12月21日—22日,由充換電百人會、中國充電樁網主辦,上海賀勵展覽有限公司、上海賀勵商務咨詢有限公司承辦的2023第四屆中國國際換電模式產業大會(簡稱:金磚換電論壇)在上海大華虹橋假日酒店盛大舉辦。大會以“構建換電產業發展新機遇”為主題,政策賦能,新能源換電產業逆勢崛起,深入探討推動換電協同發展,共話換電挑戰與機遇,共議產業創新的新趨勢。
中國汽車技術研究中心有限公司/中國汽車標準化研究院 高級技術總監 劉桂彬 發表了《電動汽車充換電標準的發展與思考》的主題演講,匯報分為四個部分,他表示: 為什么我總講這件事情?電動汽車標準發展對我們產業化的發展起到了非常重要的作用,而且我本人從1998年就參與了這項工作,我也是唯一的五任標委會委員,我也是唯一的一個存在了,其他人都已經退出了這個組織,陳老師是我們第三屆的副主任委員,我現在也從委員熬到了秘書長,現在在管理這電動汽車標準化工作。 有這么幾句話給大家匯報一下,從無到有、從少到多、從國內到國際,從引進到輸出。我們最早18384標準,就是ISO6469抄過來的,那是我們的第一個標準。后來我們中國發展一系列標準,一百多個了,現在我們中國的很多標準已經布局到“一帶一路”國家,很多國家都用我們的標準。比如說接口標準,現在俄羅斯、智利、馬來西亞很多國家都在用中國的接口標準。現在以色列屬于發達國家,它也在使用我們中國的超級電容標準,這些都是我們電動汽車標準發展的榮譽。不管我們從國內到國際,也就是我們把中國標準變成世界標準了,還要把我們的標準推廣到世界的其他國家去,這是比較高的境界了,我們電動汽車標準正在做這樣的工作。 我給大家說說電動汽車標準的保有量,從1999年到2023年,這個標準的保有量是不是跟我們產業發展是一致的,我覺得是一致的,這也證明了標準對產業發展起到了強有力的支撐作用。所以我們說如果沒有一個良好的標準體系,就不可能有健康發展的產業,我們標準化也在產業發展中起到了突出作用。 這是我們電動汽車標準體系建立的思路,我們為什么能做一百多個標準,實際上就是我們的“三電系統”,電池、電機、電控和充電。電池、電機、電控是“三電”,實際上充電也有它的特殊性,這四部分就是電動汽車標準的邏輯。我們有一套完整體系,這套體系應該分到了五個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個標準,到今年年底或者明年年初,大家看到的就不是19個了,我們要把一大部分的換電加進去,大概有10個。明年你再看到的時候應該就是29個或30個了,因為我們有一大批標準已經報批了,甚至已經蓄勢待發,可能明天,可能后天,至少有5個標準馬上要發布,因為標準號已經出來了,商用車換電的5個標準馬上就出來了,這是非常鮮活的數據。我們這套充換電標準中什么標準最多?安全,這個一定是基礎,電動汽車不管是充電、換電還是其他領域,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準。 講充換電標準體系的時候,我簡單給大家回顧了一下接口標準。我們和電網通過幾年的努力,我們2001年從當時沒有接口,2006年才有通用的要求,那時候也還是沒有接口標準,直到2011年形成20234接口標準。(如圖)這是新能源充換電站的保有量,剛才兩位專家都說了。這里有一個邏輯,我們現有這套充換電標準支撐了我們充換電場站的產業發展。 大功率充電,現在我們都講大功率充電、兆瓦級充電的補能方式,我也想談自己的觀點,最近我個人感覺我們在充電功率的提升上走的步子有點快了,我們有點急不可耐了,感覺三步并作兩步,一路小跑飛奔。我們原有的2015版充電標準已經已經支撐200KW了,200KW已經不小了,就是我們現有存量的充電樁。就是200KW,40度、50度、60度電量的乘用車也在一小時內充滿了。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,電動汽車有電動汽車的脾氣,不能把傳統車的脾氣用到電動車身上來,那個幾分鐘,我這一定要幾分鐘,我跟它卷起來了。這套是化學邏輯,那套是物理邏輯,本來就不是一套邏輯。我們現在的要把充電方式提升到有點像喝啤酒對瓶吹,太快了,快肯定是好的,但是這種步伐太快了,我害怕后面會有安全隱患、壽命隱患等一系列的隱患等著我們。 我們產業在發展的時候不要把步伐走的這么快,已經招不開我們了,200KW完了就得500KW,500KW馬上要變成兆瓦級了。我們靜下來想一想,寧可步子走的慢一點,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。要慎重地往前發展所謂越來越大功率的充電,技術上先行,產業要慎重,這是我個人的一點想法。雖然我們在標準化上給大家做好這樣的準備,但是我們想在安全上多留一些余地。 說換電之前,我想再說說動力電池的規格尺寸。今年6月份在宜賓有一個“世界動力電池大會”,在“世界動力電池大會”上,苗偉部長有一個發言,直接點了34013的名,說我們現有的標準不能滿足產業發展了,比如34013的尺寸已經不適用了,我們要趕緊把尺寸統一起來,統一到非常少的范圍當中,這樣更能促進產業發展,讓我們趕緊做標準。這個思路、邏輯都是對的,但是這個工作做起來遠沒有那么簡單。當時這個標準出來了,你做的產品和它不一致也沒關系,這個標準沒有強制。所以這個標準的離散度是非常高的,單體、模塊、商用車單獨規格的等等。目前來講,現有的只有20%左右,甚至都不到20%能對上原來標準的規格尺寸。 說明幾個問題,說明我們當年的標準化工作沒有做好,沒有對未來進行很好的預測。同時說明我們的產業發展太快,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年的標準、思路、想法是不一致的。到今天來看,確實符合度不高,苗部長也針對這個標準提出了建議,這建議當然是好的。我們后面發展的過程中也會遇到很多發展的瓶頸。為什么我要講這個規格尺寸,因為它的規格尺寸變化和我們換電有很直接的關聯。實際上目前有兩大塊困難: 1、整車設計的多樣性(特別是乘用車),乘用車在使用動力電池上用四個字來形容:捉襟見肘。目前來講,動力電池的比能量已經很高了。但是對乘用車來講,不夠用。你給我的物理空間和重量都不能符合我的設計要求,所以為什么充電這么難,如果我們的動力電池再大一點、多一點,輕點,可能會好一些。捉襟見肘,設計就有很多的多樣性,能塞滿的地方全部塞滿了電池,這種邏輯下對電池規格尺寸的統一要求也帶來了比較大的困難。 2、電池技術的迭代。我們迭代了很多技術,比如說寧德時代的麒麟電池、比亞迪的刀片電池,這遠遠沒在我們當時設計的單體電池尺寸范圍之內。如果當年按那個標準強制了34013標準,那就沒有新技術的產生了,所以標準是個“雙刃劍”,某種程度上既可以促進產業發展,也可以阻礙產業發展。很多情況下,標準也在不斷地迭代過程中。后一步我們的規格尺寸標準也會再修訂,大家再等一年應該就修訂完成了,在修訂過程中,我們會融入新一輪新技術、新經驗,同時也將規格尺寸的濃縮度繼續提高,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格尺寸統一起來的標準一定是十年以后能夠適應產業80%復合度的局面,因為還在不斷發展的過程中。我們還要給動力電池的規格尺寸迭代一點機會、一點時間。 電力行業換電工作做得比較早,2010年左右就開始做起來了。汽車行業做換電標準比較晚,真正開始做換電工作,除了當時為了迎接2008年奧運會做了客車的電池箱尺寸標準以外,一直沒有做換電標準,現在做的換電標準,真正起步應該在疫情前,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準工作。 在我們做換電標準這套體系邏輯的時候,我們用了三個層次關系來做換電。 1、安全性。最早汽車行業對換電是謹慎的,因為覺得電池換來換去,一定會對它的安全產生影響。電動汽車的安全絕大多數標準或者說100%的標準都和動力電池有關,如果動力電池換來換去,在汽車準入上就是比較大的漏洞。所以最早我們沒搞換電標準,后來換電產業推動把這扇門打開的時候,我們第一個要求的就是換電安全要求,頻繁換電過程中一定會有很多安全漏洞,我們要把這些漏洞補上,所以有了40012標準。前兩天有一個免稅政策,免稅政策也把這個標準引入進來,應該也是全世界唯一的一個車輛換電安全標準。安全一直是首位,商用車的安全標準正在制定中。 就按這三個基本層次做了換電標準。現在我們看看標準體系,40032標準已經發布了,這是我們疫情期間發布的標準。后續一系列的標準,凡是報批字樣的標準就蓄勢待發了,我們已經全部報到工信部了,5個標準已經出號了,馬上就能夠發布了。我們換電的基本邏輯有這樣幾個,一是對電池包尺寸的互換性要求,二是對電器接口、冷卻接口、鎖緊方式等等,三是車對電池的通信協議進行了要求。目前商用車的五個標準,已經有QC/T1201.1、.2、.3、.4、.5五個標準,這個標準蓄勢待發,馬上就發出來了,標準號已經有了,如果樂觀的話應該就這幾天了,因為馬上就到2024年了,這個標準可能馬上要發布出來了。 乘用車標準我們也已經審查完5個了,和商用車是同步的。最后給大家說說商用車換電安全的標準,我們當時做了乘用車換電安全,現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圖,我們正在做商用車換電安全的標準。也要做成國標,未來對商用車換電進行安全指導。 現有充換電標準體系支撐了無論是產業發展還是充換電場站的發展。對于充電接口穩定的技術路線,我們持比較積極的態度,我們對于充電標準有幾個邏輯:繼承、發展、創新。 動力電池尺寸標準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、兆瓦級充電的時候,我們的步子要穩一點。我們可以在科研上激進一點,我們在產業化上要穩一點,不斷地以安全為前提做好這個工作。我們未來也會以安全為中心,營造一個健康、安全的新能源汽車的良好產業發展局面,為國家新能源汽車產業發展做好汽車標準的服務工作。