
7月7日,2021第七屆中國國際電動汽車充換電產業大會(簡稱金磚充電論壇))在上海汽車會展中心
順利召開。本屆金磚充電會議為期兩天,主題為“聚力高質量 賦能新發展”,采用“會議論壇+展覽展
示+體驗營銷三位一體的創新模式,多項重點活動同期同地舉辦,充分協同聯動,品牌效應和影響力
大幅提升。
中國電力企業聯合會電動汽車與儲能分會秘書長劉永東出席論壇并發表主題演講——《提升安全性、
確保兼容性,推動產業發展》。
確保兼容性,推動產業發展》。

以下為演講實錄:
謝謝余司長,接下來我給大家做一個匯報。我匯報的題目是《提升安全性、確保兼容性,推動產業發展》。這個題目我也是這段時間想的比較多,之前這個大會我前兩年談了很多關于電動汽車、充電設施技術的發展趨勢和標準化的情況,所以今天不想重復去講這些相關事情。其中有一點比較重要,也是大的發展趨勢,關于大功率充電問題、快充問題。
快充問題我在很多場合談的比較多,從2016年開始嘗試開展大功率充電的預研工作,包括技術的預研,實驗示范的驗證,標準的預研工作,取得很大成績。在過程當中不斷解決,不斷去回答很多各種各樣的疑問,比如說我們到底有沒有必要性。
從2016年剛提出的時候,大家認為沒有必要,因為我們車續航才200公里,300公里,不需要搞350千瓦這樣的大功率充電,后來這個問題也得到了解決。
在過程中間大家有疑問,我們的電池行不行,2C、3C、4C能不能支撐,產業能不能銜接,因為快充核心是電池問題,這個問題隨著這幾年電池技術的快速進步,這個問題也得到了解決。
后來又有一個疑問,這么大的功率,電網能不能支撐,包括我們的儲能在內,包括跟電網的協同在內,這個問題也得到了解決。應該說大功率的快充和電網的互動不會產生對電網沖擊的問題。
在這個過程中還有一個非常重要的話題,我們到底走2015版加冷卻升級還是走新的接口升級,其實這個問題在2017年的時候已經討論過,當時提出要采取一個新的技術路線,來解決一系列的相關問題。在這個過程中我們提出“Chao Ji”充電技術路線,最近這個問題又在反復討論,又回到根本不能問題,我們為什么不能走2015年加冷卻,實現大功率充電。
選用Chao Ji到底有什么好處,這個里面兩個問題的核心點回歸到技術的本質,回歸到選擇技術路線的初心和使命,你的出發是點什么,什么角度來考慮。實際上這個話題回歸到兩個非常核心的一點:安全性、兼容性。
因為電動汽車企業的發展,充電設施的產業發展,最根本的點是保證安全的基礎上,促進技術進步,技術肯定在進步,產業在不斷發展。這里面技術的進步必然帶來“兼容性”的問題,我們不能對現有的產品和技術全部重建,這是不現實的問題。
在2011年接口標準上升到2015版接口標準的時候,當時我們做了一些產業升級改造,包括運營商對公共樁做了升級改造,包括車企召集車對車的通信協議做了改造,事實證明這條路線對行業震動比較大。
今天就聚焦兩個點:安全性、兼容性,談談如何在大功率充電產業升級過程中,到底應該怎么思考,以什么角度考慮這個問題。
這張圖展示的是Chao Ji充電技術的架構圖,研究過程中,我們發現一個問題,Chao Ji是一個技術路線,不是簡單的接口。大家經常認為這就是一個接口,一個是過去圓的9幀,一個是帶扁形的Chao Ji接口。
從這個圖可以看出來,隨著充電功率的上升,電壓電流的變化帶來一系列的安全問題,比如說充電系統,從現在大概500V左右的電壓提升到將近1000V,背后帶來一系列的系統安全問題需要考慮。
比如通信協議。過去通信協議比較簡單,就解決充電問題,解決身份識別問題、信息安全問題、維修機的問題等等。在整個新的充電功能的需求上,需要在通信協議里面得到完全的兼容和平等的過渡。充電連接器也是大家最關心的問題,也是大家最容易看得見的問題。另外是充電導引電路,整個充電過程,導引電路必須保證充電系統的安全;還有電池的熱管理,不光是電池本身的熱管理,還有包括連接器、電纜、充電機系統整個溫度管控。
這張圖簡單介紹了一下Chao Ji充電的技術解決方案,目前有什么優勢,解決了現有2015版存在的客觀問題,引入了新功能,包括大功率充電,包括慢充直流化的技術路線,也適應未來的發展,可能我們需要更大的功率,包括最近歐美正在做重卡的900千瓦以上的大功率充電,他們也提出一個新的接口方式問題,不見得想采用現有的CCS標準。另外就是兼容性問題,還有就是跟國際接軌。
后來我們發現,過去我們是2016年起始于大功率充電,到現在我們更多談的是下一代直流充電路技術路線的升級,不只是解決大功率充電問題,現階段大功率充電是比較容易切入的場景點。
2015版客觀來講,為中國電動汽車產業的發展發揮了重大的規范性作用,支撐性作用。客觀看待,當時2015年的時候,我們對產業的發展、對技術認識不是特別的系統性的研究、去解決,存在這樣那樣的問題,這個問題實際上不止是GB標準,同樣的CHAdeMO標準,同樣的SSI標準也是存在的。比如說端口的安全性IPXXB風險問題,比如說目前充電槍的薄壁比較薄,易損的問題。比如說PE斷針中斷的問題等一系列問題都可能存在。
具體來講:
第一個是IPXXB的問題。GB2015版充電槍的開孔尺寸為12mm, 人的手指可以觸碰的風險,這是安全的底線,在現實生活中相對比較少,但是從安全角度上來講,這是必須保證的安全底線問題。從,Chao Ji接口來講,從12mm改成了10mm,滿足了IPXXB的安全要求。
第二個是導引電路,現在導引電路很難能夠準備/解決包括PE斷針,包括緊急充電、事故下緊急停機的問題,這里面沒有過去的方案是采用硬件接觸的方式來判斷的,因為受制于當時的認識,后來我們判斷一旦出現緊急需要停機的情況下,現在采用通信協議的方式,而軟件的方式必然存在著這樣那樣的誤判或者漏判的情況,需要采用應急的方式實現緊急停機。
第三個關于充電槍最薄的地方,特別易損,特別現在的充電機一般在室外采用無人值守的方式,我們經常看到充電槍隨地扔的情況,充電槍的易損是非常影響經營成本的重要因素。
當年,2015版的時候,我們增加了電子鎖,采用了“電子鎖+機械鎖”串聯的方式解決,當時行業內爭議比較多的是,到底電子鎖放在車端還是樁端,但是受制于當時的產業現狀和當時的認識,實際上我們把它放在了槍端。事實證明,電子鎖放在槍端存在太多不可靠的因素的影響,造成了很多電子鎖失效的情況。電子鎖一旦失效,帶來的結果,也就是插上很可能存在帶電拉拔的問題,這樣容易造成安全隱患。新的方案,我們把電子鎖放到了車端,更加能夠有效保證電子鎖正確的實施。
這張圖可能大家見的比較多,最左邊是Chao Ji接口,第二個是GB/T的接口,后面CHAdeMO和CCS的接口。從尺寸上做的比較小,當年2018年的時候,當時行業內共同設計方案的時候,實際上是先提需求,幾乎所有的車企提了唯一一個需求,接口越小對車型的布置設計會更好。
下一個話題是兼容性。兼容性也是當前談的比較多的,兼容性自然要保證對過去的產品、過去的系統要實現兼容,同時也要考慮到今后的發展,它的技術發展要實現平穩過渡。所以說,我們認為兼容是指:兩個系統在安全的前提下,實現互換性的問題,實現平穩過渡的問題。
從兼容性來看,包括兩部分內容。一個是先前兼容,一個是向后兼容。向前兼容指:開發一代新的技術必須在老系統的情況下,也能實現我們的功能;第二,向后兼容,我們技術不斷進步,現在是新系統,可能過了5年、10年以后,這個技術還在發展,如何能夠兼顧向后的發展,能夠預留發展空間,這需要提前設計。也就是說要實現向前兼容和向后兼容。
這里面涉及到一個比較大的概念,我們希望能夠系統考慮,而不是就某個功能,就某個點解決相關問題。對于充電樁,對于車來講,實際上要解決“新車用老樁,老車用新樁”的問題,要實現新車新樁、老車老樁平穩過渡,能夠實現充電需求問題。
要實現這個功能,首先第一步要實現辨識。插上槍的一瞬間,讓車和樁知道對方是什么,你是2015還是大功率充電或者新的一套系統,而這種識別有兩種,硬件識別和軟件識別。當然我們認為硬件識別是最可靠的,它能夠識別速度快、準確、抗干擾能力強。軟件識別也行,靠背后的通信協議來解決,但是通信協議存在各種情況下,很可能造成失誤的問題,所以我們認為硬件識別才是解決問題的首選。
假如兩個系統在很多功能的情況下存在參數差異的話,會帶來兼容性問題。我們的車、充電是車和樁兩個系統一同開展工作,不是單方面的事情,特別是當年在2015年接口標準發布以后,行業內開展大量測試活動,希望車、樁兩端能夠滿足相關標準,按照同一個語言去握手、通信,我們的充電才能進行。在這個過程中,需要雙方面的參數實現匹配,才能保證充電的過程。所以我們認為接口相似實際上并不代表兼容,因為我們是一個系統,插上槍的瞬間背后是通信協議,背后是控制導引電路,背后是兩個系統之間的匹配問題,接口可能只是其中一個容易看得見的因素。在過程中間,安全性是第一位的。
2015版的標準,實際上會存在一些問題。比如說我們沒有一個硬件的辨識機制,當時采用一種軟件識別的方式,特別是現在2015版標準沒有一個機制,遇到了版本識別不清楚的情況下如何處理,實際上整個控制上面沒有這一條,這會帶來一個問題,一旦樣子長的一樣,插上槍以后,兩邊系統就存在識別匹配的問題,特別隨著新的功能,包括即插即充,包括放電、信息安全比較多以后,實際上帶來一個潛在的風險,也就是說我們在握手的一瞬間需要辨識的時長比較長,這里面會帶來一個延時的問題。
前段時間我們專門去調研過,搜集過現在目前充電運營商在充電過程中造成充電失敗或者存在安全隱患問題中排第一位的就是握手超時,造成停機充電的問題。
隨著今后充電的需求功能越來越多,在握手的一瞬間可能需要交互的信息很多,這時候更容易造成相互之間的握手不成功的情況下,我們始終認為采用軟件識別會帶來一定的不可靠或者不兼容的問題,采用硬件識別的方式比較容易解決這個問題。另外還要考慮到剛才談到當年2015版存在很多定義模糊的地方,需要去解決。
2015版采用了硬件識別方式,采用了重新定義了一瞬間插上槍,采用適配性的方式解決這個問題,這時候比較容易切換。同時,也采用了今后預留的發展空間,包括今后會需要自動識別、自動充電,就需要在端面上為今后的自動充電的識別能夠提供辨識,為今后更大功率的充電能夠奠定基礎,同時也能夠實現與CHAdeMO/CCS/GBT2015兼容的問題。
當年2013、2015需要對基于現有的車和改造實現產業升級,這條路從實踐上來看,很難實施。特別是現在面臨新一輪技術的技術,新的技術要應用,采用什么樣的方式變得尤為重要。我們不可能再采用過去當年2015版那種產業升級的方式,需要改造就有的車、改造就有的樁,因為我們需現在電動汽車的保有量已經超過了將近快600萬輛,我們不可能采用這樣的方式,所以我們希望采用適配器的方式,過去的就是過去的,新的就是新的,這樣對于用戶來講,很容易識別,也很容易辨識,而且采用硬件識別的方式解決版本識別的問題,從而能夠解決一系列背后的安全風險隱患的問題。
以上就是我的匯報,謝謝!