的直流充电桩，可以一桩多枪，既有ChaoJi充电枪，也配备2015版充电枪。当采用2015版充电标准车辆来充电时，选择对应的充电枪即可。因此，存量的电动汽车车主，也不用担心无处充电。
“标准不只有向前兼容，还有一个向后兼容的问题。”刘永东说，“今后的技术发展了，接口上没有预留空间？”
在这方面，ChaoJi充电支持即插即充、V2X、自动充电系统等新技术应用，支持未来通信接口从CAN向以太网升级，为千安以上超大功率充电留有升级空间，为今后的技术升级做了充分的考虑。
ChaoJi作为充电系统，由于长期谋划，兼容并包，还可能取代交流慢充。
“现在慢充主要是用交流充电桩，但交流充电桩有个很大的问题，它没有通讯协议。没有通讯协议，想做智能化，就很麻烦。”刘永东说，“不管是交流充电还是直流充电，到电池都得是直流。”
此前就有呼声说，把车上的OBC（车载充电机）取下来，用小功率的直流充电机给电动汽车充电，也能解决慢充问题。“ChaoJi接口也一样，把小功率交流变成小功率直流，也可以做慢充。”
不过，刘永东和倪峰都表示，标准不会取消交流慢充，而是多个技术并行，交由市场选择。
倪峰说，2015版充电标准的修订，有两个部分。第一，“我们把以前标准中存在的一些问题，在不破坏向前后兼容和安全性的情况下，会做修正修订，对描述含糊的地方会做进一步明确”。第二，要把ChaoJi推出来，会在标准中单独列一部分，让市场有个选择。“就是说，你可以继续用2015版本，但是ChaoJi会提供更新的功能、更安全，未来的总体成本会更低。”
关于Chaoji进入国标的时间表，刘永东说，“我们希望2021年底能够完成编制，2022年发布实施。”
5
向全球推进
ChaoJi的征途，不只在中国，而是星辰大海。
“ChaoJi是最新推出来的一种方案，确实是汲取了原来的各家所长，各个方案的缺点都尽可能规避。”李志刚说，“不管是欧洲还是日本，原有的方案在使用过程中也是出现了很多的问题。如果能有这么一个方案能够解决原来的问题，他们也是比较欢迎的。”
在中方的推动下，ChaoJi正走向国际标准。
它首先获得了日本的支持。
在中电联和日本CHAdeMO标准交流中，日本一直跟进、参与了ChaoJi的研究。“日本对ChaoJi标准比我们还上心。日本人做事确实比较细，他们在方案细化上面做很多的验证工作，也提出了很重要的意见。”刘永东说。
正在编制3.0版本的CHAdeMO协会，对ChaoJi的认可度很高。2019年4月20日，CHAdeMO投票通过采用ChaoJi接口方案。2020年3月，CHAdeMO发布了CHAdeMO3.0标准，宣布采用ChaoJi接口。
左图：CHAdeMo 2.0和ChaoJi枪头对比；右图上：ChaoJi插座；右图下：CHAdeMO 2.0和ChaoJi转接头
在IEC里，负责充电关键标准61851系列标准的IEC TC69 MT5已经在内部达成一致，在下一版的61851-23 ED3里将把ChaoJi作为继目前日标（SYSTEM A）、中国2015版标准（SYSTEM B）和欧美标准（SYSTEM C）之后的SYSTEM D纳入体系。
“国际标准我们希望能够统一，但是统一过程中可能还是需要一个个步骤。”刘永东说，“我们跟日本也提出来，现在ChaoJi接口CHAdeMO电性能上保持一致，但是通讯协议暂时还没有统一，不过通信协议本身还是比较容易统一的。”
“最后，跟德国方面，我们现在还在做工作，目前是在技术层面上交流。”刘永东说，ChaoJi系统相对CCS，有优势，接口结构更紧凑，强度更高，兼容性更好。“德国的一些主要的车企都参加到了中国ChaoJi技术方案，也非常认同技术方案的完整性和统一性。”但是，要让德国采纳ChaoJi标准，建设ChaoJi充电站，还面临政治因素。
“欧洲是一个开放的市场，充电站必须有一个CCS桩就行，同时也可以装CHAdeMO3.0，不就是我们的ChaoJi吗？”刘永东说。
ChaoJi的征途能走得多远，最终还要看它在市场上的反响。它作为有后发优势新生标准，能不能成为车企赢取消费者的利器，从而成为产品中的主流标准？如果可以，CCS标准也就将自然而然的退让，欧洲政府、车企，也就会顺水推舟地采用ChaoJi标准。
至少，在参与者、行业人士中间，ChaoJi获得了不少支持。日本经济产业省在CHAdeMO3.0发布会上致辞指出，ChaoJi充电技术已逐步发展成为一个面向世界的标准。
澳大利亚 Tritium 公司电子设计高级工程师 AlexRudzki 更直接：“我认为 ChaoJi 有望成为全球统一的充电标准。”
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