研究報告
2016年5月10日 第2號（總14號）
提高電動汽車充電設(shè)施的安全性
——中國電動汽車百人會“充電安全與效率研討會”綜述
摘要：隨著我國電動汽車市場化進程的加快，政府推出了一系列推動充電基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的政策和措施，取得了積極的成果，但也出現(xiàn)了一些問題。
為了系統(tǒng)研究充電基礎(chǔ)設(shè)施推廣中發(fā)生的問題并尋找解決辦法，中國電動汽車百人會于4 月28 日召開了“電動汽車熱點問題系列研討會II：充電安全與效率”，邀請了國內(nèi)外充電設(shè)施相關(guān)企業(yè)代表和研究機構(gòu)相關(guān)專業(yè)人員以及國家相關(guān)部門的負責(zé)人，從技術(shù)開發(fā)、標(biāo)準(zhǔn)制定、行業(yè)準(zhǔn)入、市場推廣、用戶使用等角度，討論了提高電動汽車充電安全性的技術(shù)、充電設(shè)備的安全標(biāo)準(zhǔn)化、充電設(shè)施安裝過程中的安全要求、充電設(shè)施的維護保養(yǎng)、充電過程中的安全監(jiān)控、提高充電便利性等議題，為完善充電基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)提出了技術(shù)和政策方面的建議。
一、充電設(shè)施安全是系統(tǒng)工程
充電設(shè)施的安全性包括基本安全、自主安全、環(huán)境安全、通訊安全四個領(lǐng)域。基本安全是指充電設(shè)備結(jié)構(gòu)化的安全保護措施；自主安全是指充電設(shè)備發(fā)生故障時的自主保護措施；環(huán)境安全是指充電設(shè)備在運行過程中受周邊環(huán)境的影響因素；通訊安全是指充電設(shè)備與其他設(shè)施之間的訪問、信息驗證的保護。
電動汽車的充電安全需要技術(shù)、設(shè)備、監(jiān)控、管理多個方面協(xié)同合作，在整個系統(tǒng)上建立防控體系，而不僅僅是從其中的某一方面入手，只有這樣，才能保證充電基礎(chǔ)設(shè)施的整體安全。
二、現(xiàn)有充電設(shè)施存在的問題
（一）設(shè)計、制造、安裝環(huán)節(jié)有所欠缺
據(jù)不完全統(tǒng)計，2015 年以來，我國已發(fā)生7 起純電動客車、混合動力客車自燃事故。人們的注意力多集中整車和電池問題上，但其中幾起事故卻肇始于充電設(shè)施。一個典型的案例是：一輛正在充電客車的動力電池已經(jīng)充滿，但因未接收到BMS停止充電信號，充電又持續(xù)了72 min，過充電量達到58kWh，造成多個電池箱先后發(fā)生電池?zé)崾Э亍㈦娊庖盒孤瑢?dǎo)致短路，發(fā)生火災(zāi)。其技術(shù)上的缺陷是：主控模塊死機、BMS 缺少主控模塊異常保護機制、充電設(shè)備缺少主動保護機制、監(jiān)控系統(tǒng)缺少相應(yīng)的判斷報警機制，以及運營人員缺少異常判斷經(jīng)驗。
近年來，有關(guān)部門在對部分充電設(shè)施的檢測中也發(fā)現(xiàn)很多安全問題。如充電樁直流充電結(jié)束后，電壓下降緩慢，此時用戶如果觸及充電槍端子，就可能觸電；車輛請求的充電電流發(fā)生變化時，充電機不能及時響應(yīng)，造成過充電；當(dāng)充電機與車輛之間的CAN通信發(fā)生中斷時，充電機未能及時停止輸出電流，出現(xiàn)長時不可控狀態(tài)。
（二）產(chǎn)品質(zhì)量存在問題
商務(wù)車充電樁的建設(shè)有一個特點，車駐停在哪里就在哪里充電，用車企業(yè)往往不懂技術(shù)，同時又對充電提出一些特殊要求。
比如充電電流應(yīng)為10安培，但為了快，要求充電機用30安培、50安培電流去充。有些廠家的產(chǎn)品也存在質(zhì)量問題，比如BMS發(fā)出充電停止指令，充電機不能立即停止，造成過充。還有充電樁材料、密封工藝達不到要求，造成充電槍拉弧、著火、甚至爆炸。
上述這些產(chǎn)品都是在2016年1月1日實施的GBT 20234.1-2015《電動汽車傳導(dǎo)充電用連接裝置》新國家標(biāo)準(zhǔn)實施前生產(chǎn)的，新國標(biāo)對此都有了具體的規(guī)定，但這些數(shù)量眾多的老產(chǎn)品目前仍在廣泛使用。
（三）客戶使用不便
客戶使用不同廠家或不同運營商、以及不同地點的充電樁時，遇到很多麻煩：用不同的充電樁或在不同的運營商處充電要購買不同的充電卡，同一個車主一般有五六張充電卡，而且都要預(yù)先充值。盡管現(xiàn)在有了手機APP，但一個車主手機上至少要下載四五個充電APP。
（四）收費計量無檢測制度
因為沒有對收費平臺的定期標(biāo)定和檢測，目前運營的公共充電站、充電樁，以及用戶家里的私人充電樁，其計費準(zhǔn)確度都無從查考。相比之下，汽車加油站的加油機、出租汽車的計價器等，技術(shù)監(jiān)督局都有周期檢測制度。
（五）國家標(biāo)準(zhǔn)對系統(tǒng)整體安全不夠明確
電動汽車充電安全保護的是用戶的生命和財產(chǎn)安全。包括電氣安全、電池安全、全系統(tǒng)的安全三個層面。但目前國家標(biāo)準(zhǔn)所著重管控的是電池單體的安全，而對電池組以及整車安全的要求不明確、不具體。
（六）基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)重樁不重配套
充電樁電力設(shè)施的配套是充電安全非常關(guān)鍵的一部分，處于老舊小區(qū)電信改造的基礎(chǔ)位置上。配套電力設(shè)施的建設(shè)、改造的投入和協(xié)調(diào)難度，并不比充電樁本身的建設(shè)和改造的難度小。
包括電網(wǎng)接入、電氣設(shè)備升級、電力供應(yīng)、充電時間分配等，都需要縝密籌劃實施。但重視充電樁建設(shè)，不重視配套體系，尤其是電力設(shè)施配套體系的認識偏差一直存在。
（七）充電設(shè)施推廣存在騙補現(xiàn)象
在個別省份發(fā)現(xiàn)充電樁也存在騙補行為。一些省份出臺的政策是依據(jù)充電實現(xiàn)的公里數(shù)給予充電基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)補貼，而有些基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)企業(yè)建設(shè)的充電設(shè)施的功率，低于其在能源局申報的功率，從而騙取財政補貼。
三、潛在的安全隱患
（一）老產(chǎn)品不滿足新標(biāo)準(zhǔn)要求
截止到2015年，我國建成充換電站3600座，公共充電樁4.9 萬個。GBT 20234.1-2015 《電動汽車傳導(dǎo)充電用連接裝置》新國家標(biāo)準(zhǔn)于今年1月1日實施之前，我國使用的是GBT 20234.1-2011 標(biāo)準(zhǔn)，該標(biāo)準(zhǔn)對很多涉及充電安全的項目未做出具體規(guī)定，比如繼電器吸合順序、電流響應(yīng)時間、絕緣診斷、輸出電流精度等。市場上出現(xiàn)的產(chǎn)品依據(jù)的是不同廠家制定的不盡相同的企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，新標(biāo)準(zhǔn)實施后，老產(chǎn)品不滿足新標(biāo)準(zhǔn)要求的問題突出出來。
（二）新國標(biāo)產(chǎn)品無一致性驗證
充電時短路、觸電、過充、通訊中斷異常輸出，是4種充電設(shè)施充電時發(fā)生的典型安全事故。GBT 20234.1-2015 《電動汽車傳導(dǎo)充電用連接裝置》完善了相關(guān)規(guī)定，大部分充電設(shè)施生產(chǎn)企業(yè)也都聲稱自己的產(chǎn)品符合國家新標(biāo)準(zhǔn)要求，但現(xiàn)有檢驗制度只“對送檢樣品負責(zé)”，市場上的產(chǎn)品是否達標(biāo)無法確定。究其原因，是因為產(chǎn)品認證制度尚未形成，無法驗證產(chǎn)品是否真的符合標(biāo)準(zhǔn)。
（三）簡易充電樁安全隱患大
目前，私人用戶廣泛使用的充電設(shè)備有兩種，一種是簡易充電樁，一種是便攜式充電線。
簡易充電樁一般包括一個插座、一個服務(wù)器、一個控制器開關(guān)和國標(biāo)要求必備的通訊手段。簡易充電樁普遍存在兩個安全隱患，一個是接地可靠性不足，一個是IP 等級防護低。
便攜式充電線，其實就是一個空調(diào)插座連接一條電線。插座額定電流一般為 16 安培，對充電線長度沒有限制，多用于用戶從住宅樓上給地面車輛充電，俗稱“飛線”。隨著私人電動汽車的增加，簡易充電樁和便攜式充電線將成為用量最大的充電設(shè)備。
（四）家用充電插座、插頭額定電流不統(tǒng)一
由于電動汽車的私人用戶迅速增加，公共充電設(shè)施越發(fā)難以滿足需求，選擇簡易充電設(shè)備在家充電的用戶越來越多。還有用戶自行將交流充電樁改裝成可移動充電器，且濫用16A/10A轉(zhuǎn)換插頭。國家相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，家用充電插座的額定電流是10安培以下，而車用充電插頭的額定電流多為16 安培，16 安培的插頭使用10 安培的插座，有可能使插座溫度升高引發(fā)火災(zāi)。
（五）立體車庫和地下車庫消防隱患凸顯
為解決停車位不足的問題，我國許多地方對現(xiàn)有立體車庫、地下車庫進行改造，大規(guī)模安裝充電設(shè)施。這些車庫晚間充電量高，瞬時用電量大，一旦一個充電樁失火，可能會引起連片火災(zāi)。
四、措施和對策
（一）對老國標(biāo)產(chǎn)品進行改造
老標(biāo)準(zhǔn)充電設(shè)施與新國標(biāo)的要求差距較大，而且在車多于樁的現(xiàn)實環(huán)境下不可能棄之不用，但不加以改造繼續(xù)使用勢必會增加安全隱患。在新標(biāo)準(zhǔn)體制下，對這些運營的充電樁的替換、升級改造是很重要的，時間拖得越長安全隱患越大。
（二）建立充電產(chǎn)品強制認證制度
單純對樣品進行檢測，不能保證批產(chǎn)產(chǎn)品性能、質(zhì)量的穩(wěn)定性和一致性，強制認證制度能夠確保建設(shè)、生產(chǎn)、銷售、使用等各個環(huán)節(jié)、全鏈條的安全性規(guī)范。
強制認證制度包括三個方面。第一是認證實驗標(biāo)準(zhǔn)的修訂，第二是認證組織機構(gòu)的構(gòu)建，第三是產(chǎn)品一致性的審查，類似于汽車產(chǎn)品的生產(chǎn)認證制度。充電產(chǎn)品的強制認證制度能夠保證批產(chǎn)產(chǎn)品性能、質(zhì)量的穩(wěn)定性、一致性，保證車和樁之間的完全兼容，從而保證安全性。
（三）加強充電設(shè)施的系統(tǒng)安全管控
在電動汽車電氣火災(zāi)的預(yù)防上，要改變重電池單體預(yù)防，輕系統(tǒng)整體預(yù)防的觀念，建立整車——電池包——模組——單體的預(yù)防思路。加強對電池組以及整車預(yù)防措施的管控，標(biāo)準(zhǔn)要更明確、更具體。
（四）限定家用充電樁額定電流
按照國家標(biāo)準(zhǔn)，充電插頭電流大于 16 安培的時候，需要安裝溫度傳感器，10 安培以下的不需要使用溫度傳感器。為方便用戶能夠在任何家用插座上給車充電，車廠應(yīng)該給電動汽車用戶配備一個家用插座，并將插頭、插座電流都限制到10 安培以內(nèi)。
（五）立體車庫和地下車庫應(yīng)重視消防
立體車庫和地下車庫的充電設(shè)施改造，應(yīng)從設(shè)計、產(chǎn)品制造、現(xiàn)場施工、安裝、日常運營多方面著手。建立消防救援機制，一旦事故發(fā)生，能夠有效、快速處置。
（六）充電設(shè)施支付互聯(lián)互通
充分借助市場的力量，借鑒銀聯(lián)卡的經(jīng)驗，實現(xiàn)充電設(shè)施使用支付的互聯(lián)互通，讓用戶使用一張卡就可解決充電問題。
（七）建立計量計費檢測制度
充電設(shè)施充電計量準(zhǔn)不準(zhǔn)、計費準(zhǔn)不準(zhǔn)，關(guān)系到消費者的切身利益。既要建立檢測標(biāo)準(zhǔn)和定期檢測制度，還要確定由誰負責(zé)檢測，目前比較公允的做法是由技術(shù)監(jiān)督部門負責(zé)。
（八）充電設(shè)施建設(shè)補貼轉(zhuǎn)為運營補貼
充電設(shè)施的運營主體應(yīng)該是運營商，但目前安全責(zé)任劃分還不明確，有汽車生產(chǎn)廠負責(zé)的，有充電設(shè)備生產(chǎn)廠負責(zé)的，也有運營商負責(zé)的。如果將充電設(shè)施的安全責(zé)任明確給運營商，并將充電設(shè)施建設(shè)階段的補貼轉(zhuǎn)移為運營階段的補貼，將設(shè)備的可靠性、服務(wù)能力、安全與營收相關(guān)聯(lián)，能夠促使運營商按照全生命周期把設(shè)備運營好，而不是簡簡單單以最快速度建成最便宜的充電樁，然后去拿國家補貼。
