9月6日-7日,由中國充電樁網 、充換電百人會的 2023 第四屆中國國際充換電運營商大會(簡稱“金磚充換電論壇”)暨中國國際電動汽車超充大會,在深圳會展中心8號館盛大舉辦。大會以“緊抓C端機遇、優化運營模式”為主題,深入探討推動充換電協同發展,共謀充換電發展大計,共話充換電挑戰與機遇,共議產業創新發展趨勢。
以下為演講實錄:
各位行業同仁大家下午好,我是來自中汽研新能源汽車檢驗中心(天津)有限公司的樊彬。我們從事充電技術領域測試評價工作已經大概5-6年時間,主要以新能源汽車為主題來開展我們的工作,本次的報告主題是《面向新能源汽車的充換電設施測試評價技術》,希望借此機會跟大家分享一下我們的經驗以及自己的理解。
本次報告分為5個部分,首先介紹一下行業的現狀及技術挑戰。
剛才幾位專家已經非常詳細的介紹了目前我國充換電設施的發展情況,總的來說,充換電設施近幾年都呈現了指數級的增長趨勢,說明這個行業非常具有發展前景。
但是在充換電設施應用的過程中我們也發現了很多行業問題,對于充電設施來說有3個問題:
1.系統兼容性有待完善,經常出現車和樁不匹配,充不上電的情況;
2.系統安全性有待提高,我們發現目前新能源汽車70%起火事故是由充電直接或間接引起的,我們認為充電的安全性非常重要;
3.系統的可靠性有待提升,充電設施是面向車來服務的,系統可靠性要接受車規級的考驗,這也需要設施行業進行充分的關注。
換電設施方面也要關注一些問題,比如說兼容性的問題,后面會介紹到相關標準已經在做,目前換電的標準化沒有做得那么好,影響了行業的全面發展。另一方面,換電產品缺乏針對性的性能要求,換電對于車來說還是一個新的技術,它的可靠性以及在車輛運行過程中的安全性可能需要重點的關注。此外,換電產品同樣需要事前、事中、事后的監管以保證車規級的要求。
綜上,目前新能源汽車的發展是離不開充電基礎設施行業的發展,我們認為需要新能源汽車行業和充電設施行業一起努力協同開展產品開發與評價驗證,一起搭建更安全、更舒適、更可靠、更便捷的一個充電生態。
第二部分簡單和各位匯報一下充電設施測試評價技術。
我們認為充電設施的測試評價要從5個階段進行全生命周期的驗證和評價,包括在產品研發驗證階段要開展部件級和整機級產品可靠性研發驗證,在產品型式試驗階段要開展充電設施產品標準符合性能驗證分析,在產品匹配推廣階段要進行充電設施與電動汽車兼容性全維測評,同時在產品市場應用階段要考慮充電站點高安全高質量充電星級評定,最后在產品前沿研究階段要開展充電設施光儲充放一體化可行性分析。另外,需要考慮后續標準的修訂和完善。
在部件級和整機級產品可靠性研發驗證方面,因為充電設施是給車服務的,所以需要車規級的驗證,車規級的概念就是需要高可靠性,圍繞著電氣、機械、環境和耐用開發高質高效可靠性測評方法體系。
在充電設施產品標準符合性能驗證分析方面,樁目前沒有納入認證的范疇,我們認為需要設施行業一起協同以現行標準的要求為依托,開展檢測認證一體化工作,全行業共同圍繞提升產品的質量來開展認證工作,助力整個行業的水平提升。
在產品的匹配應用推廣階段,我們為了解決兼容性的問題,需要建立包含實車級-信號級-功率級的充電兼容性分層分級測評技術體系,在實車級需要基于試驗室的資源對樁和車開展匹配測試,包括400V平臺和800V平臺不同車型;在信號級要覆蓋通信類、功能類、高壓類、低壓類的各類故障,同時還要考慮到國外,現在面臨出口的趨勢,國外是PLC通信,國內是CAN通信,不同通信策略導致的信號問題要進行關注;在功率級特別是大功率充電,需要開展高達800kW的性能驗證,同時會附加一些高低溫環境模擬,已驗證充電設施在全國和全季節使用的兼容性。
關于充電站點的評價,我們認為雖然新產品會滿足標準要求或者使用需求,但是同樣的也需要關注全生命周期狀態下的高質量、高安全的水平,包括實時定期進行硬件故障檢查、軟件功能驗證、輸出性能測試和電能計量校準。
面向新的光儲充技術,圍繞光儲充一體化同樣有系列的測試評價內容,包括車、樁、網以及后面有換電、光伏等等相關技術的加入,我們也需要基于平臺進行商業模式的分析、充放電多能量調度研究和V2G通信交互功能驗證,保證先進技術在行業內得到推廣和應用。
另外簡單介紹一下標準發展動態,現在圍繞大功率充電技術的發展,目前行業對于標準化也存在得兩條路線在走,原來是2015版本,現在國家也圍繞著接口形式出現了兩套標準體系,一套是2015+的標準體系,基于原有的接口進行升級,另外是Chaoji的標準體系。目前新能源汽車行業主推2015+的路線,實際上,2015+標準是能夠實現電池低溫加熱、大功率充電、即插即充的功能,同時解決了兼容性的問題,能夠適用于目前2000多萬輛車的使用需求,所以目前汽車行業也是主推2015+的版本,希望設施行業也一起協同起來一起推動這個標準的應用。
第三部分簡單介紹一下換電設施測試評價技術。
換電的標準一直在更新,我們作為標準的組織起草機構,一直在推動標準化的工作。圍繞換電設施的評價我們有一個思路和路線,即圍繞換電車輛的安全性、兼容性和使用性應用目標,通過分析其在換電過程和行車環境的場景下引起換電特有部件發生故障的可能性,確定換電車輛和換電設施的性能及功能要求,進而保障換電技術使用安全、實現互換和質量/效率提升。
在換電安全性方面,2021年國家推出了電動汽車換電安全要求標準,這是目前對換電乘用車的一個標準要求,后面也會再逐步完善,包括商用車和設施行業有專門的標準陸續推出。
在換電兼容性方面,主要分為兩個內容,一個是車電兼容,涉及到軟硬件、車電通信、電池包互換性和電池包硬件,另一個是到車站兼容,同時要考慮車站通信和站電通信,以及車平臺和包平臺的通用,這是換電設施的關注點。
在換電使用性方面,以換電接口為例,換電接口會涉及到很多功能的使用要求,包括功率傳輸、信號傳輸、充電交互以及低壓供電、安全性和拓展性的要求,都需要進行系統設計和開發驗證。
這里展示了目前換電標準的動態,目前也形成了比較完善的標準體系,包括商用車和乘用車兩個系列,大概是規劃了5個系列20項的行業標準,我們也建立了電動汽車換電標準工作組推動標準的落地工作,藍色的是已經批準立項,黃色在立項中,后面換電技術的標準會快速的在行業內得到發布或者是應用。
第四部分,簡單說一下產業大數據應用技術。
現在行業都在提大數據的應用,包括充電樁的型號數據、充電站點分布數據、用戶充電行為數據等,如何基于數據進行賦能來實現更好的產業應用,我們也做了很多的思考。
在思考的基礎上,目前我們建立了“中國充電工況”大數據平臺,目的就是統一技術標準和統一技術水平來提升用戶的充電體驗,整個理念是聚焦充換電技術形成行業獨家的充電地圖,真實展現行業的情況,目前匯聚了最全面的靜態數據、實采數據以及我們對站點的測試數據,希望基于這個平臺來開展很多的工作。
在此基礎上,我們結合宏觀、中觀、微觀層面的“中國充電工況”研究分析,可以對目標企業給出系統性定位和建議,幫助目標企業實現合規-優化設計-合理布局-提升用戶體驗-提高盈利能力的生態建設目標。
最后做一個簡單的總結:
第一,充換電設施行業需加強對充換電設施產品質量和服務質量的重視,從頂層設計出發,建立強有力的事前、事中、事后監管機制。
第二,充換電設施企業需保證充換電設施在其全生命周期內持續為新能源汽車用戶提供準確、安全、可靠的充電服務。
第三,充換電設施是為新能源汽車服務的,雙方需要協同開展產品標準制修訂、產品設計開發驗證和產業大數據應用分析等,設施企業需充分收集車企意見優化充電質量與服務水平。