国内电动汽车充电设施标准现状.doc

国内电动汽车充电设施标准现状一、中国电动汽车充电设施标准化现状目前，各级政府和有关企业开展了电动汽车充电技术及设施标准化工作，已经发布了10项国家和行业标准，住房和城乡建设部已经批准1项标准计划项目，目前正在编制中；在地方标准中，深圳市批准发布了9项标准，北京市正在组织开展电动汽车及充电设施标准编制，已发布1项标准。国家电网公司和南方电网公司已经批准发布了24项企业标准。此外，还有3项国家和6项行业标准已完成征求意见稿，现处于征求修改意见阶段。在已经发布的标准中，涉及到充电设施的基础标准、充电设施标准、接口标准、充电站标准以及建设运行标准。其中：充电设施基础标准4项：国家标准3项，深圳地方标准1项；充电设施标准13项：能源行业标准2项，深圳地方标准3项，国家电网企业标准4项，南方电网企业标准4项；充电接口标准12项：国家标准1项，能源行业标准1项，工信部行业标准2项，深圳地方标准2项，国家电网标准4项，南方电网2项；充/换电站标准13项：工信部行业标准1项，深圳地方标准3项，北京市地方标准1项，国家电网企业标准7项，南方电网企业标准1项；充/换电站建设运行标准2项：国家电网公司1项，南方电网1项。具体情况见下表：序号标准性质标准名称编号1.国家标准电动车辆传导充电系统 一般要求GB/T 18487.1-20012.电动车辆传导充电系统 电动车辆与交流直流电源的连接要求GB/T 18487.2-20013.电动车辆传导充电系统 电动车辆交流直流充电机(站) GB/T 18487.3-20014.电动汽车传导充电用插头、插座、车辆耦合器和车辆插孔通用要求GB/T 20234-20065.能源行业标准电动汽车非车载传导式充电机技术条件NB/T 3300120106.电动汽车交流充电桩技术条件NB/T 3300220107.电动汽车非车载传导式充电机与电池管理系统之间的通信协议NB/T 3300320108.工信部行业标准电动汽车传导式充电接口QC/T 841-20109.电动汽车电池管理系统与非车载充电机之间的通信协议QC/T 842-201010.超级电容电动城市客车供电系统QC/T 839-201011.深圳市地方标准电动汽车充电系统技术规范 第1部分：通用要求SZDB/Z29.1-201012.电动汽车充电系统技术规范 第2部分：充电站及充电桩设计规范SZDB/Z29.2-201013.电动汽车充电系统技术规范 第3部分：非车载充电机SZDB/Z29.3-201014.电动汽车充电系统技术规范 第4部分：车载充电机SZDB/Z29.4-201015.电动汽车充电系统技术规范 第5部分：交流充电桩SZDB/Z29.5-201016.电动汽车充电系统技术规范 第6部分：充电站监控管理系统SZDB/Z29.6-201017.电动汽车充电系统技术规范 第7部分：非车载充电机充电接口SZDB/Z29.7-201018.电动汽车充电系统技术规范 第8部分：非车载充电机监控单元与电池管理系统通信协议SZDB/Z29.8-201019.电动汽车充电系统技术规范 第9部分：城市电动公共汽车充电站SZDB/Z29.9-201020.北京市地方标准电动汽车 电能供给与保障技术规范 充电站DB11/Z 728-201021.国家电网公司企业标准电动汽车非车载充电机 通用要求Q/GDW 233200822.电动汽车非车载充电机 电气接口规范Q/GDW 234200823.电动汽车非车载充电机 通信协议Q/GDW 235200824.电动汽车充电站 通用技术要求Q/GDW 236200825.电动汽车充电站 布置设计导则Q/GDW 237200826.电动汽车充电站 供电系统规范Q/GDW 238200827.电动汽车非车载充放电装置通用技术要求Q/GDW 397200928.电动汽车非车载充放电装置电气接口规范Q/GDW 398200929.电动汽车交流供电装置电气接口规范Q/GDW 399200930.电动汽车充放电计费装置技术规范Q/GDW 400200931.电动汽车充电设施典型设计Q/GDW Z 423201032.电动汽车充电设施建设技术导则QGDW 478-201033.电动汽车交流充电桩技术条件QGDW 485-201034.电动汽车电池更换站技术导则QGDW 486-201035.电动汽车电池更换站设计规范QGDW 487-201036.电动汽车充电站及电池更换站监控系统技术规范QGDW 488-201037.南方电网公司企业标准电动汽车充电设施通用技术要求Q/CSG 11516.1-201038.电动汽车充电站及充电桩设计规范Q/CSG 11516.2-201039.电动汽车非车载充电机技术规范Q/CSG 11516.3-201040.电动汽车交流充电桩技术规范Q/CSG 11516.4-2010 41.电动汽车非车载充电机充电接口规范Q/CSG 11516.5-2010 42.电动汽车非车载充电机监控单元与电池管理系统通信协议Q/CSG 11516.6-2010 43.电动汽车充电站监控系统技术规范Q/CSG 11516.7-201044.电动汽车充电站及充电桩验收规范Q/CSG 11516.8-20102011年第一季度上报待批的推荐性国家标准有：序号标准名称采用国际标准1.电动汽车传导充电用连接装置 第1部分 通用要求IEC 62196-12电动汽车传导充电用连接装置 第2部分 交流充电接口3电动汽车传导充电用连接装置 第3部分 直流充电接口正在制定中的国家标准有：序号标准名称国家/行业标准1.电动汽车车载充电机与交流充电桩之间的通信协议国家标准2电动汽车非车载传导式充电机与电池管理系统通信协议国家标准3电动汽车交流充电桩电能计量国家标准正在征求修改意见标准：序号标准名称国家/行业标准1.电动汽车电池更换站通用技术要求国家标准2电动汽车非车载充电机电能计量国家标准3电动汽车充换电设施术语国家标准4充电设备检验试验规范 第一部分：电动汽车非车载充电机检验试验规范行业标准5充电设备检验试验规范 第二部分：电动汽车交流充电桩检验试验规范行业标准6电动汽车充换电设施工程施工和竣工验收规范行业标准7电动汽车充电站/电池更换站监控系统与充换电设备通信协议行业标准8电动汽车充换电设施建设技术导则行业标准9电动汽车电池箱更换设备通用技术要求行业标准二、目前中国推行的充电模式根据电动汽车动力电池组的技术和使用特性，电动汽车的充电模式存在一定的差别。对于充电方案的选择，现今普遍存在常规充电、快速充电和电池组快速更换系统三种模式。1.常规充电 蓄电池在放电终止后，应立即充电（在特殊情况下也不应超过24h），充电电流相当低，大小约为15A，这种充电叫做常规充电（普通充电）。常规蓄电池的充电方法都采用小电流的恒压或恒流充电，一般充电时间为58小时，甚至长达1O至20多个小时。 常规充电模式的优点为：尽管充电时间较长，但因为所用功率和电流的额定值并不关键，因此充电器和安装成本比较低； 可充分利用电力低谷时段进行充电，降低充电成本；可提高充电效率和延长电池的使用寿命。 常规充电模式的主要缺点为充电时间过长，当车辆有紧急运行需求时难以满足。另外，这种方式随意性大，如果没有相应的管理措施，将会对电网产生严重影响。当然，随着智能电网建设的逐步推进，如果能够实现电池与电网的信息互动，选择在负荷低谷时充电，大量的电动汽车的电池将变为移动储能单元，进而大大提高电网的经济性和稳定性。 这种充电模式通常适用于：设计电动汽车的续驶里程尽可能大，需满足车辆一天运营需要，仅仅利用晚间停运时间充电；由于常规充电以相当低的电流为蓄电池充电，因此在家里、停车场和公共充电站都可以进行；常规充电站一般规模较大，以便能够同时为多辆电动汽车进行充电。 2.快速充电 常规蓄电池的充电方法一般时间较长，给实际使用带来许多不便。快速充电电池的出现，为纯电动汽车的商业化提供了技术支持。 快速充电又称应急充电，是以较大电流短时间在电动汽车停车时间内，为其提供短时充电服务，一般充电电流为150400A。 快速充电模式的优点为：充电时间短；由于充电在短时间内（约为15-30分钟）就能使电池储电量达到50% 80%，与加油时间相仿，因此，建设相应充电站时可不配备大面积停车场。 但是，相对常规充电模式，快速充电也存在一定的缺点：充电器充电效率较低，且相应的工作和安装成本较高；由于采用快速充电，充电电流大，这就对充电技术方法以及充电的安全性提出了更高的要求，同时计量收费设计也需特别考虑。另外，就目前的电池技术来讲，快充对电池的寿命有影响，尤其是充电曲线和电池特性不一致的话，对电池的影响会更大。这种充电模式适用情况为：电动汽车续驶里程适中，即在车辆运行的间隙进行快速补充电，来满足运营需要；由于相应的大电流需求可能会对公用电网产生有害的影响，因而快速充电模式只适用于专用的充电站。3.电池组快速更换系统 通过直接更换电动汽车的电池组来达到为其充电的目的。由于电池组重量较大，更换电池的专业化要求较强，需配备专业人员借助专业机械来快速完成电池的更换、充电和维护。 采用这种模式，具有如下优点：电动汽车用户可租用充满电的蓄电池，更换已经耗尽的蓄电池，有利于提高车辆使用效率，也提高了用户使用的方便性和快捷性；对更换下来的蓄电池可以利用低谷时段进行充电，降低了充电成本，提高了车辆运行经济性；从另一个侧面来看，也解决了充电时间乃至蓄存电荷量、电池质量、续驶里程长及价格等难题；可以及时发现电池组中单电池的问题，进行维修工作，对于电池的维护工作将具有积极意义，电池组放电深度的降低也将有利于提高电池的寿命。 这种模式应用面临的几个主要问题是：电池与电动汽车的标准化，这种方式要求车上电池必须标准化，只要是标准电池就可以立即更换，速度比较快；电动汽车的设计改进、充电站的建设和管理，以及电池的流通管理等。 这种模式适用条件为：车辆电池组设计标准化和易更换；车辆运营中需要及时更换电池来满足运行，充电站中电池充电和车辆可实现专业化快速分开；由于电池组快速更换需要专业化进行，因而电池组快速更换模式只适用于专用的充电站。对于目前我国所推行的电动汽车充电模式，目前还都是一种探索的模式。国家科技部未明确是推广充电还是换电，但是国家电网公司已经明确提出了“换电为主、插充为辅、集中充电、统一配送”的商业模式。三、目前中国推行的充电接口方式 通过考虑和借鉴IEC和SAE现有的标准，同时考虑中国电网的实际情况和电动汽车推广的需要，我国目前有家庭充电、充电桩充电和地面充电机（站）充电三种充电方式，共有两种充电接口，分别是交流充电接口和直流充电接口。国家质检总局和国家标准化管理委员会于2010年11月完成了电动汽车传导充电 充电连接装置第一、二、三部分的征求意见稿。其中，电动汽车用传导式充电接口额定工作值满足如下要求：交流额定电压不超过250V AC，频率50Hz，额定电流不超过32A AC，直流额定电压不超过750V DC，额定电流不超过400A DC。1.交流充电接口（1）交流充电模式的额定值（2）充电接口功能及其触点布置方式供电接口和车辆接口分别包含7对触头，其电器参数值及功能定义如表2所示。供电接口和车辆接口的各个触头的布置方式如图1和图2所示。图1 供电插头插座触头布置图图2车辆插头插座触头布置图充电过程中的界面如图3所示，在充电连接过程中，首先连接保护接地触头，最后连接控制确认触头。在脱开的过程中，首先断开控制确认触头，最后断开保护接地触头。图3充电连接界面示意图2.直流充电接口（1）直流充电模式的额定值（2）车辆接口功能及其触点布置方式车辆插头、插座包含了9对触头，其电器参数值及功能定义如下表所示。车辆接口的各个触头的布置方式如图4所示。 图4车辆插头插座触头布置图充电连接界面示意图如图5所示。在车辆插头和车辆插座的连接过程中，触头耦合的顺序为：保护接地，直流电源正与直流电源负，低压辅助电源正与低压辅助电源负，充电通信与充电连接确认；在脱开的过程中则顺序相反。图5充电连接界面示意图2010年3月份，日本向IEC/TC23/SC23H提出了制定电动汽车直流充电接口标准的新项目提案。3月至6月，IEC各成员国对该提案进行了投票， 24个P成员国中，有17个支持（其中美国投票时附上了美国的直流接口方案），7个弃权，使得该项目提案获得立项，并成立了PT62196-3项目组。按照23H/229/NP的计划，该标准在2010年底形成CD文件，2013年形成正式标准。9月28-29日，PT62196-3项目组在日本大阪召开第一次会议，会上通报了该项目立项投票情况，讨论了该标准的WD文件，中国在现有的标准化工作基础上，向IEC 62196-3项目组提出了中国的直流接口方案。2011年4月9日-4月14日，中国专家组团赴美（底特律）参加了IEC/SC23H/PT62196-3会议，结果本次会议的详细讨论，各国专家对中国的直流充电接口提案有了更充分的了解，在IEC 62196-3标准草案中，中国方案仍然作为4个备选方案之一予以保留。该4种直流充电方案分别来自日本、美国、德国、中国。4种方案中，中国和日本的方案特点相近：和交流接口独立，采用CAN通讯控制；美国和德国的方案接近，在交流接口上扩展，使用PLC控制。但是4种方案的接口形式各不一样，具体如下：四、中国在电动汽车及充电实施示范及产业化方面的进展中国是世界最大汽车产销国，但不是汽车强国。近十年来，面对新能源汽车发展的战略机遇，中国审时度势，把新能源汽车作为未来发展的重点，通过提前布局，加大研发，加强示范，建设充电站等措施，实现了新能源汽车的快速发展，在研发和产业化方面取得了重大突破。 “十二五”期间，中国把新能源汽车列为战略性新兴产业之一。中国新能源汽车产业发展的条件基本成熟。只要中国顺应全球汽车动力电气化技术变革总体趋势，发挥中国的有利条件和比较优势，中国完全有可能率先走出一条具有中国特色的新能源汽车大规模产业化和商业化成功之路，从而加快推动中国汽车产业由大变强，实现跨越式发展。在中国新能源汽车产业政策密集出台的背景下，国内电动汽车充电站市场快速起步，包括上海、北京、深圳等重点城市在内的40多个城市已经开始电动汽车充电站、充电桩的项目建设。2007年，杭州电力公司启动纯电动电力服务车、电力工程车的示范运行，累计投入车辆15辆，建设充电站4座、公务车充电柱2个。2009年底，为迎接上海世博会，由上海电力公司投资建设的国内首座电动汽车充电站漕溪电动汽车充电站通过验收。该充电站占地面积400平方米，设有包括4个临街路边充电车位在内的9个充电车位，采用先进的计量、计费和管理方式，用户可使用电力IC卡充电。2010年，由南京市供电公司设计、建设的南京首座电动汽车充电站迈皋桥电站投运，首批由江苏省电力公司提供的三辆电车公交车在南京公交旅游1号线示范运营。2010年初，南方电网在深圳建设的首批电动汽车充电站(桩)建成投运，共启用2个充电站、134个充电桩，两个充电站内设置9台充电柜，充电容量总计达2480KW，可同时容纳18台电动车驶入。用户可通过供电IC卡进行缴费，按普通商业用电计费。除了国家电网公司和南方电网公司开始建设充电设施外，传统能源供应企业中海油、中石油积极推进充电设施的建设，纷纷与各地政府合作，在现有加油站内增加电动汽车充电设施。同时，国内知名电动汽车生产企业也积极加入充电设施的建设中来，比亚迪公司已在上海建成并正式开始运行其首个电动汽车充电站，该充电站内设4台充电柜，采用数字显示和触摸屏智能控制充电，同时充电柜具备充电刷卡、收费打印等功能。 截止2010年，国内41个重点城市已建成电动汽车充电站76座，其中，上海、山东、江苏等华东地区城市建设力度较大。下表所示为2010年中国主要城市电动汽车充电站建设情况。2010年中国主要城市电动汽车充电站建设情况（单位：座）下图所示为杭州古翠路电动汽车充电站和福州电动汽车充电站外景。 图6 杭州古翠路电动汽车充电站外景 图7 福州电动汽车充电站外景在多年开展小规模示范运行的基础上，2008年北京奥运会，中国近600辆自主研发的各类新能源汽车成功进行奥运史上最大规模的示范运行，经受住了考验。