研究報告
2016年5月10日 第2號（總14號）
提高電動(dòng)汽車(chē)充電設施的安全性
——中國電動(dòng)汽車(chē)百人會(huì )“充電安全與效率研討會(huì )”綜述
摘要：隨著(zhù)我國電動(dòng)汽車(chē)市場(chǎng)化進(jìn)程的加快，政府推出了一系列推動(dòng)充電基礎設施建設的政策和措施，取得了積極的成果，但也出現了一些問(wèn)題。
為了系統研究充電基礎設施推廣中發(fā)生的問(wèn)題并尋找解決辦法，中國電動(dòng)汽車(chē)百人會(huì )于4 月28 日召開(kāi)了“電動(dòng)汽車(chē)熱點(diǎn)問(wèn)題系列研討會(huì )II：充電安全與效率”，邀請了國內外充電設施相關(guān)企業(yè)代表和研究機構相關(guān)專(zhuān)業(yè)人員以及國家相關(guān)部門(mén)的負責人，從技術(shù)開(kāi)發(fā)、標準制定、行業(yè)準入、市場(chǎng)推廣、用戶(hù)使用等角度，討論了提高電動(dòng)汽車(chē)充電安全性的技術(shù)、充電設備的安全標準化、充電設施安裝過(guò)程中的安全要求、充電設施的維護保養、充電過(guò)程中的安全監控、提高充電便利性等議題，為完善充電基礎設施建設提出了技術(shù)和政策方面的建議。
一、充電設施安全是系統工程
充電設施的安全性包括基本安全、自主安全、環(huán)境安全、通訊安全四個(gè)領(lǐng)域?；景踩侵赋潆娫O備結構化的安全保護措施；自主安全是指充電設備發(fā)生故障時(shí)的自主保護措施；環(huán)境安全是指充電設備在運行過(guò)程中受周邊環(huán)境的影響因素；通訊安全是指充電設備與其他設施之間的訪(fǎng)問(wèn)、信息驗證的保護。
電動(dòng)汽車(chē)的充電安全需要技術(shù)、設備、監控、管理多個(gè)方面協(xié)同合作，在整個(gè)系統上建立防控體系，而不僅僅是從其中的某一方面入手，只有這樣，才能保證充電基礎設施的整體安全。
二、現有充電設施存在的問(wèn)題
?。ㄒ唬┰O計、制造、安裝環(huán)節有所欠缺
據不完全統計，2015 年以來(lái)，我國已發(fā)生7 起純電動(dòng)客車(chē)、混合動(dòng)力客車(chē)自燃事故。人們的注意力多集中整車(chē)和電池問(wèn)題上，但其中幾起事故卻肇始于充電設施。一個(gè)典型的案例是：一輛正在充電客車(chē)的動(dòng)力電池已經(jīng)充滿(mǎn)，但因未接收到BMS停止充電信號，充電又持續了72 min，過(guò)充電量達到58kWh，造成多個(gè)電池箱先后發(fā)生電池熱失控、電解液泄漏，導致短路，發(fā)生火災。其技術(shù)上的缺陷是：主控模塊死機、BMS 缺少主控模塊異常保護機制、充電設備缺少主動(dòng)保護機制、監控系統缺少相應的判斷報警機制，以及運營(yíng)人員缺少異常判斷經(jīng)驗。
近年來(lái)，有關(guān)部門(mén)在對部分充電設施的檢測中也發(fā)現很多安全問(wèn)題。如充電樁直流充電結束后，電壓下降緩慢，此時(shí)用戶(hù)如果觸及充電槍端子，就可能觸電；車(chē)輛請求的充電電流發(fā)生變化時(shí)，充電機不能及時(shí)響應，造成過(guò)充電；當充電機與車(chē)輛之間的CAN通信發(fā)生中斷時(shí)，充電機未能及時(shí)停止輸出電流，出現長(cháng)時(shí)不可控狀態(tài)。
?。ǘ┊a(chǎn)品質(zhì)量存在問(wèn)題
商務(wù)車(chē)充電樁的建設有一個(gè)特點(diǎn)，車(chē)駐停在哪里就在哪里充電，用車(chē)企業(yè)往往不懂技術(shù)，同時(shí)又對充電提出一些特殊要求。
比如充電電流應為10安培，但為了快，要求充電機用30安培、50安培電流去充。有些廠(chǎng)家的產(chǎn)品也存在質(zhì)量問(wèn)題，比如BMS發(fā)出充電停止指令，充電機不能立即停止，造成過(guò)充。還有充電樁材料、密封工藝達不到要求，造成充電槍拉弧、著(zhù)火、甚至爆炸。
上述這些產(chǎn)品都是在2016年1月1日實(shí)施的GBT 20234.1-2015《電動(dòng)汽車(chē)傳導充電用連接裝置》新國家標準實(shí)施前生產(chǎn)的，新國標對此都有了具體的規定，但這些數量眾多的老產(chǎn)品目前仍在廣泛使用。
?。ㄈ┛蛻?hù)使用不便
客戶(hù)使用不同廠(chǎng)家或不同運營(yíng)商、以及不同地點(diǎn)的充電樁時(shí)，遇到很多麻煩：用不同的充電樁或在不同的運營(yíng)商處充電要購買(mǎi)不同的充電卡，同一個(gè)車(chē)主一般有五六張充電卡，而且都要預先充值。盡管現在有了手機APP，但一個(gè)車(chē)主手機上至少要下載四五個(gè)充電APP。
?。ㄋ模┦召M計量無(wú)檢測制度
因為沒(méi)有對收費平臺的定期標定和檢測，目前運營(yíng)的公共充電站、充電樁，以及用戶(hù)家里的私人充電樁，其計費準確度都無(wú)從查考。相比之下，汽車(chē)加油站的加油機、出租汽車(chē)的計價(jià)器等，技術(shù)監督局都有周期檢測制度。
?。ㄎ澹﹪覙藴蕦ο到y整體安全不夠明確
電動(dòng)汽車(chē)充電安全保護的是用戶(hù)的生命和財產(chǎn)安全。包括電氣安全、電池安全、全系統的安全三個(gè)層面。但目前國家標準所著(zhù)重管控的是電池單體的安全，而對電池組以及整車(chē)安全的要求不明確、不具體。
?。┗A設施建設重樁不重配套
充電樁電力設施的配套是充電安全非常關(guān)鍵的一部分，處于老舊小區電信改造的基礎位置上。配套電力設施的建設、改造的投入和協(xié)調難度，并不比充電樁本身的建設和改造的難度小。
包括電網(wǎng)接入、電氣設備升級、電力供應、充電時(shí)間分配等，都需要縝密籌劃實(shí)施。但重視充電樁建設，不重視配套體系，尤其是電力設施配套體系的認識偏差一直存在。
?。ㄆ撸┏潆娫O施推廣存在騙補現象
在個(gè)別省份發(fā)現充電樁也存在騙補行為。一些省份出臺的政策是依據充電實(shí)現的公里數給予充電基礎設施建設補貼，而有些基礎設施建設企業(yè)建設的充電設施的功率，低于其在能源局申報的功率，從而騙取財政補貼。
三、潛在的安全隱患
?。ㄒ唬├袭a(chǎn)品不滿(mǎn)足新標準要求
截止到2015年，我國建成充換電站3600座，公共充電樁4.9 萬(wàn)個(gè)。GBT 20234.1-2015 《電動(dòng)汽車(chē)傳導充電用連接裝置》新國家標準于今年1月1日實(shí)施之前，我國使用的是GBT 20234.1-2011 標準，該標準對很多涉及充電安全的項目未做出具體規定，比如繼電器吸合順序、電流響應時(shí)間、絕緣診斷、輸出電流精度等。市場(chǎng)上出現的產(chǎn)品依據的是不同廠(chǎng)家制定的不盡相同的企業(yè)標準，新標準實(shí)施后，老產(chǎn)品不滿(mǎn)足新標準要求的問(wèn)題突出出來(lái)。
?。ǘ┬聡鴺水a(chǎn)品無(wú)一致性驗證
充電時(shí)短路、觸電、過(guò)充、通訊中斷異常輸出，是4種充電設施充電時(shí)發(fā)生的典型安全事故。GBT 20234.1-2015 《電動(dòng)汽車(chē)傳導充電用連接裝置》完善了相關(guān)規定，大部分充電設施生產(chǎn)企業(yè)也都聲稱(chēng)自己的產(chǎn)品符合國家新標準要求，但現有檢驗制度只“對送檢樣品負責”，市場(chǎng)上的產(chǎn)品是否達標無(wú)法確定。究其原因，是因為產(chǎn)品認證制度尚未形成，無(wú)法驗證產(chǎn)品是否真的符合標準。
?。ㄈ┖?jiǎn)易充電樁安全隱患大
目前，私人用戶(hù)廣泛使用的充電設備有兩種，一種是簡(jiǎn)易充電樁，一種是便攜式充電線(xiàn)。
簡(jiǎn)易充電樁一般包括一個(gè)插座、一個(gè)服務(wù)器、一個(gè)控制器開(kāi)關(guān)和國標要求必備的通訊手段。簡(jiǎn)易充電樁普遍存在兩個(gè)安全隱患，一個(gè)是接地可靠性不足，一個(gè)是IP 等級防護低。
便攜式充電線(xiàn)，其實(shí)就是一個(gè)空調插座連接一條電線(xiàn)。插座額定電流一般為 16 安培，對充電線(xiàn)長(cháng)度沒(méi)有限制，多用于用戶(hù)從住宅樓上給地面車(chē)輛充電，俗稱(chēng)“飛線(xiàn)”。隨著(zhù)私人電動(dòng)汽車(chē)的增加，簡(jiǎn)易充電樁和便攜式充電線(xiàn)將成為用量最大的充電設備。
?。ㄋ模┘矣贸潆姴遄?、插頭額定電流不統一
由于電動(dòng)汽車(chē)的私人用戶(hù)迅速增加，公共充電設施越發(fā)難以滿(mǎn)足需求，選擇簡(jiǎn)易充電設備在家充電的用戶(hù)越來(lái)越多。還有用戶(hù)自行將交流充電樁改裝成可移動(dòng)充電器，且濫用16A/10A轉換插頭。國家相關(guān)標準規定，家用充電插座的額定電流是10安培以下，而車(chē)用充電插頭的額定電流多為16 安培，16 安培的插頭使用10 安培的插座，有可能使插座溫度升高引發(fā)火災。
?。ㄎ澹┝Ⅲw車(chē)庫和地下車(chē)庫消防隱患凸顯
為解決停車(chē)位不足的問(wèn)題，我國許多地方對現有立體車(chē)庫、地下車(chē)庫進(jìn)行改造，大規模安裝充電設施。這些車(chē)庫晚間充電量高，瞬時(shí)用電量大，一旦一個(gè)充電樁失火，可能會(huì )引起連片火災。
四、措施和對策
?。ㄒ唬蠂鴺水a(chǎn)品進(jìn)行改造
老標準充電設施與新國標的要求差距較大，而且在車(chē)多于樁的現實(shí)環(huán)境下不可能棄之不用，但不加以改造繼續使用勢必會(huì )增加安全隱患。在新標準體制下，對這些運營(yíng)的充電樁的替換、升級改造是很重要的，時(shí)間拖得越長(cháng)安全隱患越大。
?。ǘ┙⒊潆姰a(chǎn)品強制認證制度
單純對樣品進(jìn)行檢測，不能保證批產(chǎn)產(chǎn)品性能、質(zhì)量的穩定性和一致性，強制認證制度能夠確保建設、生產(chǎn)、銷(xiāo)售、使用等各個(gè)環(huán)節、全鏈條的安全性規范。
強制認證制度包括三個(gè)方面。第一是認證實(shí)驗標準的修訂，第二是認證組織機構的構建，第三是產(chǎn)品一致性的審查，類(lèi)似于汽車(chē)產(chǎn)品的生產(chǎn)認證制度。充電產(chǎn)品的強制認證制度能夠保證批產(chǎn)產(chǎn)品性能、質(zhì)量的穩定性、一致性，保證車(chē)和樁之間的完全兼容，從而保證安全性。
?。ㄈ┘訌姵潆娫O施的系統安全管控
在電動(dòng)汽車(chē)電氣火災的預防上，要改變重電池單體預防，輕系統整體預防的觀(guān)念，建立整車(chē)——電池包——模組——單體的預防思路。加強對電池組以及整車(chē)預防措施的管控，標準要更明確、更具體。
?。ㄋ模┫薅矣贸潆姌额~定電流
按照國家標準，充電插頭電流大于 16 安培的時(shí)候，需要安裝溫度傳感器，10 安培以下的不需要使用溫度傳感器。為方便用戶(hù)能夠在任何家用插座上給車(chē)充電，車(chē)廠(chǎng)應該給電動(dòng)汽車(chē)用戶(hù)配備一個(gè)家用插座，并將插頭、插座電流都限制到10 安培以?xún)取?
?。ㄎ澹┝Ⅲw車(chē)庫和地下車(chē)庫應重視消防
立體車(chē)庫和地下車(chē)庫的充電設施改造，應從設計、產(chǎn)品制造、現場(chǎng)施工、安裝、日常運營(yíng)多方面著(zhù)手。建立消防救援機制，一旦事故發(fā)生，能夠有效、快速處置。
?。┏潆娫O施支付互聯(lián)互通
充分借助市場(chǎng)的力量，借鑒銀聯(lián)卡的經(jīng)驗，實(shí)現充電設施使用支付的互聯(lián)互通，讓用戶(hù)使用一張卡就可解決充電問(wèn)題。
?。ㄆ撸┙⒂嬃坑嬞M檢測制度
充電設施充電計量準不準、計費準不準，關(guān)系到消費者的切身利益。既要建立檢測標準和定期檢測制度，還要確定由誰(shuí)負責檢測，目前比較公允的做法是由技術(shù)監督部門(mén)負責。
?。ò耍┏潆娫O施建設補貼轉為運營(yíng)補貼
充電設施的運營(yíng)主體應該是運營(yíng)商，但目前安全責任劃分還不明確，有汽車(chē)生產(chǎn)廠(chǎng)負責的，有充電設備生產(chǎn)廠(chǎng)負責的，也有運營(yíng)商負責的。如果將充電設施的安全責任明確給運營(yíng)商，并將充電設施建設階段的補貼轉移為運營(yíng)階段的補貼，將設備的可靠性、服務(wù)能力、安全與營(yíng)收相關(guān)聯(lián)，能夠促使運營(yíng)商按照全生命周期把設備運營(yíng)好，而不是簡(jiǎn)簡(jiǎn)單單以最快速度建成最便宜的充電樁，然后去拿國家補貼。
