中汽中心 劉桂彬：《電動汽車充換電標準體系及發(fā)展趨勢》

 

 

 

演 講 實 錄

 

 

中國汽車技術研究中心有限公司汽車標準化研究院總工程師、全國汽車標準化技術委員會電動車輛分技術委員會秘書長劉桂彬出席論壇并發(fā)表主題演講（線上）——《電動汽車充換電標準體系及發(fā)展趨勢》。

 

 

以下為演講實錄：  

 

尊敬的各位領導，各位專家，大家下午好，很高興有這樣的一個機會給大家匯報電動汽車標準化工作，特別是給大家匯報一下充換電標準這樣一些工作。

 

我們中國的電動汽車標準應該說是起步還是比較早的，在1997年，我們就成立了汽標委電動車廠分標委，我也作為其中的一員，參與了這項工作的籌備工作，并且一直把這項工作做到了今天。如今，我國的電動汽車產銷量已經穩(wěn)居世界第一了，保有量1000多萬輛，今年我們國家新能源汽車的產銷量也預計突破了600萬輛，這些成績的取得應該說與電動汽車標準的基礎保障和支撐作用密不可分。

 

在此，我也想對所有參與到電動汽車標準化工作的專家表示感謝，因為我們與會的很多專家都是參與到這個其中來了。我的老師（陳全是）陳教授當時就是第二屆和第三屆電動車輛分標委的副主任委員，應該說為我們電動汽車的標準化工作做出了突出的貢獻，在此也向以陳老師為代表的老一代的電動汽車標準化工作者表示敬意。

 

今天我給大家匯報三部分內容：第一部分，電動汽車標準體系概況；第二部分，換電標準基本的情況；第三部分，講一下后續(xù)發(fā)展方向。

 

1.電動汽車標準體系概況

 

1.1 電動汽車標準體系

 

電動汽車為什么要單獨出標準，傳統(tǒng)汽車的標準不好使嗎，它確確實實有很多不好使的地方，但大多數(shù)對電動汽車還是好使。電動汽車作為車輛，它應該滿足通用性的傳統(tǒng)汽車制造標準，比如說制動、燈光、視野、碰撞等等這些標準，應該說電動汽車都是適用的。但是有一些標準它就不適用，我們還得單獨做，哪些標準不適用，跟電池有關的，跟電機有關的，跟控制器有關的，跟高壓電有關的，跟充電加注有關的，這些個內容我們必須得單獨做標準，傳統(tǒng)汽車老的標準解決不了這些問題，所以電動汽車的標準要針對這些內容去展開，所以我們就要有有一套新的體系，這套體系就是要針對我們的儲能系統(tǒng)、驅動系統(tǒng)，針對補能方式，以及針對越來越大的高壓電，去做這樣的一套標準。

 

目前我們現(xiàn)有的電動汽車標準還是比較龐大的，目前有108項標準，國家標準80項，行業(yè)標準28項，目前報批階段的標準共15項，在研的標準有34項，整個家底還是比較大的。這套標準體系應該說目前在全世界來講硬是最全的一套，我們無論是跟IEC或者跟SAE整個框架去對比，以及跟不同的單一國家的汽車標準體系去對比，我們永遠都是最多的，因為我們的產業(yè)發(fā)展起來，很多的經驗我們是先行先試，所以我們電動汽車標準也是發(fā)展比較靠前的。這是我們這套標準體系一個基本的情況，108項標準，大家記住就可以了。

 

目前來講，我們這108項標準分到了五個籃子里裝起來，也就是五個子體系，整車基礎的子體系，燃料電池電動汽車的子體系，車載儲能裝置的子體系，電驅、高壓電的子體系，充換電的子體系，五個子體系來裝現(xiàn)有的跟電動汽車相關的所有標準的一個基本的體系，這是我們現(xiàn)有電動汽車標準的家底。后面我就重點跟大家說說充換電標準的基本情況，符合我們本次會議的主題。

 

1.2 充電標準發(fā)展

 

充電標準早期是沒有換電的，我們當時就叫補充能源，補充能量，傳統(tǒng)汽車補充能量非常簡單，我們有加油口就直接補充能量，這也沒什么標準不標準，也就是加油站有標準，汽車這塊也談不上是標準，因為這個不需要通信協(xié)議，也不需要導引電路，只要油槍和油嘴夠就可以了。

 

但是電動汽車這樣一種加注方式就不行了，早期的充電確實沒有考慮到接口，比如1997年成立標委會的時候，我們布局了第一批的標準，包括GB/T 18487這個標準的時候，實際上這個標準最早它是講了些充電的概念，并沒有把接口放到里面去。那陣整體所有的標準還都是圍繞整車的性能，整車的安全性去做，那陣電動車能跑起來就不錯了，能有點續(xù)駛里程就不錯了，能相對安全就不錯了，還遠遠談不上奢望再規(guī)范一套充電接口，當時是這么一個基本的情況，那陣應該說充電基本都是非線充電。

 

后面到2006年，汽車和電力兩個產業(yè)有一點小小的發(fā)展，我們共同組織起來，給充電做電力了，這不光是汽車行業(yè)的事情，也是電力基礎設施的事情，所以我們要給充電做定義了，所以我們兩個行業(yè)組織起來，就形成了GB/T 20234的第一版的2006的標準，在這個標準當中，也就僅僅對充電的接口提出通用性的要求，還是沒有提出接口性的要求。

 

直到2011年，應該說“十城千輛”以后，產業(yè)有點小規(guī)模，我們才開始統(tǒng)一接口，從2011年我們就統(tǒng)一了這樣一套直流充電接口和交流充電接口，一直延續(xù)至今。我們到2015年又修訂了一個版本，然后我們把通訊協(xié)議、導引電路都加到里面去了，所以就形成了一套比較完善的2015版的這套標準體系，應該說一直支撐了產業(yè)的發(fā)展。目前來講，我們的產業(yè)發(fā)展到1000多萬輛的水平，跟我們這套充電體系標準的保障應該說密不可分。

 

隨著新產業(yè)的發(fā)展，比如大家對大功率充電這樣一個需求，以及對其他預約充電的需求，我們面對新的發(fā)展，大家就對標準有新的要求，也就是大功率充電等等這方面的需求。

 

1.2 大功率充電標準研究

 

面對新能源汽車滲透量逐漸提高，和技術這種進步，其實行業(yè)和用戶對充電標準他們提出一種新要求，我們電動車輛分標委就開展了大量的調研工作，標準修訂工作。所以我們面對新的大功率的充電，或者是為了新的進一步的預約充電，我們有三個基本的思路：

 

（1）保證兼容性。在物理接口、硬件電路、控制策略和軟件痛心傷要實現(xiàn)與現(xiàn)有充電標準的兼容。

 

（2）保障安全性?；诖笠?guī)模應用經驗，盡可能地解決已發(fā)現(xiàn)的安全問題，不引入新的安全風險。

 

（3）面向未來需求。要實現(xiàn)大功率充電、硬線控制、預約充電等新的充電功能，為未來預留發(fā)展空間。

 

應該說繼承和發(fā)展是我們面向未來的充電也好，換電也好，永遠不變的基本思路。

 

1.2 充換電子體系

 

我們現(xiàn)在已經梳理了一套相對比較完善的充換電標準體系了，目前現(xiàn)有已經發(fā)布的標準有15個，這15個標準在這里不一一說了，實際就分成幾個方面。一個是傳導充電這方面，充電安全；還有一個充電兼容性，就是以接口為主這樣一套標準；還有一套就是換電，換電目前標準還不多，后邊會給大家介紹，我們規(guī)劃了很多標準，已經報批了5個標準，后期我們還要繼續(xù)把這些換電的標準做好，以支撐我們后續(xù)換電產業(yè)不斷的發(fā)展。整個就是充換電現(xiàn)有標準的基本情況，在這里就不多給大家介紹了。

 

2.換電標準重點工作

 

接下來給大家說一說換電標準的布局，以及發(fā)展的基本現(xiàn)狀。

 

2.1 電動汽車換電標準

 

應該說換電互換性標準是包括軟硬件兩個方面的統(tǒng)一，硬件包括電池、接口、換電機構，軟件包括車輛與電池、車輛與換電站、電池與換電站之間的通信，就是軟件和硬件兩手抓，兩手都要硬。我們一方面要叫它物理接口硬的這些東西要配合，另外軟的東西，握手的這些東西，也都要符合相關的通信要求，最終實現(xiàn)車輛、電池與換電站三者之間互換的統(tǒng)一。

 

這張圖也是我們一張拓撲圖，把我們整個電動汽車換電標準整體的思路和想法都在這張拓撲圖里，給大家講清楚了，就是我們要解決這些問題，要解決車輛、電池與換電站之間三者互換聯(lián)動的這樣一套關系，我們這套標準是為這個去服務的。當然了，后面的話題就來了，我們換電標準肯定分成乘用車和商用車換電，所以我們要分頭說一說。

 

2.1 電動汽車換電標準——項目規(guī)劃

 

這是我們整個規(guī)劃的，整個換電，包括乘用車，包括商用車的互換性等方面的這樣一套標準體系，這個已經規(guī)劃了20個標準，后邊我再簡單展開一下。目前來講，我們只完成了以乘用車為主的電動汽車換電安全要求這個標準，這個標準是GB/T 40032-2021，大家看里面代號021，當時我們起步的時候是在疫情還沒有開始的時候，我們立項起步的這個標準，等我們再審查的時候是2020年的7月份，我們就完成了審查，應該說是在疫情最困難的時候。我們完成《電動汽車換電安全要求》這個標準，這個標準當時是針對乘用車，最早期的汽車行業(yè)還是以乘用車的基本思路為主。沒想到這幾年的形勢急轉直下，商用車換電突然跑到乘用車的前邊，所以大家看到，后邊我們再做的工作，乘用車互換性的標準相對停滯，而商用車互換性的標準正在完成當中。

 

2.2 電動汽車換電標準——電動商用車換電

 

先說說我們正在完成的一些標準，電動商用車換電。目前我們已經完成了統(tǒng)一的電氣接口、冷卻接口、換電機構、電池系統(tǒng)、車輛與電池的通信標準等等，這些個方案，我們極大推動了電動商用車換電模式這樣一個發(fā)展的情況。我們在三周以前，我們完成了純電動商用車換電互換性的五個標準，我們第一部分，換電電氣接口，第二部分，換電冷卻接口等等，五個標準完成了審查，年內就要形成報批，應該說明年這五個標準能夠支撐電動商用車產業(yè)互換性的基本發(fā)展需求，應該說基本上滿足了現(xiàn)在如火如荼的商用車換電的大的需求。今天本次會議很多專家也都是圍繞著換電工作去展開各方面技術的探討。

 

2.2 電動汽車換電標準——電動乘用車換電

 

再說說電動乘用車換電，這個工作應該說是我們起了個大早，不能叫趕了個晚集，也是被換電商用車稍微跨到了前面，因為乘用車確實難度還是比較大的，因為車輛太小，大家互相討論的余地也都比較小，我們各自的方案差距還是比較大，在這幾個情況下，我們要保證標準的統(tǒng)一或者基本的協(xié)調，存在著比較大的互換性的難度，我們正在做協(xié)調。

 

我覺得基于未來我們幾個發(fā)展，第一個是我們整個企業(yè)不斷高水平的開發(fā)，提出更適合未來發(fā)展方向的一套思路，也就是技術革命，壓縮我們的空間，使我們有一些余地。第二個就是企業(yè)要提高我們的站位和視角，從某種程度上來講，以自我犧牲的精神，來對待我們整個行業(yè)換電統(tǒng)一的需求。

 

只有這樣一個基本思路在不斷變化以后，我們才能形成這樣相對統(tǒng)一的標準，不然我們的方案過多，實際上即使出來標準，對產業(yè)的發(fā)展也是不利的。目前應該說電動乘用車換電標準確實在互換性這塊，在統(tǒng)一上還存在著一定的難度，但是即使難度再大，我們也有決心，也有信心，在后續(xù)，在明年的工作當中，我們把相應的問題一項一項得到解決，我們非常希望所有的企業(yè)以更廣闊的胸懷，來對待電動乘用車這樣一個換電工作，共同來支撐換電產業(yè)的發(fā)展。標準的細節(jié)在這里不多講。

 

3.后續(xù)方向

 

后續(xù)的換電，大功率充電我就不講了，后續(xù)的換電實際上就是乘用車換電安全標準已經搞好了，但是商用車的換電安全的標準還正在計劃當中，這是我們明年，剛才說了，除了乘用車互換性的標準繼續(xù)以外，我們還有一個重要的事，就是商用車的換電安全，這正好是互相補短板，這個標準我們還要繼續(xù)做做工作。

 

大家知道，我們電動商用車這么大規(guī)模的發(fā)展，換電安全非常重要，應該說安全標準晚于互換性標準，我們也都比較擔心，希望很快的把換電標準這套思路搞出來。因為電動商用車復雜度還是比較大，使用場景也比較復雜，在這種情況下，確實換電安全的這塊工作是我們后續(xù)的重中之重，所以我們這兒有一個思維導圖，跟大家講一下我們通過用一些哪樣的實驗方法，哪樣的要求，哪樣的整車要求，哪樣的部件要求，我們統(tǒng)一的對換電工作進行統(tǒng)一安全的部署，這個是我們后期換電標準綱領性的文件。

 

所以明年我們的工作重心應該放在換電安全標準上，所以我們也非常希望各位專家能參與到換電安全標準研究過程當中去，我們這個標準一定要把它搞成精品，搞成亮點，搞成推動未來產業(yè)發(fā)展最好的一個支撐保障作用，只有我們的換電安全搞好了，我們的產業(yè)發(fā)展才有一個非常堅實的基礎。今天我就給各位專家匯報到這兒，不對的地方請大家批評指正，謝謝大家。