日本充电桩标准——CHAdeMO介绍

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一、日本充电桩标准

1、充电桩认证体系

日本作为新能源汽车的主要推动者之一，相较于纯电动车，混动或插电混动车型在日本更受民众欢迎，因其油耗低、经济实用且比纯电动车更方便，就连服务类出租车和警车大多也采用混动车型。在日本，充电桩数量已超过加油站，充电基础设施的推进不仅有政府参与，日本的2大体系也发挥着重要作用。

（1）CHAdeMO体系

2010年，由日本汽车制造商、零部件供应商和电力公司合作推出了CHAdeMO标准。参与的汽车厂商包括日产、丰田、斯巴鲁、本田和三菱，目前，CHAdeMO已成为日本国内电动汽车快充接口标准。

目前，CHAdeMO体系由众多通过CHAdeMO第三方认证的设备生产商组成。2014年4月，CHAdeMO接口正式被国际电工委员会（IEC，International Electrotechnical Commission）批准为电动车快速充电器的国际规格。

（2）日本充电服务公司

2014年，丰田、日产、本田、三菱四大车企与日本发展银行成立了日本充电服务公司（NCS），该公司对日本众多充电设施进行联网管理。若充电桩上贴有大象标志，则表明该充电桩已加入NCS网络。使用他们家的电卡，即便充电桩由不同公司建设，也可实现充电。

（3）ChaoJi充电协议

2020年4月24日，CHAdeMO协会和中国电力企业联合会（下称“中电联”）联合开发电动汽车充电协议，2018年启动该项目——“ChaoJi”，旨在创建一套同名的升级版快速直流充电器标准。

CHAdeMO协会发布了3.0版“电动汽车充电协议”。这种双向直流快充新标准（600A, 900kW）可兼容当下各类电动汽车的所有现行充电标准。2020年6月，中国电力企业联合会和国家电网有限公司联合多家车企和业内相关企业共同发布ChaoJi技术白皮书，并启动了相关国家标准的修订工作。

2、ChAdeMO标准发展

（1）标准更新

日本CHAdeMO标准主要更新了6代，从CHAdeMO0.9到CHAdeMO3.0。

（2）功率更新

•0.9 - 1.0支持电池容量10 - 20 kWh，适用于LDV和小型乘用车

•1.2 - 2.0得益于技术创新和成本降低，支持30 - 60kWh的更大电池容量。

•3.0启用350 - 400kW充电，完成ChaoJi/CHAdeMO 3.0（高达600A和1.5 kV）的充电。

•CHAdeMO还通过将其协议扩展到两轮车和电动自行车 （2 - 5kWh），以及超过100KW的HDV超高功率，继续其技术发展。

（3）高功率路线图

2017年发布200kW协议，CHAdeMO协议发布，支持以100kW连续功率/150 - 200kW峰值功率 （400A x 500V） 充电。

2018年部署了第一个大功率充电器，第一个经过认证的大功率充电器已部署在ChaoJi项目启动的关键走廊路线上。

2020年发布900kW充电协议启用350 - 400kW充电，完成ChaoJi/CHAdeMO 3.0（高达600A和1.5 kV）的首次充电测试和演示。

2021年CHAdeMO 3.0 （ChaoJi 2） 发布，CHAdeMO 3.0的完整规格已发布。

2022年Ultra - ChaoJi标准开始工作：充电系统符合IEC 61851 - 23 - 3标准，耦合器符合IEC 63379标准。CHAdeMO 3.0.1/ChaoJi - 2发布。超极充电系统和耦合器的提案将提交给IEC（62196 - 3和3 - 1;以及61851 - 23）。

2023年CHAdeMO 3.0.1/ChaoJi - 2在日本开始现场测试，CHAdeMO 3.1/ChaoJi - 2发布并CHAdeMO 4.0/Ultra - ChaoJi开发正在进行中。

二、CHAdeMO标准介绍

1、充电接口介绍

引脚连接图

引脚定义

引脚名称功能描述1PE设备地2d1充电开始停止14k充电桩允许禁止5DC - 电源6DC + 电源7CP充电桩连接确认信号8CAN_HCAN通信9CAN_LCAN通信10d2充电开始停止2

内部引脚接口

2、充电桩电气特性

CHAdeMO2.0电气特性

CHAdeMO3.0电气特性

3、充电桩电气特性

供电系统和电池系统通过绝缘变压器分离。通过这样的设计，可防止因单一故障而使供电系统的电压增加到电池系统。

在供电系统方面，不仅设置了防止效率低下的改善功率的回路，还设置了可消除高次谐波影响的交流过滤器。在电池系统方面，为防止对锂离子电池造成不良影响，在出口处设计了可以消除波纹电压噪声的过滤器。

4、充电流程介绍

•首先由操作者按下快速充电器的“开始”按钮，启动充电程序

•充电桩关闭“d1”保护，充电器侧的12V电压通过2号（d1）的模拟引脚向车辆供电，同时触发“f”光电耦合器。车辆识别充电操作已正式开始

•车辆识别充电操作已正式开始,充电桩和车辆CAN信息沟通，确认与自身吻合后将充电的指令通过“k”电晶体传导至4号的模拟引脚。

•绝缘确认试验，将连接器锁定后向出口回路短暂加压，测试包括连接器接口在内的出口回路在短路及地线等方面有无异常。

•绝缘试验结束后，通过关闭“d2”将充电器已做好全面准备的信息经10号的模拟引脚传达给车辆。车辆根据“g”的光电耦合器进行识别，完成充电的准备

•充电过程，车辆关闭电池系统入口侧配置的EV接触器。接着，车辆边监视电池系统，判断可能充电的最大电流，边将该参数值通过CAN以0.1秒间隔的时间发送至充电器。

•充电器侧也监视着充电中自身的状态。监视各回路的电流、电压和温度，超过限制值时通过CAN发送“出错”的信号停止供电。此外，还设计了充电时间如超出预想时间就停止供电的功能。当然，也可以手动按下“停止”的按钮来结束充电

•结束充电时，车辆侧通过CAN通信发送零电流的指示信号、充电电流归零后，通过开放EV接触器、切断“k”电晶体，将模拟停止信号发送至充电器，充电器确认输出电流为零后开放“d1”、“d2”继电保护。

•充电停止后，出口回路的电压确认降到20V以下后，开放连接器的闸口，这样一连串充电的程序全部结束

5、CAN通信

通信周期和时序

三、CHAdeMO标准兼容性

1、充电接口

GB和CHAdeMO采用CAN通信，CC1和CC2采用PLC通信。

CHAdeMO、GB、CCS标准和IEC标准整合

解决方案

2、CHAdeMO和ChaoJi兼容性

CHAdeMO系统向前兼容电路及充电流程，ChaoJi车辆通过采用CHAdeMO适配器连接日本CHAdeMO 2.0及以下充电机的电路原理如图。

CHAdeMO适配器电路设计参数

通信连接时序