1　范圍

本標準規(guī)定了電動汽車傳導充電用交流充電接口以及直流充電接口的通用要求、功能定義、電氣參數(shù)、結(jié)構(gòu)尺寸等。

本標準適用于國家電網(wǎng)公司系統(tǒng)使用的電動汽車傳導充電用的交流充電接口和直流充電接口。交流充電接口的額定電壓不超過440V (AC)，頻率50Hz，額定電流不超過32A (AC)；直流充電接口的額定電壓不超過750V (DC)、額定電流不超過250A (DC)。

2　規(guī)范性引用文件

下列文件對于本文件的應用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，僅所注日期的版本適用于本文件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改單）適用于本文件。

GB/T 20234.1 電動汽車傳導充電用連接裝置 第1部分：通用要求

3　術(shù)語和定義

GB/T 20234.1界定的術(shù)語和定義適用于本標準。

4　通用要求

4.1　交流充電接口采用GB/T 20234.1 附錄A中的充電模式3及連接方式A或連接方式B；直流充電接口采用GB/T 20234.1 附錄A中的充電模式4及連接方式C。

4.2　交流充電連接裝置和直流充電連接裝置的技術(shù)要求和試驗方法應滿足GB/T 20234.1的要求。

4.3　交流供電接口和直流車輛接口應安裝電子鎖止機構(gòu)。

5　交流充電接口

5.1　交流充電接口的額定值

交流充電接口的額定值見表1。

表1　交流充電接口的額定值

5.2　交流供電接口電氣參數(shù)值及功能

交流供電接口共包含7對觸頭，其電氣參數(shù)值及功能定義見表2。

表2　交流供電接口觸頭電氣參數(shù)值及功能定義

5.3　交流供電接口觸頭布置方式

交流供電插頭和插座的觸頭布置方式如圖1和圖2所示。

圖1　交流供電插頭觸頭布置圖

圖2　交流供電插座觸頭布置圖

5.4　交流供電接口充電連接界面

在充電連接過程中，首先接通保護接地觸頭，最后接通控制確認觸頭與充電連接確認觸頭。在脫開的過程中，首先斷開控制確認觸頭與充電連接確認觸頭，最后斷開保護接地觸頭。交流供電接口的電氣連接界面如圖3所示。交流充電控制導引電路及控制原理參見附錄A。

圖3　交流供電接口電氣連接界面示意圖

5.5　交流供電接口結(jié)構(gòu)尺寸

交流供電插頭和插座的結(jié)構(gòu)尺寸如圖4和圖5所示。

圖4　交流供電插頭結(jié)構(gòu)尺寸

圖5　交流供電插座結(jié)構(gòu)尺寸

6　直流充電接口

6.1　直流充電接口的額定值

直流充電接口的額定值見表3。

表3　直流充電接口的額定值

6.2　直流車輛接口的電氣參數(shù)及功能

直流車輛接口共包含9對觸頭，其電氣參數(shù)值及功能定義見表4。

表4　直流車輛接口觸頭電氣參數(shù)值及功能定義

6.3　直流車輛接口觸頭布置方式

直流車輛插頭和插座的觸頭布置方式如圖6和圖7所示。

圖6　車輛插頭觸頭布置圖

圖7　車輛插座觸頭布置圖

6.4　直流車輛接口充電連接界面

直流車輛插頭和插座在連接過程中觸頭耦合的順序為：保護接地和車輛端連接確認，直流電源正和直流電源負，低壓輔助電源正與低壓輔助電源負，充電通信和供電端連接確認；在脫開的過程中則順序相反。直流充電接口的連接界面如圖8所示，直流充電安全保護的相關(guān)設(shè)計要求見附錄B。

圖8　直流車輛接口充電連接界面示意圖

6.5　直流車輛接口結(jié)構(gòu)尺寸

直流車輛插頭和插座的結(jié)構(gòu)尺寸如圖9和圖10所示。

圖9　直流車輛插頭結(jié)構(gòu)尺寸

圖10　直流車輛插座結(jié)構(gòu)尺寸

7　標識

7.1　充電接口應予以如下標識：

00001——按充電接口的匹配性予以標識；

00002——額定電流，單位：安培；

00003——最大工作電壓，單位：伏特；

00004——制造商名字和商標；

00005——型號：型號可以使用產(chǎn)品目錄編號。

7.2　使用標識符號如下：

A 安培

V 伏[特]

Hz 赫[茲]

或     保護接地

～或a.c. 交流電

或d.c.      直流電

IP XX（有關(guān)數(shù)字） IP代碼(GB 4208的防護等級）

7.3　對于所有充電接口，互配性符號標識應標在主要部件的外殼外側(cè)，易于用戶看到和便于識別。對于供電插頭/車輛插頭，制造商的名字或商標的任一標識和型號、產(chǎn)品編號及牌號也應標在主要部件的外殼上，易于用戶看到和便于識別。

7.4　互配性的標識不少于l0mm的高和寬，可以用對比色，可以采用加壓或其它類似的工藝進行加工。

7.5　充電接口的觸頭標識應位于相對于緊貼端子的位置，不能放置在螺釘、可洗去或其他可去除的位置上。

7.6　標識應耐磨、清晰。

附　錄　A

附　錄　B（資料性附錄）

附　錄　C交流充電控制導引電路

C.1　控制導引電路

當電動汽車使用充電模式3進行充電時，推薦使用如圖A.1（連接方式A）、圖A.2（連接方式B）所示的典型控制導引電路進行充電連接裝置的連接確認及最大供電電流參數(shù)的判斷。該電路由供電控制裝置、接觸器K、電阻R1、R2、R3、RC、二極管D1、開關(guān)S1、S2、S3、車載充電機和車輛控制裝置組成，其中車輛控制裝置可以集成在車載充電機或其他車載控制單元中。電阻RC安裝在車輛插頭上，用于車輛判斷電纜的額定容量。開關(guān)S1為供電設(shè)備內(nèi)部開關(guān)，當S1切換到PWM位置時，供電控制裝置通過PWM信號的占空比向車輛控制裝置傳遞供電設(shè)備最大供電電流限值信息；當S1始終處于+12V位置時，車載充電機將按照輸入電流不大于13A的模式對電動汽車進行充電。開關(guān)S2為車輛內(nèi)部開關(guān)，在車輛接口與供電接口完全連接后，如果車載充電機自檢測完成后無故障，并且電池組處于可充電狀態(tài)，S2閉合。開關(guān)S3為車輛插頭的內(nèi)部常閉開關(guān)，與插頭上的下壓按鈕（用以觸發(fā)機械鎖止裝置）聯(lián)動，按下按鈕解除機械鎖止功能的同時，S3處于斷開狀態(tài)。對于充電電流不大于16A的車輛（由所配置車載充電機輸入功率決定），控制導引電路中也可以不配置開關(guān)S2。

圖A.1　連接方式A的典型控制導引電路原理圖

圖A.2　連接方式B的典型控制導引電路原理圖

C.2　控制導引電路的基本功能

C.2.1　連接確認

供電控制裝置通過測量檢測點1的電壓值或檢測點4來判斷供電插頭和供電插座是否完全連接。對于連接方式B，車輛控制裝置通過測量檢測點3與PE之間的電阻值來判斷車輛插頭與車輛插座是否完全連接，并確認充電電纜的額定容量。

C.2.2　充電連接裝置載流能力和供電設(shè)備供電能力的識別

供電設(shè)備接收上層負荷控制信號后，通過對振蕩器占空比的脈沖寬度調(diào)制（PWM）把交流供電設(shè)備當前可以提供的最大電流值傳遞給車輛控制裝置。振蕩器電壓如圖A.3所示。

圖A.3　振蕩器電壓

在PWM占空比為10％～53.3％ 的區(qū)間內(nèi)，供電設(shè)備的供電電流值限值與占空比成線性比例關(guān)系，其比例常數(shù)為0.6A/占空比百分點，如表A.1所示；PWM占空比為53.3％～100％的區(qū)間為預留。電動汽車的車輛控制裝置可以依據(jù)該信號來判斷供電設(shè)備的最大供電能力。

表A.1 最大供電電流限值與振蕩電路占空比的關(guān)系

C.2.3　充電過程的監(jiān)測

充電過程中，車輛控制裝置可以對檢測點3與PE之間的電阻值（對于連接方式B）及檢測點2的電壓值和PWM信號占空比進行監(jiān)測，供電控制裝置可以對檢測點4及檢測點1的電壓值進行監(jiān)測。

S1處于PWM位置時，檢測點1和檢測點2的電壓值是PWM正向峰值電壓值；S1處于+12V時，檢測點1和檢測點2的電壓值是直流電壓值。

C.2.4　充電系統(tǒng)的停止

在充電過程中，當充電完成或因為其他原因不能滿足繼續(xù)充電的條件時，車輛控制裝置和供電控制裝置分別停止充電并斷開充電回路。

C.3　充電過程狀態(tài)定義

在充電過程中，供電設(shè)備根據(jù)檢測點電壓變化判斷其所處的相應狀態(tài)，見表A.2。如果車輛側(cè)不設(shè)置S2，則不出現(xiàn)狀態(tài)2。

C.4 控制導引電路參數(shù)

交流充電控制導引電路參數(shù)的推薦值見表A.3。

表A.3 交流充電控制導引電路的推薦參數(shù)

表A.3 交流充電控制導引電路的推薦參數(shù)

A.1　充電控制過程

A.1.1　充電接口連接確認

A.5.1.1供電控制裝置通過檢測檢測點4來判斷供電插頭與供電插座是否連接好 。

A.5.1.2對于連接方式B，車輛控制裝置通過檢測檢測點3來判斷車輛插頭與車輛插座是否連接好。

A.1.2　充電準備就緒

A.5.2.1 供電控制裝置通過檢測檢測點1的電壓值來確認充電連接裝置完全連接，控制電子鎖鎖止。只有在以下條件全部滿足后才可對電子鎖解鎖。

a) 充電停止（輸出電流為零）；

b) 接觸器K已經(jīng)斷開；

c) 供電控制裝置發(fā)出解鎖命令。

A.5.2.2車輛控制裝置通過檢測檢測點2的電壓值判斷充電連接裝置已完全連接；在車輛側(cè)自檢完成，處于可充電狀態(tài)時，車輛控制裝置閉合開關(guān)S2（如果車輛側(cè)設(shè)置S2。）

A.5.2.4 供電控制裝置通過檢測檢測點1的電壓值變化確認車輛已準備就緒，同時供電設(shè)備自檢完成，處于可充電狀態(tài)，則閉合接觸器K使交流供電回路導通。

A.1.3　充電啟動

A.5.3.2車輛控制裝置根據(jù)檢測點2的PWM信號占空比設(shè)置車載充電機最大允許輸入電流后，車載充電機開始對動力蓄電池充電。（如果S1處于+12V位置，車輛控制裝置檢測點2檢測不到PWM信號，則按照輸入電流不大于13A的模式對動力蓄電池進行充電。）

A.1.4　充電階段

A.5.4.1在充電過程中，供電控制裝置對檢測點1和檢測點4進行不間斷檢測，確認充電連接裝置的連接狀態(tài)和車輛是否處于可充電狀態(tài)，檢測周期不大于50ms。

A.5.4.2在充電過程中，車輛控制裝置對檢測點3（對于連接方式B）進行不間斷檢測，確認車輛接口的連接狀態(tài)，檢測周期不大于50ms。

A.5.4.3車輛控制裝置對檢測點2的PWM信號進行不間斷檢測，根據(jù)占空比的變化實時調(diào)整車載充電機的輸出功率，檢測周期不大于5s。

A.1.5　正常條件下充電結(jié)束

A.5.5.1在充電過程中，當達到車輛設(shè)置的結(jié)束條件、接收到停止充電的指令，車輛控制裝置斷開開關(guān)S2（如果車輛側(cè)設(shè)置S2），并使車載充電機處于停止充電狀態(tài)。

A.5.5.2在充電過程中，當達到供電設(shè)備設(shè)置的結(jié)束條件、接收到停止充電的指令或檢測到開關(guān)S2斷開，則通過斷開接觸器K切斷交流供電回路。

A.1.6　非正常條件下充電中止

A.5.6.1在充電過程中，如果車輛控制裝置檢測到檢測點3異常、檢測點2電壓異?；騊WM信號中斷，則控制車載充電機停止充電，并斷開S2（如果車輛側(cè)設(shè)置S2）。

A.5.6.2在充電過程中，如果供電控制裝置檢測到檢測點1 或檢測點4電壓異常，則通過斷開接觸器K切斷交流供電回路。

A.2　充電連接控制時序

典型的交流充電連接過程和控制時序參見圖A.4。如果車輛側(cè)不設(shè)置S2，則時序圖中T1至T2’和T5’至T6時間段內(nèi)，檢測點1電壓和檢測點2的電壓為6V。

由于充電過程終止條件不同，充電結(jié)束階段的時序?qū)兴町悺?

圖A.1　交流充電連接控制時序圖

A.1　控制導引電路

直流充電安全保護系統(tǒng)基本方案的示意圖如圖B.1所示，包括非車載充電機控制裝置、電阻R1、R2、R3、R4、R5、開關(guān)S、直流供電回路接觸器K1和K2、低壓輔助供電回路接觸器K3和K4、充電回路接觸器K5和K6、電子鎖以及車輛控制裝置，其中車輛控制裝置可以集成在電池管理系統(tǒng)中。電阻R2和R3安裝在車輛插頭上，電阻R4安裝在車輛插座上。開關(guān)S為車輛插頭的內(nèi)部常閉開關(guān)，當車輛插頭與車輛插座完全連接后，開關(guān)S閉合。在整個充電過程中，非車載充電機控制裝置應能監(jiān)測接觸器K1、K2，接觸器器K3、K4及電子鎖狀態(tài)并控制其接通及關(guān)斷。電動汽車車輛控制裝置應能監(jiān)測接觸器K5和K6狀態(tài)并控制其接通及關(guān)斷。

圖B.1 直流充電控制導引電路原理圖

A.1　充電過程狀態(tài)定義

在充電過程中，供電設(shè)備根據(jù)檢測點電壓變化判斷其所處的相應狀態(tài)，見表B.1。

表B.1 直流充電過程狀態(tài)定義

A.2　控制導引電路參數(shù)

直流充電控制導引電路參數(shù)的推薦值見表B.2。

表B.2 直流充電控制導引電路的推薦參數(shù)

A.3　充電控制過程

A.1.1　 車輛插頭與車輛插座插合：使車輛處于不可行駛狀態(tài)

將車輛插頭與車輛插座插合，車輛的總體設(shè)計方案可以自動啟動某種觸發(fā)條件（如打開充電門、車輛插頭與車輛插座連接或?qū)囕v的充電按鈕、開關(guān)等進行功能觸發(fā)設(shè)置），通過互鎖或其他控制措施使車輛處于不可行駛狀態(tài)。

A.1.2　 充電接口連接確認

操作人員對非車載充電機進行充電設(shè)置后，非車載充電機控制裝置通過測量檢測點1的電壓值判斷車輛插頭與車輛插座是否已完全連接，如檢測點1電壓值為4V，則判斷車輛接口完全連接，非車載充電機控制電子鎖鎖止。只有在以下條件全部滿足后才可對電子鎖解鎖。

a) 充電停止（輸出電流為零）；

b) K1~K6全部斷開；

c) 操作人員（或充電機控制裝置）發(fā)出解鎖命令。

A.1.3　 非車載充電機自檢

在車輛接口完全連接后，非車載充電機完成自檢，則閉合接觸器K3和K4，使低壓輔助供電回路導通。同時開始周期發(fā)送通信握手報文。在得到非車載充電機提供的低壓輔助電源供電后，車輛控制裝置通過測量檢測點2的電壓值判斷車輛接口是否已完全連接。如檢測點2的電壓值為6V，則車輛控制裝置開始周期發(fā)送通信握手報文。

A.1.4　 充電準備就緒

車輛控制裝置與非車載充電機控制裝置通過通信完成握手和配置后，非車載充電機控制裝置閉合接觸器K1和K2，使直流供電回路導通，并進行絕緣檢測；車輛控制裝置閉合接觸器K5和K6，使充電回路導通。

A.1.5　 充電階段

在充電階段，車輛控制裝置向非車載充電機控制裝置實時發(fā)送電池充電需求參數(shù)，非車載充電機控制裝置根據(jù)電池充電需求參數(shù)實時調(diào)整充電電壓和充電電流。此外，車輛控制裝置和非車載充電機控制裝置還相互發(fā)送各自的狀態(tài)信息。

A.1.6　 正常條件下充電結(jié)束

車輛控制裝置在電池系統(tǒng)是否達到滿充狀態(tài)或收到“充電機終止充電報文”時，開始周期發(fā)送“車輛終止充電報文”。當達到非車載充電機設(shè)定的充電結(jié)束條件或收到“車輛終止充電報文”后，非車載充電機控制裝置開始周期發(fā)送“充電機中止充電報文”。當充電停止之后，斷開接觸器K1、K2和K5、K6；當通信結(jié)束后，斷開K3、K4；然后電子鎖解鎖。最后拔除充電連接器，充電過程結(jié)束。

A.1.7　 非正常條件下充電中止

B.2.7.1 在充電過程中，如果非車載充電機出現(xiàn)不能繼續(xù)充電的故障，則向車輛周期發(fā)送“充電機中止充電報文”，并控制充電機停止充電，之后斷開接觸器K1、K2、K3和K4。

B.2.7.2 在充電過程中，如果車輛出現(xiàn)不能繼續(xù)充電的故障，則向非車載充電機發(fā)送“車輛中止充電報文”，并在一定時間（如1s）后斷開接觸器K5和K6。

B.2.7.3 在充電過程中，如確認通訊中斷，則非車載充電機停止充電，并斷開接觸器K1、K2、K3和K4。

B.2.7.4 在充電過程中，如果根據(jù)檢測點1的電壓值判斷開關(guān)S由閉合變?yōu)閿嚅_，并在一定時間內(nèi)（如200ms）持續(xù)保持，則非車載充電機停止充電，之后斷開接觸器K1、K2、K3和K4。

B.2.7.5 在充電過程中，如果根據(jù)檢測點1的電壓值判斷車輛接口由完全連接變?yōu)閿嚅_，則非車載充電機停止充電, 并斷開K1、K2、K3和K4，然后電子鎖解鎖。

A.1　充電連接控制時序

典型的直流充電連接過程和控制時序參見圖B.2。

由于充電過程終止條件不同，充電結(jié)束階段的時序?qū)兴町悺?

圖B.2 直流充電連接控制時序圖

參 考  文  獻

[1] GB/T 20234.2-2011 電動汽車傳導充電用連接裝置 第2部分：交流充電接口

[2] GB/T 20234.3-2011 電動汽車傳導充電用連接裝置 第3部分：直流充電接口

[3] IEC 61851-1 Edt2.0 Electric vehicle conductive charging system - Part 1: General requirements

[4] IEC 61851-23（CDV） Electric vehicle conductive charging system - Part 23: D.C. electric vehicle charging station

[5] IEC 62196-1 Ed. 2.0 Plugs, socket-outlets, vehicle connectors and vehicle inlets - Conductive charging of electric vehicles - Part 1: General requirements

[6] IEC 62196-2 Ed. 1.0 Plugs, socket-outlets, vehicle connectors and vehicle inlets - Conductive charging of electric vehicles - Part 2: Dimensional compatibility and interchangeability requirements for a.c. pin and contact-tube accessories

[7] IEC 62196-3（CDV）Plugs, socket-outlets, and vehicle couplers - conductive charging of electric vehicles - Part 3: Dimensional compatibility and interchangeability requirements for dedicated d.c. and combined a.c./d.c. pin and contact-tube vehicle couplers