樊彬 《面向新能源汽车的充换电设施测试评价技术》

发布日期:2023-09-19

核心提示:中汽研新能源汽车检验中心(天津)有限公司 充电技术部部长 樊彬 出席论坛并发表主题演讲——《面向新能源汽车的充换电设施测试评价技术》

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9月6日-7日,由中国充电桩网 、充换电百人会的 2023 第四届中国国际充换电运营商大会(简称“金砖充换电论坛”)暨中国国际电动汽车超充大会,在深圳会展中心8号馆盛大举办。大会以“紧抓C端机遇、优化运营模式”为主题,深入探讨推动充换电协同发展,共谋充换电发展大计,共话充换电挑战与机遇,共议产业创新发展趋势。

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以下为演讲实录:

各位行业同仁大家下午好,我是来自中汽研新能源汽车检验中心(天津)有限公司的樊彬。我们从事充电技术领域测试评价工作已经大概5-6年时间,主要以新能源汽车为主题来开展我们的工作,本次的报告主题是《面向新能源汽车的充换电设施测试评价技术》,希望借此机会跟大家分享一下我们的经验以及自己的理解。

    本次报告分为5个部分,首先介绍一下行业的现状及技术挑战。

刚才几位专家已经非常详细的介绍了目前我国充换电设施的发展情况,总的来说,充换电设施近几年都呈现了指数级的增长趋势,说明这个行业非常具有发展前景。

但是在充换电设施应用的过程中我们也发现了很多行业问题,对于充电设施来说有3个问题:

    1.系统兼容性有待完善,经常出现车和桩不匹配,充不上电的情况;

    2.系统安全性有待提高,我们发现目前新能源汽车70%起火事故是由充电直接或间接引起的,我们认为充电的安全性非常重要;

    3.系统的可靠性有待提升,充电设施是面向车来服务的,系统可靠性要接受车规级的考验,这也需要设施行业进行充分的关注。

    换电设施方面也要关注一些问题,比如说兼容性的问题,后面会介绍到相关标准已经在做,目前换电的标准化没有做得那么好,影响了行业的全面发展。另一方面,换电产品缺乏针对性的性能要求,换电对于车来说还是一个新的技术,它的可靠性以及在车辆运行过程中的安全性可能需要重点的关注。此外,换电产品同样需要事前、事中、事后的监管以保证车规级的要求。

    综上,目前新能源汽车的发展是离不开充电基础设施行业的发展,我们认为需要新能源汽车行业和充电设施行业一起努力协同开展产品开发与评价验证,一起搭建更安全、更舒适、更可靠、更便捷的一个充电生态。

    第二部分简单和各位汇报一下充电设施测试评价技术。

    我们认为充电设施的测试评价要从5个阶段进行全生命周期的验证和评价,包括在产品研发验证阶段要开展部件级和整机级产品可靠性研发验证,在产品型式试验阶段要开展充电设施产品标准符合性能验证分析,在产品匹配推广阶段要进行充电设施与电动汽车兼容性全维测评,同时在产品市场应用阶段要考虑充电站点高安全高质量充电星级评定,最后在产品前沿研究阶段要开展充电设施光储充放一体化可行性分析。另外,需要考虑后续标准的修订和完善。

在部件级和整机级产品可靠性研发验证方面,因为充电设施是给车服务的,所以需要车规级的验证,车规级的概念就是需要高可靠性,围绕着电气、机械、环境和耐用开发高质高效可靠性测评方法体系。

在充电设施产品标准符合性能验证分析方面,桩目前没有纳入认证的范畴,我们认为需要设施行业一起协同以现行标准的要求为依托,开展检测认证一体化工作,全行业共同围绕提升产品的质量来开展认证工作,助力整个行业的水平提升。

    在产品的匹配应用推广阶段,我们为了解决兼容性的问题,需要建立包含实车级-信号级-功率级的充电兼容性分层分级测评技术体系,在实车级需要基于试验室的资源对桩和车开展匹配测试,包括400V平台和800V平台不同车型;在信号级要覆盖通信类、功能类、高压类、低压类的各类故障,同时还要考虑到国外,现在面临出口的趋势,国外是PLC通信,国内是CAN通信,不同通信策略导致的信号问题要进行关注;在功率级特别是大功率充电,需要开展高达800kW的性能验证,同时会附加一些高低温环境模拟,已验证充电设施在全国和全季节使用的兼容性。

    关于充电站点的评价,我们认为虽然新产品会满足标准要求或者使用需求,但是同样的也需要关注全生命周期状态下的高质量、高安全的水平,包括实时定期进行硬件故障检查、软件功能验证、输出性能测试和电能计量校准。

    面向新的光储充技术,围绕光储充一体化同样有系列的测试评价内容,包括车、桩、网以及后面有换电、光伏等等相关技术的加入,我们也需要基于平台进行商业模式的分析、充放电多能量调度研究和V2G通信交互功能验证,保证先进技术在行业内得到推广和应用。

    另外简单介绍一下标准发展动态,现在围绕大功率充电技术的发展,目前行业对于标准化也存在得两条路线在走,原来是2015版本,现在国家也围绕着接口形式出现了两套标准体系,一套是2015+的标准体系,基于原有的接口进行升级,另外是Chaoji的标准体系。目前新能源汽车行业主推2015+的路线,实际上,2015+标准是能够实现电池低温加热、大功率充电、即插即充的功能,同时解决了兼容性的问题,能够适用于目前2000多万辆车的使用需求,所以目前汽车行业也是主推2015+的版本,希望设施行业也一起协同起来一起推动这个标准的应用。

    第三部分简单介绍一下换电设施测试评价技术。

    换电的标准一直在更新,我们作为标准的组织起草机构,一直在推动标准化的工作。围绕换电设施的评价我们有一个思路和路线,即围绕换电车辆的安全性、兼容性和使用性应用目标,通过分析其在换电过程和行车环境的场景下引起换电特有部件发生故障的可能性,确定换电车辆和换电设施的性能及功能要求,进而保障换电技术使用安全、实现互换和质量/效率提升。

    在换电安全性方面,2021年国家推出了电动汽车换电安全要求标准,这是目前对换电乘用车的一个标准要求,后面也会再逐步完善,包括商用车和设施行业有专门的标准陆续推出。

    在换电兼容性方面,主要分为两个内容,一个是车电兼容,涉及到软硬件、车电通信、电池包互换性和电池包硬件,另一个是到车站兼容,同时要考虑车站通信和站电通信,以及车平台和包平台的通用,这是换电设施的关注点。

    在换电使用性方面,以换电接口为例,换电接口会涉及到很多功能的使用要求,包括功率传输、信号传输、充电交互以及低压供电、安全性和拓展性的要求,都需要进行系统设计和开发验证。

    这里展示了目前换电标准的动态,目前也形成了比较完善的标准体系,包括商用车和乘用车两个系列,大概是规划了5个系列20项的行业标准,我们也建立了电动汽车换电标准工作组推动标准的落地工作,蓝色的是已经批准立项,黄色在立项中,后面换电技术的标准会快速的在行业内得到发布或者是应用。

    第四部分,简单说一下产业大数据应用技术。

    现在行业都在提大数据的应用,包括充电桩的型号数据、充电站点分布数据、用户充电行为数据等,如何基于数据进行赋能来实现更好的产业应用,我们也做了很多的思考。

    在思考的基础上,目前我们建立了“中国充电工况”大数据平台,目的就是统一技术标准和统一技术水平来提升用户的充电体验,整个理念是聚焦充换电技术形成行业独家的充电地图,真实展现行业的情况,目前汇聚了最全面的静态数据、实采数据以及我们对站点的测试数据,希望基于这个平台来开展很多的工作。

    在此基础上,我们结合宏观、中观、微观层面的“中国充电工况”研究分析,可以对目标企业给出系统性定位和建议,帮助目标企业实现合规-优化设计-合理布局-提升用户体验-提高盈利能力的生态建设目标。

    最后做一个简单的总结:

    第一,充换电设施行业需加强对充换电设施产品质量和服务质量的重视,从顶层设计出发,建立强有力的事前、事中、事后监管机制。

    第二,充换电设施企业需保证充换电设施在其全生命周期内持续为新能源汽车用户提供准确、安全、可靠的充电服务。

    第三,充换电设施是为新能源汽车服务的,双方需要协同开展产品标准制修订、产品设计开发验证和产业大数据应用分析等,设施企业需充分收集车企意见优化充电质量与服务水平。



 
 
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