兆瓦充电系统(MCS)建议与规范

CharIN Megawatt Charging System (MCS) 白皮书总结

1. 引言

1.1 MCS 对商用车行业的重要性

MCS 通过提高充电速率，显著缩短充电时间，提升商用车续航里程，从而推动商用车电动化进程。其高速率特性允许车辆在 mandated break-time 内完成充电，符合商用车运营规律。

1.2 公共充电 considerations

MCS 充电桩需考虑大型商用车的 drive-through 功能，确保 accessibility。

1.3 自动化 provisions

MCS 支持自动化耦合，但主要应用仍为人工操作。

2. 要求

2.1 通信

• 物理层：推荐使用基于 Ethernet (10Base-T1S) 的通信，替代 CCS 的 PLC，以增强抗干扰能力和信号稳定性。采用 PLCA 避免冲突，支持 TCP/IP 和 IPV6。
• 应用层：推荐使用 ISO 15118-20 协议，替代旧协议，以支持更复杂的用例（如支付、车队管理、V2G）。

2.2 电气

• 电磁兼容性：UTP 绝缘线对满足 MCS 的抗干扰需求。
• 隔离与安全：限制瞬态电压，控制 Y 电容。
• 高压触电安全：采用 IPXXB 防护等级，防止手指接触危险表面。
• 温度：建议最大接触温度为 100°C，无需限制温差。
• 短路保护：车辆和充电桩需限制短路电流，系统需承受 55kA、11MA²s 的电流。
• 总线电压范围：建议 400-1250 VDC，所有 MCS 充电桩需支持全范围。
• 最大电流：测试支持 3000A DC，需验证安全性。
• 最小电流：支持 ISO 15118-20 定义的模式。
• 热管理系统：车辆和充电桩分别负责自身温度管理，EVSE 在 40°C 下提供额定功率。
• PE 引脚/线：直径 8mm，线径 25mm²。
• 绝缘要求：遵循现有标准并适应更高功率。
• 触电电流保护：提出 Y 电容限制要求。
• 辅助低压电源：建议作为可选功能，非强制要求。

2.3 硬件

• 耦合器保持：采用电气锁，提供反馈，独立于用户操作。
• 充电桩/接口位置：卡车建议左侧最前轴后方，支持 aEVSE 自动对接。
• 扭矩要求：遵循 UL2251 和 IEC 62196。
• 插入/拔出力：100N，考虑人体工程学。
• 跌落测试：需考虑使用场景。
• 适配器：强烈反对使用适配器。
• 配合耐久性：建议 20,000 次配合循环。
• 自动连接：几何结构支持自动对接。
• 防护等级：≥ IEC 62196 (未来将采用 IEC TS 63379)。
• 温度限制解锁：无需特殊要求，但需确保触电表面温度符合标准。
• 热边界条件：遵循 IEC TS62196-3-1 方法。
• 电缆：最大长度 15m，冷却电缆需尽量缩短长度。
• 人体工程学：MCS 重量可能超过 10kg，需考虑手动操作安全。

3. 结论

MCS 作为新兴充电接口，将持续发展，CharIN 将推动全球标准化进程，确保标准协调一致。

4. 参考

列出了制定 MCS 建议所参考的规范性标准，包括 ISO、IEC、SAE 和 UL 等标准。