12月21日—22日,由充换电百人会、中国充电桩网主办,上海贺励展览有限公司、上海贺励商务咨询有限公司承办的2023第四届中国国际换电模式产业大会(简称:金砖换电论坛)在上海大华虹桥假日酒店盛大举办。大会以“构建换电产业发展新机遇”为主题,政策赋能,新能源换电产业逆势崛起,深入探讨推动换电协同发展,共话换电挑战与机遇,共议产业创新的新趋势。
中国汽车技术研究中心有限公司/中国汽车标准化研究院 高级技术总监 刘桂彬 发表了《电动汽车充换电标准的发展与思考》的主题演讲,汇报分为四个部分,他表示: 为什么我总讲这件事情?电动汽车标准发展对我们产业化的发展起到了非常重要的作用,而且我本人从1998年就参与了这项工作,我也是唯一的五任标委会委员,我也是唯一的一个存在了,其他人都已经退出了这个组织,陈老师是我们第三届的副主任委员,我现在也从委员熬到了秘书长,现在在管理这电动汽车标准化工作。 有这么几句话给大家汇报一下,从无到有、从少到多、从国内到国际,从引进到输出。我们最早18384标准,就是ISO6469抄过来的,那是我们的第一个标准。后来我们中国发展一系列标准,一百多个了,现在我们中国的很多标准已经布局到“一带一路”国家,很多国家都用我们的标准。比如说接口标准,现在俄罗斯、智利、马来西亚很多国家都在用中国的接口标准。现在以色列属于发达国家,它也在使用我们中国的超级电容标准,这些都是我们电动汽车标准发展的荣誉。不管我们从国内到国际,也就是我们把中国标准变成世界标准了,还要把我们的标准推广到世界的其他国家去,这是比较高的境界了,我们电动汽车标准正在做这样的工作。 我给大家说说电动汽车标准的保有量,从1999年到2023年,这个标准的保有量是不是跟我们产业发展是一致的,我觉得是一致的,这也证明了标准对产业发展起到了强有力的支撑作用。所以我们说如果没有一个良好的标准体系,就不可能有健康发展的产业,我们标准化也在产业发展中起到了突出作用。 这是我们电动汽车标准体系建立的思路,我们为什么能做一百多个标准,实际上就是我们的“三电系统”,电池、电机、电控和充电。电池、电机、电控是“三电”,实际上充电也有它的特殊性,这四部分就是电动汽车标准的逻辑。我们有一套完整体系,这套体系应该分到了五个不同子体系的层次中去解决。我们用不同逻辑分成不同子体系,然后再分成不同的框把它装起来,比如说我们今天的体系就是黄色部分(充换电体系)。 充换电总的加起来一共有19个标准,到今年年底或者明年年初,大家看到的就不是19个了,我们要把一大部分的换电加进去,大概有10个。明年你再看到的时候应该就是29个或30个了,因为我们有一大批标准已经报批了,甚至已经蓄势待发,可能明天,可能后天,至少有5个标准马上要发布,因为标准号已经出来了,商用车换电的5个标准马上就出来了,这是非常鲜活的数据。我们这套充换电标准中什么标准最多?安全,这个一定是基础,电动汽车不管是充电、换电还是其他领域,都是以安全为龙头的,在安全大前提的作用下才有后面的互换性等等标准。 讲充换电标准体系的时候,我简单给大家回顾了一下接口标准。我们和电网通过几年的努力,我们2001年从当时没有接口,2006年才有通用的要求,那时候也还是没有接口标准,直到2011年形成20234接口标准。(如图)这是新能源充换电站的保有量,刚才两位专家都说了。这里有一个逻辑,我们现有这套充换电标准支撑了我们充换电场站的产业发展。 大功率充电,现在我们都讲大功率充电、兆瓦级充电的补能方式,我也想谈自己的观点,最近我个人感觉我们在充电功率的提升上走的步子有点快了,我们有点急不可耐了,感觉三步并作两步,一路小跑飞奔。我们原有的2015版充电标准已经已经支撑200KW了,200KW已经不小了,就是我们现有存量的充电桩。就是200KW,40度、50度、60度电量的乘用车也在一小时内充满了。如果掐头去尾留20%那也就几十分钟就充满了。刚才陈老师说的一句话我非常赞同,电动汽车有电动汽车的脾气,不能把传统车的脾气用到电动车身上来,那个几分钟,我这一定要几分钟,我跟它卷起来了。这套是化学逻辑,那套是物理逻辑,本来就不是一套逻辑。我们现在的要把充电方式提升到有点像喝啤酒对瓶吹,太快了,快肯定是好的,但是这种步伐太快了,我害怕后面会有安全隐患、寿命隐患等一系列的隐患等着我们。 我们产业在发展的时候不要把步伐走的这么快,已经招不开我们了,200KW完了就得500KW,500KW马上要变成兆瓦级了。我们静下来想一想,宁可步子走的慢一点,也不要把步子走乱了。我们只要退了一步,有可能我们前面的路都白走了。要慎重地往前发展所谓越来越大功率的充电,技术上先行,产业要慎重,这是我个人的一点想法。虽然我们在标准化上给大家做好这样的准备,但是我们想在安全上多留一些余地。 说换电之前,我想再说说动力电池的规格尺寸。今年6月份在宜宾有一个“世界动力电池大会”,在“世界动力电池大会”上,苗伟部长有一个发言,直接点了34013的名,说我们现有的标准不能满足产业发展了,比如34013的尺寸已经不适用了,我们要赶紧把尺寸统一起来,统一到非常少的范围当中,这样更能促进产业发展,让我们赶紧做标准。这个思路、逻辑都是对的,但是这个工作做起来远没有那么简单。当时这个标准出来了,你做的产品和它不一致也没关系,这个标准没有强制。所以这个标准的离散度是非常高的,单体、模块、商用车单独规格的等等。目前来讲,现有的只有20%左右,甚至都不到20%能对上原来标准的规格尺寸。 说明几个问题,说明我们当年的标准化工作没有做好,没有对未来进行很好的预测。同时说明我们的产业发展太快,无论从制造端还是需求端,都有不同的需求,这种需求和我们2017年的标准、思路、想法是不一致的。到今天来看,确实符合度不高,苗部长也针对这个标准提出了建议,这建议当然是好的。我们后面发展的过程中也会遇到很多发展的瓶颈。为什么我要讲这个规格尺寸,因为它的规格尺寸变化和我们换电有很直接的关联。实际上目前有两大块困难: 1、整车设计的多样性(特别是乘用车),乘用车在使用动力电池上用四个字来形容:捉襟见肘。目前来讲,动力电池的比能量已经很高了。但是对乘用车来讲,不够用。你给我的物理空间和重量都不能符合我的设计要求,所以为什么充电这么难,如果我们的动力电池再大一点、多一点,轻点,可能会好一些。捉襟见肘,设计就有很多的多样性,能塞满的地方全部塞满了电池,这种逻辑下对电池规格尺寸的统一要求也带来了比较大的困难。 2、电池技术的迭代。我们迭代了很多技术,比如说宁德时代的麒麟电池、比亚迪的刀片电池,这远远没在我们当时设计的单体电池尺寸范围之内。如果当年按那个标准强制了34013标准,那就没有新技术的产生了,所以标准是个“双刃剑”,某种程度上既可以促进产业发展,也可以阻碍产业发展。很多情况下,标准也在不断地迭代过程中。后一步我们的规格尺寸标准也会再修订,大家再等一年应该就修订完成了,在修订过程中,我们会融入新一轮新技术、新经验,同时也将规格尺寸的浓缩度继续提高,至少浓缩度变成原来的1/3,大大提高它的浓缩度。但即使到今天我也不敢说下一次规格尺寸统一起来的标准一定是十年以后能够适应产业80%复合度的局面,因为还在不断发展的过程中。我们还要给动力电池的规格尺寸迭代一点机会、一点时间。 电力行业换电工作做得比较早,2010年左右就开始做起来了。汽车行业做换电标准比较晚,真正开始做换电工作,除了当时为了迎接2008年奥运会做了客车的电池箱尺寸标准以外,一直没有做换电标准,现在做的换电标准,真正起步应该在疫情前,也就是2019年的12月份,由于乘用车有换电的需求,我们才开始做了换电标准工作。 在我们做换电标准这套体系逻辑的时候,我们用了三个层次关系来做换电。 1、安全性。最早汽车行业对换电是谨慎的,因为觉得电池换来换去,一定会对它的安全产生影响。电动汽车的安全绝大多数标准或者说100%的标准都和动力电池有关,如果动力电池换来换去,在汽车准入上就是比较大的漏洞。所以最早我们没搞换电标准,后来换电产业推动把这扇门打开的时候,我们第一个要求的就是换电安全要求,频繁换电过程中一定会有很多安全漏洞,我们要把这些漏洞补上,所以有了40012标准。前两天有一个免税政策,免税政策也把这个标准引入进来,应该也是全世界唯一的一个车辆换电安全标准。安全一直是首位,商用车的安全标准正在制定中。 就按这三个基本层次做了换电标准。现在我们看看标准体系,40032标准已经发布了,这是我们疫情期间发布的标准。后续一系列的标准,凡是报批字样的标准就蓄势待发了,我们已经全部报到工信部了,5个标准已经出号了,马上就能够发布了。我们换电的基本逻辑有这样几个,一是对电池包尺寸的互换性要求,二是对电器接口、冷却接口、锁紧方式等等,三是车对电池的通信协议进行了要求。目前商用车的五个标准,已经有QC/T1201.1、.2、.3、.4、.5五个标准,这个标准蓄势待发,马上就发出来了,标准号已经有了,如果乐观的话应该就这几天了,因为马上就到2024年了,这个标准可能马上要发布出来了。 乘用车标准我们也已经审查完5个了,和商用车是同步的。最后给大家说说商用车换电安全的标准,我们当时做了乘用车换电安全,现在商用车换电和乘用车的换电逻辑差别比较大。(如图)这是商用车换电安全的逻辑思维导图,我们正在做商用车换电安全的标准。也要做成国标,未来对商用车换电进行安全指导。 现有充换电标准体系支撑了无论是产业发展还是充换电场站的发展。对于充电接口稳定的技术路线,我们持比较积极的态度,我们对于充电标准有几个逻辑:继承、发展、创新。 动力电池尺寸标准在不断完善和迭代的过程中。大功率充电也好、快充也好、换电也好,一定要以安全为重要前提。我们做快充、大功率、超大功率、兆瓦级充电的时候,我们的步子要稳一点。我们可以在科研上激进一点,我们在产业化上要稳一点,不断地以安全为前提做好这个工作。我们未来也会以安全为中心,营造一个健康、安全的新能源汽车的良好产业发展局面,为国家新能源汽车产业发展做好汽车标准的服务工作。