劉桂彬:《電動(dòng)汽車充換電標(biāo)準(zhǔn)的發(fā)展與思考》

發(fā)布日期:2023-12-27

核心提示:以下為演講實(shí)錄:中國汽車技術(shù)研究中心有限公司/中國汽車標(biāo)準(zhǔn)化研究院高級(jí)技術(shù)總監(jiān)劉桂彬發(fā)表了《電動(dòng)汽車充換電標(biāo)準(zhǔn)的發(fā)展與思
 


12月21日—22日,
由充換電百人會(huì)、中國充電樁網(wǎng)主辦,上海賀勵(lì)展覽有限公司、上海賀勵(lì)商務(wù)咨詢有限公司承辦的2023第四屆中國國際換電模式產(chǎn)業(yè)大會(huì)(簡稱:金磚換電論壇)在上海大華虹橋假日酒店盛大舉辦。
大會(huì)以“構(gòu)建換電產(chǎn)業(yè)發(fā)展新機(jī)
”為主題,政策賦能,新能源換電產(chǎn)業(yè)逆勢(shì)崛起,深入探討推動(dòng)換電協(xié)同發(fā)展,共話換電挑戰(zhàn)與機(jī)遇,共議產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新的新趨勢(shì)。

以下為演講實(shí)錄:

中國汽車技術(shù)研究中心有限公司/中國汽車標(biāo)準(zhǔn)化研究院  高級(jí)技術(shù)總監(jiān) 劉桂彬 發(fā)表了《電動(dòng)汽車充換電標(biāo)準(zhǔn)的發(fā)展與思考》的主題演講,匯報(bào)分為四個(gè)部分,他表示:

    一、電動(dòng)汽車標(biāo)準(zhǔn)發(fā)展歷程
    為什么我總講這件事情?電動(dòng)汽車標(biāo)準(zhǔn)發(fā)展對(duì)我們產(chǎn)業(yè)化的發(fā)展起到了非常重要的作用,而且我本人從1998年就參與了這項(xiàng)工作,我也是唯一的五任標(biāo)委會(huì)委員,我也是唯一的一個(gè)存在了,其他人都已經(jīng)退出了這個(gè)組織,陳老師是我們第三屆的副主任委員,我現(xiàn)在也從委員熬到了秘書長,現(xiàn)在在管理這電動(dòng)汽車標(biāo)準(zhǔn)化工作。
    有這么幾句話給大家匯報(bào)一下,從無到有、從少到多、從國內(nèi)到國際,從引進(jìn)到輸出。我們最早18384標(biāo)準(zhǔn),就是ISO6469抄過來的,那是我們的第一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)。后來我們中國發(fā)展一系列標(biāo)準(zhǔn),一百多個(gè)了,現(xiàn)在我們中國的很多標(biāo)準(zhǔn)已經(jīng)布局到“一帶一路”國家,很多國家都用我們的標(biāo)準(zhǔn)。比如說接口標(biāo)準(zhǔn),現(xiàn)在俄羅斯、智利、馬來西亞很多國家都在用中國的接口標(biāo)準(zhǔn)?,F(xiàn)在以色列屬于發(fā)達(dá)國家,它也在使用我們中國的超級(jí)電容標(biāo)準(zhǔn),這些都是我們電動(dòng)汽車標(biāo)準(zhǔn)發(fā)展的榮譽(yù)。不管我們從國內(nèi)到國際,也就是我們把中國標(biāo)準(zhǔn)變成世界標(biāo)準(zhǔn)了,還要把我們的標(biāo)準(zhǔn)推廣到世界的其他國家去,這是比較高的境界了,我們電動(dòng)汽車標(biāo)準(zhǔn)正在做這樣的工作。
    我給大家說說電動(dòng)汽車標(biāo)準(zhǔn)的保有量,從1999年到2023年,這個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的保有量是不是跟我們產(chǎn)業(yè)發(fā)展是一致的,我覺得是一致的,這也證明了標(biāo)準(zhǔn)對(duì)產(chǎn)業(yè)發(fā)展起到了強(qiáng)有力的支撐作用。所以我們說如果沒有一個(gè)良好的標(biāo)準(zhǔn)體系,就不可能有健康發(fā)展的產(chǎn)業(yè),我們標(biāo)準(zhǔn)化也在產(chǎn)業(yè)發(fā)展中起到了突出作用。
    這是我們電動(dòng)汽車標(biāo)準(zhǔn)體系建立的思路,我們?yōu)槭裁茨茏鲆话俣鄠€(gè)標(biāo)準(zhǔn),實(shí)際上就是我們的“三電系統(tǒng)”,電池、電機(jī)、電控和充電。電池、電機(jī)、電控是“三電”,實(shí)際上充電也有它的特殊性,這四部分就是電動(dòng)汽車標(biāo)準(zhǔn)的邏輯。我們有一套完整體系,這套體系應(yīng)該分到了五個(gè)不同子體系的層次中去解決。我們用不同邏輯分成不同子體系,然后再分成不同的框把它裝起來,比如說我們今天的體系就是黃色部分(充換電體系)。
    充換電總的加起來一共有19個(gè)標(biāo)準(zhǔn),到今年年底或者明年年初,大家看到的就不是19個(gè)了,我們要把一大部分的換電加進(jìn)去,大概有10個(gè)。明年你再看到的時(shí)候應(yīng)該就是29個(gè)或30個(gè)了,因?yàn)槲覀冇幸淮笈鷺?biāo)準(zhǔn)已經(jīng)報(bào)批了,甚至已經(jīng)蓄勢(shì)待發(fā),可能明天,可能后天,至少有5個(gè)標(biāo)準(zhǔn)馬上要發(fā)布,因?yàn)闃?biāo)準(zhǔn)號(hào)已經(jīng)出來了,商用車換電的5個(gè)標(biāo)準(zhǔn)馬上就出來了,這是非常鮮活的數(shù)據(jù)。我們這套充換電標(biāo)準(zhǔn)中什么標(biāo)準(zhǔn)最多?安全,這個(gè)一定是基礎(chǔ),電動(dòng)汽車不管是充電、換電還是其他領(lǐng)域,都是以安全為龍頭的,在安全大前提的作用下才有后面的互換性等等標(biāo)準(zhǔn)。
 
    二、充電標(biāo)準(zhǔn)體系的發(fā)展
    講充換電標(biāo)準(zhǔn)體系的時(shí)候,我簡單給大家回顧了一下接口標(biāo)準(zhǔn)。我們和電網(wǎng)通過幾年的努力,我們2001年從當(dāng)時(shí)沒有接口,2006年才有通用的要求,那時(shí)候也還是沒有接口標(biāo)準(zhǔn),直到2011年形成20234接口標(biāo)準(zhǔn)。(如圖)這是新能源充換電站的保有量,剛才兩位專家都說了。這里有一個(gè)邏輯,我們現(xiàn)有這套充換電標(biāo)準(zhǔn)支撐了我們充換電場站的產(chǎn)業(yè)發(fā)展。
    大功率充電,現(xiàn)在我們都講大功率充電、兆瓦級(jí)充電的補(bǔ)能方式,我也想談自己的觀點(diǎn),最近我個(gè)人感覺我們?cè)诔潆姽β实奶嵘献叩牟阶佑悬c(diǎn)快了,我們有點(diǎn)急不可耐了,感覺三步并作兩步,一路小跑飛奔。我們?cè)械?015版充電標(biāo)準(zhǔn)已經(jīng)已經(jīng)支撐200KW了,200KW已經(jīng)不小了,就是我們現(xiàn)有存量的充電樁。就是200KW,40度、50度、60度電量的乘用車也在一小時(shí)內(nèi)充滿了。如果掐頭去尾留20%那也就幾十分鐘就充滿了。剛才陳老師說的一句話我非常贊同,電動(dòng)汽車有電動(dòng)汽車的脾氣,不能把傳統(tǒng)車的脾氣用到電動(dòng)車身上來,那個(gè)幾分鐘,我這一定要幾分鐘,我跟它卷起來了。這套是化學(xué)邏輯,那套是物理邏輯,本來就不是一套邏輯。我們現(xiàn)在的要把充電方式提升到有點(diǎn)像喝啤酒對(duì)瓶吹,太快了,快肯定是好的,但是這種步伐太快了,我害怕后面會(huì)有安全隱患、壽命隱患等一系列的隱患等著我們。
    我們產(chǎn)業(yè)在發(fā)展的時(shí)候不要把步伐走的這么快,已經(jīng)招不開我們了,200KW完了就得500KW,500KW馬上要變成兆瓦級(jí)了。我們靜下來想一想,寧可步子走的慢一點(diǎn),也不要把步子走亂了。我們只要退了一步,有可能我們前面的路都白走了。要慎重地往前發(fā)展所謂越來越大功率的充電,技術(shù)上先行,產(chǎn)業(yè)要慎重,這是我個(gè)人的一點(diǎn)想法。雖然我們?cè)跇?biāo)準(zhǔn)化上給大家做好這樣的準(zhǔn)備,但是我們想在安全上多留一些余地。
    
    三、換電標(biāo)準(zhǔn)體系的發(fā)展
    說換電之前,我想再說說動(dòng)力電池的規(guī)格尺寸。今年6月份在宜賓有一個(gè)“世界動(dòng)力電池大會(huì)”,在“世界動(dòng)力電池大會(huì)”上,苗偉部長有一個(gè)發(fā)言,直接點(diǎn)了34013的名,說我們現(xiàn)有的標(biāo)準(zhǔn)不能滿足產(chǎn)業(yè)發(fā)展了,比如34013的尺寸已經(jīng)不適用了,我們要趕緊把尺寸統(tǒng)一起來,統(tǒng)一到非常少的范圍當(dāng)中,這樣更能促進(jìn)產(chǎn)業(yè)發(fā)展,讓我們趕緊做標(biāo)準(zhǔn)。這個(gè)思路、邏輯都是對(duì)的,但是這個(gè)工作做起來遠(yuǎn)沒有那么簡單。當(dāng)時(shí)這個(gè)標(biāo)準(zhǔn)出來了,你做的產(chǎn)品和它不一致也沒關(guān)系,這個(gè)標(biāo)準(zhǔn)沒有強(qiáng)制。所以這個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的離散度是非常高的,單體、模塊、商用車單獨(dú)規(guī)格的等等。目前來講,現(xiàn)有的只有20%左右,甚至都不到20%能對(duì)上原來標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)格尺寸。
    說明幾個(gè)問題,說明我們當(dāng)年的標(biāo)準(zhǔn)化工作沒有做好,沒有對(duì)未來進(jìn)行很好的預(yù)測。同時(shí)說明我們的產(chǎn)業(yè)發(fā)展太快,無論從制造端還是需求端,都有不同的需求,這種需求和我們2017年的標(biāo)準(zhǔn)、思路、想法是不一致的。到今天來看,確實(shí)符合度不高,苗部長也針對(duì)這個(gè)標(biāo)準(zhǔn)提出了建議,這建議當(dāng)然是好的。我們后面發(fā)展的過程中也會(huì)遇到很多發(fā)展的瓶頸。為什么我要講這個(gè)規(guī)格尺寸,因?yàn)樗囊?guī)格尺寸變化和我們換電有很直接的關(guān)聯(lián)。實(shí)際上目前有兩大塊困難:
    1、整車設(shè)計(jì)的多樣性(特別是乘用車),乘用車在使用動(dòng)力電池上用四個(gè)字來形容:捉襟見肘。目前來講,動(dòng)力電池的比能量已經(jīng)很高了。但是對(duì)乘用車來講,不夠用。你給我的物理空間和重量都不能符合我的設(shè)計(jì)要求,所以為什么充電這么難,如果我們的動(dòng)力電池再大一點(diǎn)、多一點(diǎn),輕點(diǎn),可能會(huì)好一些。捉襟見肘,設(shè)計(jì)就有很多的多樣性,能塞滿的地方全部塞滿了電池,這種邏輯下對(duì)電池規(guī)格尺寸的統(tǒng)一要求也帶來了比較大的困難。
    2、電池技術(shù)的迭代。我們迭代了很多技術(shù),比如說寧德時(shí)代的麒麟電池、比亞迪的刀片電池,這遠(yuǎn)遠(yuǎn)沒在我們當(dāng)時(shí)設(shè)計(jì)的單體電池尺寸范圍之內(nèi)。如果當(dāng)年按那個(gè)標(biāo)準(zhǔn)強(qiáng)制了34013標(biāo)準(zhǔn),那就沒有新技術(shù)的產(chǎn)生了,所以標(biāo)準(zhǔn)是個(gè)“雙刃劍”,某種程度上既可以促進(jìn)產(chǎn)業(yè)發(fā)展,也可以阻礙產(chǎn)業(yè)發(fā)展。很多情況下,標(biāo)準(zhǔn)也在不斷地迭代過程中。后一步我們的規(guī)格尺寸標(biāo)準(zhǔn)也會(huì)再修訂,大家再等一年應(yīng)該就修訂完成了,在修訂過程中,我們會(huì)融入新一輪新技術(shù)、新經(jīng)驗(yàn),同時(shí)也將規(guī)格尺寸的濃縮度繼續(xù)提高,至少濃縮度變成原來的1/3,大大提高它的濃縮度。但即使到今天我也不敢說下一次規(guī)格尺寸統(tǒng)一起來的標(biāo)準(zhǔn)一定是十年以后能夠適應(yīng)產(chǎn)業(yè)80%復(fù)合度的局面,因?yàn)檫€在不斷發(fā)展的過程中。我們還要給動(dòng)力電池的規(guī)格尺寸迭代一點(diǎn)機(jī)會(huì)、一點(diǎn)時(shí)間。
    電力行業(yè)換電工作做得比較早,2010年左右就開始做起來了。汽車行業(yè)做換電標(biāo)準(zhǔn)比較晚,真正開始做換電工作,除了當(dāng)時(shí)為了迎接2008年奧運(yùn)會(huì)做了客車的電池箱尺寸標(biāo)準(zhǔn)以外,一直沒有做換電標(biāo)準(zhǔn),現(xiàn)在做的換電標(biāo)準(zhǔn),真正起步應(yīng)該在疫情前,也就是2019年的12月份,由于乘用車有換電的需求,我們才開始做了換電標(biāo)準(zhǔn)工作。
    在我們做換電標(biāo)準(zhǔn)這套體系邏輯的時(shí)候,我們用了三個(gè)層次關(guān)系來做換電。
    1、安全性。最早汽車行業(yè)對(duì)換電是謹(jǐn)慎的,因?yàn)橛X得電池?fù)Q來換去,一定會(huì)對(duì)它的安全產(chǎn)生影響。電動(dòng)汽車的安全絕大多數(shù)標(biāo)準(zhǔn)或者說100%的標(biāo)準(zhǔn)都和動(dòng)力電池有關(guān),如果動(dòng)力電池?fù)Q來換去,在汽車準(zhǔn)入上就是比較大的漏洞。所以最早我們沒搞換電標(biāo)準(zhǔn),后來換電產(chǎn)業(yè)推動(dòng)把這扇門打開的時(shí)候,我們第一個(gè)要求的就是換電安全要求,頻繁換電過程中一定會(huì)有很多安全漏洞,我們要把這些漏洞補(bǔ)上,所以有了40012標(biāo)準(zhǔn)。前兩天有一個(gè)免稅政策,免稅政策也把這個(gè)標(biāo)準(zhǔn)引入進(jìn)來,應(yīng)該也是全世界唯一的一個(gè)車輛換電安全標(biāo)準(zhǔn)。安全一直是首位,商用車的安全標(biāo)準(zhǔn)正在制定中。
    2、互換性。
    3、使用性。
    就按這三個(gè)基本層次做了換電標(biāo)準(zhǔn)?,F(xiàn)在我們看看標(biāo)準(zhǔn)體系,40032標(biāo)準(zhǔn)已經(jīng)發(fā)布了,這是我們疫情期間發(fā)布的標(biāo)準(zhǔn)。后續(xù)一系列的標(biāo)準(zhǔn),凡是報(bào)批字樣的標(biāo)準(zhǔn)就蓄勢(shì)待發(fā)了,我們已經(jīng)全部報(bào)到工信部了,5個(gè)標(biāo)準(zhǔn)已經(jīng)出號(hào)了,馬上就能夠發(fā)布了。我們換電的基本邏輯有這樣幾個(gè),一是對(duì)電池包尺寸的互換性要求,二是對(duì)電器接口、冷卻接口、鎖緊方式等等,三是車對(duì)電池的通信協(xié)議進(jìn)行了要求。目前商用車的五個(gè)標(biāo)準(zhǔn),已經(jīng)有QC/T1201.1、.2、.3、.4、.5五個(gè)標(biāo)準(zhǔn),這個(gè)標(biāo)準(zhǔn)蓄勢(shì)待發(fā),馬上就發(fā)出來了,標(biāo)準(zhǔn)號(hào)已經(jīng)有了,如果樂觀的話應(yīng)該就這幾天了,因?yàn)轳R上就到2024年了,這個(gè)標(biāo)準(zhǔn)可能馬上要發(fā)布出來了。
    乘用車標(biāo)準(zhǔn)我們也已經(jīng)審查完5個(gè)了,和商用車是同步的。最后給大家說說商用車換電安全的標(biāo)準(zhǔn),我們當(dāng)時(shí)做了乘用車換電安全,現(xiàn)在商用車換電和乘用車的換電邏輯差別比較大。(如圖)這是商用車換電安全的邏輯思維導(dǎo)圖,我們正在做商用車換電安全的標(biāo)準(zhǔn)。也要做成國標(biāo),未來對(duì)商用車換電進(jìn)行安全指導(dǎo)。
    
    四、幾點(diǎn)思考
    現(xiàn)有充換電標(biāo)準(zhǔn)體系支撐了無論是產(chǎn)業(yè)發(fā)展還是充換電場站的發(fā)展。對(duì)于充電接口穩(wěn)定的技術(shù)路線,我們持比較積極的態(tài)度,我們對(duì)于充電標(biāo)準(zhǔn)有幾個(gè)邏輯:繼承、發(fā)展、創(chuàng)新。
    動(dòng)力電池尺寸標(biāo)準(zhǔn)在不斷完善和迭代的過程中。大功率充電也好、快充也好、換電也好,一定要以安全為重要前提。我們做快充、大功率、超大功率、兆瓦級(jí)充電的時(shí)候,我們的步子要穩(wěn)一點(diǎn)。我們可以在科研上激進(jìn)一點(diǎn),我們?cè)诋a(chǎn)業(yè)化上要穩(wěn)一點(diǎn),不斷地以安全為前提做好這個(gè)工作。我們未來也會(huì)以安全為中心,營造一個(gè)健康、安全的新能源汽車的良好產(chǎn)業(yè)發(fā)展局面,為國家新能源汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展做好汽車標(biāo)準(zhǔn)的服務(wù)工作。

 
 
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