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如何给电动车“充电”和“换电池”?

随着国内外电动汽车推进力度不断加大,电动汽车技术路线也呈现多样化发展,标准化和安全性越来越被重视。笔者对电动汽车充换电设施标准化和安全性有如下思考。

一、电动汽车安全性不仅仅是整车的安全,需要全面把握的是系统安全。汽车安全一直是汽车行业首要关注和着重解决的问题。由于电动汽车电力驱动的特点,其安全性则增加了很多不同的关键要素。如基础设施建设运行的安全;用户用电中的安全;电网与电动汽车之间的相互安全影响等。

以大家讲的最多的充电为例分析。中国很少家庭有两辆车,基本上一车多用,大城市高楼林立,充电设施不可能随意到处建设,充电桩不仅难装,更难于安全管理,残缺的电话亭就是样板。还有,当操作者从拿起充电连接器开始,各环节的安全问题就开始出现了。充电桩是否漏电?插头是否漏电?插头是否正确连接?充电自动检测是否正常?充电过程中汽车电气控制系统、电池及管理系统等是否正常工作?电网运行是否稳定?充电时天气是否良好?车主离开后如何保证充电过程中的财产安全?等等。每个问题的出现都可能造成人身伤害,造成汽车和充电桩的设备损坏、电网故障。

因此,四轮电动车的安全性问题,已不再是整车的安全,而与充换电设施自身的安全,充换电过程的安全和电网安全密切相关。应该以系统管理的观点抓好电动汽车安全,遵守安全第一,预防为主、综合治理的方针,把保人身、保设备(汽车、充换电设备)、保电网安全作为第一位工作来抓,形成有效地高压电气和低压用电的安全保证体系和监督体系,有效防范各种电气故障,做到安全工作的可控、在控。

二、中国需要更多符合中国国情的标准化产品。目前,美、德、日等国的大车企以自己主要车型提出了相应的充电理念,推出了解决方案,并推动上升到国际标准,这有利于我们向其他国家企业学习借鉴。但是,世界电动汽车的市场在中国,充电难题也在中国。中国国情太复杂了,有别于汽车大国,国外汽车企业的方案未必能够照搬。例如,国外几个厂商推动的快充方案,其实是人为设计的,缺乏实证。电池作为成熟产品应用与电动汽车在未来三年不会有根本的突破已是世界主流共识,快充的的确确影响电池性能和寿命,在美国日产聆风也受到电池寿命质疑吗,同时快充方式没有考虑到对电网的冲击、电能质量及安全的影响。经过前一阶段时间的交流,包括丰田公司在内的几家外国厂商对此都形成了共识。再比如,从完成充电功能来说,交直流充电集成式或组合式接口标准对于整车和驾驶者来说是方便的,也有其自身的合理性和经济性。但是,一个接口设计,尤其是其作为应用部件所考虑的因素远不是这样简单。问题是目前电动汽车车型多样化、技术路线多元化、市场需求多层次,而且没有量产的阶段,这一接口的适应性值得商榷;其次,在电池不能满足大电流快速充电的情况下,一根电缆里直流交流混合需要多增加两根承载大电流的直流线芯,不同的车充电电流大小不同,进而线径不同,造成设计制造复杂和材料的浪费;再次,这样的设计仅从解决充电角度考虑,缺乏对充电方案中电网环节的认识,充电桩的外电源功率必须按照最大用电容量设计,相应的电力设施配套要逐级提高;由于要按照最大需求功率配置,电网设备和发电设备提高了大量冗余,电力系统需要增加大量投资。

实事求是讲,中国传统汽车技术长期落后,缺乏话语权,现在到了电动汽车,这种现象依然在延续着。但是,电动车与传统车的不同在于能源供给。燃油存储在加油站的油罐里,而电基本不是事先存储的,电是特殊商品,发电、输电和用电同时完成。那么,各国的电力体制、电力设施、电力法规、电力运营、电价机制有着很多区别,用电自然不同。几年来,我国高度重视电动汽车基础设施标准化工作,已完成充换电设施相关国标13项、行标17项,形成了系统标准体系。同时,我国的换电技术、有序充电技术、智能充换电管理、三网融合的智能服务网络等基础设施建设规模和方案都比国外更丰富、更实用、更有效。因此,按照国外国情和理念设计的电动汽车及产品来到中国,更应以中国的应用为依据和实证,做出改善和调整,使之适合中国国情。总之,国内外有关行业应加强交流合作,通过标准化工作促进各方达到共识和合作。

三、把握好电动汽车标准化管理工作与发展数量、质量及发展方向的关系。我国已经确定纯电驱动是电动汽车的战略取向,其更为深刻的意义是减少对化石能源的依赖,保证我国能源安全的必然要求;是减少严重环境污染,造福子孙后代,推动生态文明建设的重要举措;是实现汽车产业战略转型,促进经济社会发展的战略选择。标准化工作应以此为重点,支撑和促进电动汽车发展。但是,在试点示范推进工作过程中,受各种因素影响,个别地方出现了为追求完成新能源与节能汽车数量指标,大力推进混合动力汽车的情况,尤其是大量混合动力大巴急速推进。众所周知,一些汽车产业大国是以乘用车体系为本,我国城市的交通国策是大力发展公共交通。纯电动大巴在城市运行,不论是从能耗、排放,还是技术成熟度与产品竞争上,还是商业模式与综合经济性效益,都积累了丰富经验。以纯电动为取向,以换电为主的模式与发展方向的高度契合,已经得到国内外各界认同,《电动汽车换电设施安全要求》国际标准提案获得IEC通过。如果以混合动力是过渡为由大力推进,其实是舍近求远、舍本求末、舍长取短,造成各方面的损失。相反,科学客观的技术经济比较,集中优势发展纯电动汽车,尤其是电动大巴,避免走弯路和回头路,能够为打造中国纯电动汽车创造条件,能够为中国纯电动汽车标准化走向世界打下基础。

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