电动汽车充电为什么要有新国标？

        12月28日，质检总局、国家标准委联合国家能源局、工信部、科技部等部门，在京发布新修订的电动汽车充电接口及通信协议5项国家标准，新标准将于明年1月1日起实施。
    国家标准委主田世宏说，新标准对充电接口和通信协议进行了全面系统的规范，为充电设施质量保证体系提供了技术保障，确保了电动汽车与充电设施的互联互通，避免了市场的无序发展和充电“孤岛”，有利于降低因不兼容而造成的社会资源浪费，对促进电动汽车产业政策落地，增强购买使用电动汽车消费信心将起到积极的促进作用。
    充电国标并不是一个新东西，而是发布了数年的标准，为何到了2015年末会发布一个新国标，这个新国标的意义在哪里呢？让我们做一个解读。
    一、 电动汽车是怎么充电的
    普通人以为，电动汽车充电就像手机充电，能插上就行，但实际上电动汽车的充电过程比平常的家用电器充电要复杂得多。
    首先是物理接口，这个物理接口并不能随随便便定下。电动汽车的的充电功率比较大，而且有通讯的要求，所以电动汽车充电的接口就要比普通插座复杂的多：不仅仅有传输电流的通路，还得留出来通讯用的通路。另外因为充电功率大，在大电流传输中很容易出问题而造成过热和起火，所以，对这个接口就得有标准。
    接口的具体尺寸是有规范的，一般不会存在插不上的情况，但是能插上未必代表能正常使用。接口要正常使用，需要四大类性能：
    1.一是通用性，看公差是否满足标准，不同品牌的东西是否能插的上；
    2.二是机械结构；
    3.三是接口本身的材料的特性，比如防腐蚀性，以及耐火耐热；
    4.四是接电后的电机测试。世界各国电动汽车充电接口
    接口能接上，还得保证高温时候不变形；在日常使用中，跌落或者碰撞不会影响使用后者造成安全隐患；在用户的经常插拔中，不会有寿命问题；在通过车辆碾压以后不会发生损坏；防水防尘也要做好，以免到了恶劣环境不能使用；在充电过程中，温度不能升得太高，如果升得太高即使接口不起火，引发其他东西起火也是很危险的。
    所以，仅仅是一个物理插头，也必须制定出来多种标准才能满足正常使用的需求。
    而在连接上之后，电动汽车与充电桩之间也不是直接就开始充电。在物理接口连接好之后，电动汽车与充电桩之间必须先有一个握手协议。
    这个和我们做网络连接是一样的，在物理层上面，得先规定好双方的通信协议标准，双方完成通信了，电动汽车与充电桩之间才能开始充电。
    在这个通讯协议中，必须要事先规定好报文的格式，哪一位信息代表什么，这样充电桩与电动汽车才能互相识别，开始充电。
    通信本身是个很复杂的东西，传输的信号不仅仅要正确，还得按照合适的速率传输，这次新规定就是增加了速率的规定，保证不同车型与充电桩之间能正常握手。
    握上手了，可以开始传输了，但是传输过程也不简单。因为电动汽车里面的电池能成承受的电流强度是有限的，这还需要电动汽车电池管理系统与充电桩之间有通讯。两者需要协调出来一个合适的电流强度，进行充电。这个过程也需要标准，否则电流过大，不仅仅是充坏电池的问题，还有可能引发安全问题。
在充电过程中，可能出现各种问题，譬如电池出现问题，温度过高了；电网出现问题，突然来了一阵浪涌；充电桩或者电动汽车的电池管理系统出问题，某个信号不响应。这些问题都可能导致风险，这就需要有针对各种意外故障的应急措施，这些措施也需要有统一的标准。
    最后，当充电完成之后，及时断电，避免过充造成电池损害或者危险，也需要有规定的通讯来发出终止的信号，而且也要对可能的故障进行应对。
    所以，电动汽车充电的全过程从接口物理连接开始到充电完成是一个相当复杂的过程，在这个过程中，不仅会出现充不上电的问题，还会出现安全问题。
    因为电动汽车充电电流很大，很容易就会过热引起火灾。而电动汽车的电池组能量也很大，一旦出现问题后果不堪设想。
    所以，无论是从兼容性考虑还是从安全考虑，必须有详细的标准对电动汽车充电做出规范，这样才能保证正常安全的使用。
    二、 为什么要搞一个新国标
    旧国标《电动汽车传导充电用连接装置》是2011年发布的，从2012年3月开始执行，包括通用要求、交流充电接口、直流充电接口三个部分。这其实已经是一个比较详细的标准了，对使用标识、温度、结构要求、插拔力、机械强度、车辆碾压都进行了较为详尽的规定，直流与交流充电接口和信号逻辑也有说明。
    这个标准自2011年底发布以来，对于规范和引导电动汽车设计生产、充电基础设施建设运营起到了重要作用。
    但是，由于充电接口标准在规定的时候，市面上的电动汽车还不多，并没有太多的实际经验，所以对于充电接口和通讯协议标准的部分条款和技术细节规定不够细致，对于一些关键性的参数常常给出几个选择，并且标准并没有对其进行限定，而是给出了推荐值。于是，电动汽车厂商和充电桩厂商在细节部分往往自行其是。
    结果就是在应用过程中出现了不同车辆和充电设施之间还存在不能完全兼容的问题。大家的产品都符合充电接口标准，插头和接口看起来也是一样的，但是偏偏不能兼容，一个品牌的充电桩只能给自家的车充电，其他品牌的车拿过来，能插上充不了电。
    标准不标准，结果就是标准无意义，如同我们拿着220V的设备去国外用不了110V的电路一样，明明能插上，就是用不了。这给充电桩的生产厂商带来困惑，也减少了实际充电桩的数量。明明一个街区有3个充电桩，结果江淮的电动车只有一个能用。对江淮的车来说，就等于一个街区只有一个，充电资源就大大减少了，而剩余的充电桩也是一种浪费。
    所以，2014年国家标准委正式下达标准修订计划，汽车行业和电力行业共同协作，进行了多次讨论和试验验证，要把兼容性问题解决掉。
    新标准相对于旧标准有很多改进的地方，包括提高了电压和电流等级，从而提高了充电功率，缩短了充电的时间，并且调整了信号针和机械锁的部分尺寸，优化了连接时序，明确了电子锁的有关要求，提高充电安全性……
    但是最重要的改动是在通讯上的，旧标准只是规定了不同信号的定义，而新标准不仅规定了定义，还规定了各种状态下的传输速率、报文超时的判定、最大电流输出的判定，对故障和报文发送终止也做了规定。
    而新标准中明确规定(电机与BMS之间的通信速率采用50 kbit/s及250 kbit/s)。而旧标准只是推荐了一个速率，未做强制。
    我们尚还不能确认，是不是电动汽车与充电桩握手时传输速率不统一，造成各个厂商的充电口不兼容，充电失败。但是可以确认的是新标准在信号方面的规定更加细化了。
    所以，新国标的出台除了一些小升级之外，最大的意义是通过进一步细化规定解决了兼容问题，按照新国标做的充电桩和车，可以不分品牌的互联互通了，以后电动汽车在充电桩上充电就像手机一样方便了。
    三、充电新标准的意义
    目前，中国的新能源汽车市场正在放量，对充电桩市场是一个刺激。
    按照能源局《电动汽车充电基础设施建设规划》，到2020年国内充换电站数量达到1.2万个，充电桩达到450万个；电动汽车与充电设施的比例接近标配的1:1；以充电桩均价2万元/个，充电站300万元/座计，未来六年国内新能源汽车充电桩(站)的直接市场规模有望达到1240亿元。
    在充电标准不明确的时候，这个潜在的市场无所适从，充电桩的产生企业不知道针对哪个品牌的标准来生产，充电产业要依赖于电动汽车厂商。而在新标准出台后，充电桩企业可以放心大胆的按照标准来设计制造产品，无论是特斯拉，还是宝马、奔驰、奥迪、丰田、本田，只要在中国跑统统都按照这个标准来，这样充电桩厂商就敢于做长期投资的规划，一个充电桩可以在几十年的寿命中一直盈利，一直有车可充，而产业链的配套公司也就会建立起来。所以，新标准的确定对于充电桩行业是非常重要的。
    四、新能源汽车的发展还得看车
    在新标准出台之后，有一些评论认为新标准将对新能源汽车发展起决定作用云云。
    不过，我个人认为新能源汽车的发展重点还是在车本身，充电标准的统一是一个利好，但是还起不到决定性的作用。
    从目前的情况看，新能源汽车充电大多还是在家或者在固定车位充电，车主自然会在经常充电的地方选择适合自己车型的充电桩，因为电动车充电需要比较长的时间，即使到处可以充电，车主也不会等到电力枯竭的时候才选择一个就近的充电桩。
    所以，新的充电标准确立，对新能源车主来说是个好消息，能起到推动作用，但不能对新能源汽车的发展起决定性作用。
    目前，新能源汽车发展迅速，但是现在的销量是补贴和优惠政策维持的“虚火”，新能源汽车真正能进入市场竞争，还得等动力电池价格的进一步下降、充电时间大幅加快才行，而这还需要几年甚至十几年的时间。
    从目前的态势看，使用动力电池较少的插电混合动力汽车会是最先普及的新能源汽车，只要动力电池价格再降低一些，扣除税费、电价与油价的差距，在性价比上，插电混合动力汽车就可以赶超普通燃油车。而更多的充电桩将降低这些车的使用成本，可以用电的时候尽量用电，总体使用成本下来了，车自然就好卖了。