日本是全球汽车制造大国,在电动汽车开发中占领先地位,成立于2010年3月的直流快速充电方式普及促进团体“CHAdeMO协会”,就是日本电动汽车产业的标志。CHAdeMO协会已经以JARI草案向SEA、IEC提交了标准审核文件,许多国家在此草案的基础上,提出了连接器以及功能扩展等方面的修正草案。
CHAdeMO的研究结果表明,CHAdeMO充电器的最大功率62.5kW,10分钟可使电动汽车行驶50-60km最符合用户实际需求,经济性(充电器成本)和实用性(时间消耗)也最好。截至今年4月,日本国内已经有1154处、国外有239处设置了“直流快速充电”方式的相关充电设备。
1、CHAdeMO协议
CHAdeMO快速充电器的最大输出功率为500V/100A,稍有不慎将酿成事故,要求通信方式具备高度可靠性,例如CAN总线。CAN总线是汽车电子控制方面的标准通信方式,目前正被广泛使用。与作为控制电池的电子控制单元相比,CAN总线在通信速度、耐噪音方面比PLC优越。

CHAdeMO连接器与接口电路
由于快速充电器最大输出功率是500V/100A,相当于数十台空调的输出功率,远远超出了日常家电使用的水平,非常危险。因此,CHEdeMO方式的快速充电在实际电流通过之前必须确认:接口是否完全嵌好;电缆或接口是否绝缘不良等再三检查,确认安全后才开始通电流。
2、CHAdeMO接口
关于充电连接器标准化的讨论里曾有过从1kW到50kW都使用同一款连接器的提案。由于安全设计必须以最大电压和最大电流为前提,所以连接器势必要大型化。根据使用状况会产生劣化,为此在设计和制造时应留有裕度来对应潜在的风险。
CHAdeMO方式的快速充电,除了数据控制线外还采用CAN总线作为通信接口。CAN由于抗噪性优越且检错能力高,通信的安定性和可靠性高,因此其作为车载控制器的分散型网络技术而被广泛地使用。原本CAN是为应对提高汽车性能及增加控制器等问题的控制器局域网技术,在进行快速充电时,为将安全性放在第一优先,特意在网关与其他的车载机器分离,使ECU和充电侧的控制单元实现1对1的通信。

CHAdeMO快充回路设计
3、CHAdeMO安全设计
CHAdeMO快速充电器的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,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。
为检测充电状态下车内是否漏电,从充电器回路部分的源头开始,还专门安装了地线检测器。由此,充电器和车辆之间的保险丝直径可以进一步变细。对于较细的保险丝,在万一发生漏电时,人们总是担心因大电流无法通过旁路而会引起安全问题。但实际上,通过电流旁路达到其保护目的的保险丝,在漏电事故发生时也有可能因长年劣化等原因致使其无法发挥应有的功能,地线检测器消除了这样的风险,提高了充电器的安全性能。

CHAdeMO快速充电过程
在CHAdeMO协会的支持下,越来越多的企业开始投入到快速充电器及其相关产品和解决方案的开发研制中,相关方案开发商有日立、欧姆龙等。

连接器方面,相关开发商有矢崎(Yazaki)、航空电子(JAE)、古河电工(FURUKAWA ELECTRIC)、住友电气(Sumitomo Electric)、大电电子(DYDEN)、藤仓(Fujikura)共6家企业。查询进一步信息,请访问官方网站http://www.chademo.com。