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中国电动汽车充电设施建设及其标准化

作者:中国储能网新闻中心 来源:北极星电力网 发布时间:2014-11-05 浏览:

中国储能网讯:10月23日,国电南瑞科技股份有限公司副总经理倪峰在“中国电力国际合作论坛”的分论坛——“电动汽车国际合作论坛”上就我国电动汽车充电设施建设及其标准化做了精彩的报告。

以下文字实录:

倪峰:大家早上好!很高兴能有这个机会跟大家交流一下我们在电动汽车充电设施方面的一些经验。

我来自国电南瑞,国电南瑞是国家电网旗下充电设施建设的主要产业单位,我们除了充电设施装备的研究和研发以外,还负责包括国家行业和企业标准的制定工作,所以今天我们的主题是电动汽车充电设施建设和标准化。

刚才前面几位演讲嘉宾都已经从各个角度很详细的介绍了我们国家电动汽车产业的这些发展的情况,电动汽车的重要性等等。我们国家近年来对新能源汽车产业颁布了一系列鼓励和发展的政策,其中比较重要的几个就是最近出的像车辆购置税免征的公告、关于充换电价格的通知、关于加快新能源建设指导的30条意见。在这个指导意见里面其中有7条是关于充换电设施方面的一些意见。此外在北京、上海、江苏、湖北等地,很多地方政府也在近几个月陆续出台了很多的关于新能源汽车的鼓励、支持和推广政策。在这些政策里面已经开始跟前几年有点不同了,前几年很多政策基本上都是围绕着汽车、电池来的,从去年开始政策中间,逐步已经出现了对设施的一些鼓励的办法。但是我们觉得这里还有一些相对汽车来讲,设施还有很多地方不是很明确,比方说关于设施的补贴,在前面下发的政策里面,国家提出说重点城市里面,可能会以奖励的形式反馈给设施的承建主体。但是到目前为止,细则还没有看到,现在有一些地方已经提出了对设施30%的补贴,但是这部分的补贴据我们现在了解还没有哪一家真正拿到过,现在还没有落地,还有一点问题。

下面我主要讲一下电动汽车充换电发展的情况,目前全世界都是这样,电动汽车主要充电的技术,我们可以简单的包括传导式充电和有线式充电、电池更换等等几个方向,目前用的比较多的是传导式充电和电池更换技术。电池更换技术是前几年国家电网公司为代表的一些企业,当时提出来使用这种方式,根据目前的发展情况,我们认为电池更换技术更加适合于大型商用车使用,而针对于这种乘用车由于标准和其他技术方面的一些限制,可能还是存在一些问题。现在针对电动汽车能量补给式技术主要集中有线式传导,无线式充电很多方面进行研究,美国的高通收购一家英国公司,叫HELO,他们有磁共振产品出来了。国内中信科技前段时间在四川也做了一些无线充电方面的实验,还有大专院校、科研机构也都在这方面进行关注,这可能也是未来一个能源补给技术非常好的发展方向。

关于充电设施,目前在国内以国家电网公司,南方电网公司为主,这两个电网公司占了目前建成设施的80%以上。其他包括普天、中石油、中石化企业在建,从前几年的发展看,这个设施主要建设主体都是以央企为主做这个事情。今年开始不同地方已经涌现其他性质的企业,包括一些民营企业和外资的企业。

充电设施服务的情况,大规模启动这个事情是2009-2010年底,标准化的事情还没有提到非常高的程度,先期建了不少的设施,现在这些设施普遍存在,不管是国际标准还是国内标准都存在冲突的情况,目前为止按现在的标准,符合的车辆我们前段时间也和一些国内外的车厂做了一些测试,现在我列出来的是其中一部分,已经可以和我们现在即将颁布的国标进行兼容国内的车厂,包括一汽、东风、上汽、北汽、长安、比亚迪等等。对国外的车辆我们也做了一些测试,目前包括奔驰、宝马、大众,包括特斯拉我们也做过一些测试。我们发现在交流部分基本上都没问题,在直流充电上面产生非常大的问题,应该几乎说是完全不兼容。目前充电设施建设情况国家电网公司前几年全面的在建这个事情,今年以来进行发展方向的调整,可能是从今年年底到明年,更多的精力会集中在城际互连建设上,对城市建设减少投入的力度。同时前面提到了像特斯拉的企业他们自己也做一些建设,我们在建设运营中也发现了一些问题。其实也是刚才提到接口和通讯协议标准上面存在的差异,造成现在设施出来以后会有很大的问题,尤其直流充电方面,标准化是非常重要的问题。

下面我谈一下标准化方面,我们国家的标准有国家标准、行业标准、企业标准,国家标准层面由国标委负责,住建部工程建设类的标准,最近编电动汽车充电设施在居民区建设的一些要求,小区规划的一些要求,都是由住建部负责来牵头的。技术层面做了两个分工,这是2010年前后做的,由工信部和能源局负责汽车的行标和设施行标的牵头工作。纯粹技术层面讲,我们有几个工作组,有几个技术委员会,在中气研下面有SC27做标准的建设,中电联下面有TC3,能源局下属的,是负责充电设施所有国标跟行标具体的编制工作。我们国家电动汽车充电标准包括基础标准、包括术语定义、导责和基础意见和设备类标准,对充电设施一些具体的设备进行性能、安全性、互操作性和检测上面进行一些定义,另外设计规划,这个也是跟国际标准有点不一样的地方,我们国家的一些特色,对充电站的建设和电池更换站的建设有典型的设计和导责。还有接口类,主要规定充电的连接器的接口和通讯协议。主要规定互操作性的定义,最后是一致性测试,这个测试也是和国外标准稍有不同,我们国家单独列一类,国外很多标准是把一致性测试和设备标准直接写在一起。主要设备检验检测,互操作检测,安全检测的标准。

交流充电方面目前国内用的比较多,充电模式一共分四种模式,我们用的模式是模式三,交流充电桩的方式,其中是用的K4B,连接方式B2,充电电缆是跟着车走的,这种模式在国内建成的2万多个桩里面至少有80%-90%都采用这种模式,交流充电桩的方式。相关的标准在连接器方面是20234,-1是要求,-2是交流连接其的定义。设施方面是18487和28569和能源局标准的33002。定义交流充电的情况。

直流模式是模式4,这基本上所有的充电机都是这种方式,它涉及到的标准包括20234.3,18487对充电设施的要求,包括计量和通用性的要求等等。现在颁布16项国家标准,10项能标,3项行业标准。目前比较大的标准,包括18487,20234和27930都处在修订阶段,这个标准18487是比较早,最早的18487.1的版本是2010年发布的,现在我们准备在今年年底,或者明年年初推出最新的版本,20234正在做小的修订,2012年时候发布的,但是由于当时种种原因,标准中存在一些问题,所以现在很快要做一些修订。27930关于充电通讯协议配合20487和20234的修改也做一些修正。

与国外的情况做一个对比,一般汽车类的标准都由ISO来做,下面主要负责汽车上跟充电相关的这些标准的定义,关于充电设施是由IEC,IEC跟ISO是最大的标准化组织,有不同的分工。IEC有TC64和TC69,侧重点不同,64更侧重于设施建设方面,69主要对充电机,电连接器进行定义。国内外标准大致对比的情况,IEC的62851主要定义充电机一系列的标准,包括交流跟直流,我们相应的就有18487系列和27930系列,62196是对应连接器,国标是26234对应,中信在ISO和IEC是联合工作组做的15118,我们是27930对应,在电池更换部分,ICE有62841,我本人也是标准的召集人,国标这边有29772和33006,分别定义,国标已经颁布了,是关于电池更换站的通用要求,33006是电池箱的一些定义,这是个行标。

目前标准兼容性的问题,是不是完全兼容,这里少了一个日本的标准,日本的标准严格意义上不能算是国际标准,因为日本的组织是由企业组成的,虽然时间很长,现在用它的标准车辆比较多的,但是未来的方向可能还是以美国、欧洲的标准,在国际上用的更多一些。中国的标准,关于交流在美国用的是IEC的1772,这个标准本身也被IEC作为一项标准之一了,欧洲是七针的连接器,美国是五针,中国跟欧洲的标准从针脚定义比较接近,但是还是存在一些差异。DC部分,IEC这边现在也是基本上用组合式充电来替代原来的一些定义,中国的标准是九针的定义,和欧美要提的组合式充电是完全不一样的。中国的标准更接近于日本的标准,但是也在物理尺寸和通信协议是不一样的。

参数的对比,美国的接口主要是单相的,欧洲的是单相和三相,中国的国标是在2012年发布20234上面,当时是没有提三相,只定义了单相,最近修订把三相加进来,充电电流的一些规定,美国最大可以到80A,中国最新修订三相到63A,单相是32A,充电容许电压也是有一定差异,控制导引方面中国接近美国的方案,和欧洲的有一点区别,比较大的区别在车辆连接器这边,中国插头公母和欧洲完全反过来的,美国因为没有三相的,主要是单相的,美国用KEC的方式,没有设施端的接头,所以只定义车辆接头,欧洲是两个都定义了。这是充电连接器的差异,充电连接器物理尺寸是不是一样并不是非常重要的问题,重要的是背后的系统是不是这样,我们在交流充电上面,现在我们跟欧洲,包括美国基本上是一样。不做太大的改动就可以用,只要换电缆就可以,直流方面是完全不一样。

我们新的18487的定义上要增加的一些东西,第一个新的标准上把63A的交流三相充电开放出来,这样就允许充电机可以达到40千瓦左右的充电功率,应该能满足大部分车辆的使用了。之所以选择63A,而不是像欧美选择68A也是我们国家电力做了一些限制。这是我们标准上发生非常大争议的问题,我们2012版的26234没有定义交流充电的PWM曲线的定义,为了充电设施告诉汽车我的充电设施能提供多大充电能力的东西,当时两个标准中没有做规定,造成别的车子不知道该怎么建,这次做比较大的调整,这个曲线定下来和IEC前半段完全一样,63A到8A是完全一致的,这体现系统级的兼容,不需要在里面动任何软件,或者是调整什么,直接插进去识别出来就可以充电了。

直流充电方面我们新的标准方面对安全性增加了一些要求,这里包括了我们对绝缘监测设备的要求和泄放电路,原来的标准有欠缺,现在新的标准加进去。

目前有一些问题存在争议,大家在讨论中,这里面关键几个问题,实际上也是对安全性影响非常大的问题,直流充电的时候有一个电池锁,电池锁是装在车里还是装在插头上,这个问题到目前为止还没有定论,大家还在讨论。还有温度传感器,为了安全上考虑,我们规定大于16A的充电是在充电连接其安装温度传感器,以前标准没有做这个规定,这个是我们新提出来的,征求各方面的意见。最后是提到关于充电电压等级的规范,因为原来标准里面只提了一个最高电压,没有对整个一个充电机的等级进行一个划分,造成现在的设施市场非常混乱,有的充电机可能最高电压只有400伏,充电电压需要500伏的车子就充不了,有的200多伏,300伏的也有,也有高的做750伏的也有,很乱,一方面制约设施出来以后,大家看上去都是充电机,甚至标准都一样,但是插上去以后发现充不满,这种问题我们也希望规范下来,我们初步定义对于乘用车量200-450伏,对于商用车是350-700伏,这个也是刚刚作为一个提案拿出来大家正在交流。我今天大概介绍这么多。谢谢大家。

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关键字:电动汽车 充换电 标准

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