國內電動汽車充換電設施標準體系

樂文海， 何春林，， 鄭正仙，， 李 燕，， 陳潘霞

（1.國網浙江省電力公司杭州供電公司，杭州 310009；2.杭州大有科技發展有限公司，杭州 310012）

國內電動汽車充換電設施標準體系

樂文海1， 何春林1，2， 鄭正仙1，2， 李 燕1，2， 陳潘霞2

（1.國網浙江省電力公司杭州供電公司，杭州 310009；2.杭州大有科技發展有限公司，杭州 310012）

電動汽車充換電設施標準化是其實現普及的必要前提，首先對國內電動汽車充換電設施標準進行分類，再對標準體系中基礎綜合、充換電設備、接口及協議等9類標準進行了分類介紹，并強調了其在電動汽車充換電設施建設和運營過程中的重要作用，最后對今后的標準化工作提出了建議。

電動汽車；充換電設施；標準體系

0 引言

隨著電動汽車推廣力度的逐步加大，電動汽車保有量快速增長，需要同步加快電動汽車充換電基礎設施建設[1]。電動汽車充換電設施的規劃、設計、建設、運營，是確保電動汽車用戶出行的可靠保障，也是滿足電動汽車能源補給需求的基礎條件。電動汽車充換電設施標準化、規范化，是其實現普及的必要前提[2]。

2015年10月，國務院辦公廳下發了《關于加快電動汽車充電基礎設施建設的指導意見》（國辦發[2015]73號），將充電基礎設施定義為新型的城市基礎設施，這意味著充電樁的建設被提升至全社會福利的高度。建立具有我國獨立知識產權的電動汽車充電設施標準體系，制訂適合我國電動汽車發展和電網建設的系列標準，可以為我國電動汽車充換電設施生產運營企業建設電動汽車充換電基礎設施提供規范性技術文件，使電動汽車充電設施的使用有章可依，有利于電動汽車的規模化推廣，從而推動電動汽車發展、實現電動汽車產業化。2015年12月28日，質檢總局、國家標準委聯合國家能源局、工信部、科技部等部門聯合發布了GB/T 27930-2015《電動汽車非車載傳導式充電機與電池管理系統之間的通信協議》等5項電動汽車充電接口及通信協議國家標準，并于2016年1月1日起實施。新標準的實施進一步提高了設施通用性和開放性，促進電動汽車及充電基礎設施產業規范、健康、可持續發展[3]。

以下將國內電動汽車充換電設施標準體系分類，并針對不同類別標準的作用進行分析，最后對今后的標準工作進行展望。

1 國內充換電設施標準體系

國內電動汽車充換電設施標準體系劃分為9類，分別是基礎綜合、充換電設備、接口及協議、檢驗檢測、規劃設計、工程建設、計量、運營管理，以及無線充電類，如圖1所示。

圖1 電動汽車充換電設施標準體系

1.1 基礎綜合

2004年發布的GB/T 19596-2004《電動汽車術語》沒有覆蓋充換電設施相關的名詞術語。由于缺乏統一的術語標準，給標準的理解與執行、標準之間的銜接以及在工程建設中的應用造成了很大障礙。因此，GB/T 29317-2012《電動汽車充換電設施術語》起到了重要的補充作用，其應用面覆蓋全國所有充換電設施，并被電動汽車上下游產業采用。

電動汽車充換電設施術語定義的統一，避免了充換電設施標識標語的重復投資建設和設施識別混亂的問題，為電動汽車用戶提供更高效的服務，同時可以為提高電動汽車充換電設施服務能力和運營質量提供依據。并且降低了用戶尋找充換電設施的時間成本，整體提高了資源利用率。

1.2 充換電設備

充換電設備類標準包括非車載交流/直流充電設備、充放電設備、電池箱、換電設備、車載終端、充換電監控系統的技術規范和通用要求等。

充換電設備類標準為充換電設備制造企業提供了生產技術依據，在設備制造方面，標準統一交流充電樁和非車載充電機的術語定義及功能項目，規范設備類型及功能配置；統一設備的外形尺寸、顯示方式、材料及工藝等型式要求；制定各類設備的招標技術規范，明確其技術要求、通信方式、試驗方法、驗收標準。這使得設備的規范化、標準化生產成為可能，使生產廠家能夠集中精力進行技術攻關，并為提高產品質量奠定技術基礎。

1.3 接口與通信協議

接口與通信協議類標準包括車與充電設備之間的接口及通信協議、充放電裝置電氣接口規范、可更換電池箱與車之間的接口和通信協議、充換電設備與監控系統之間的通信協議、運營監控系統與充換電設施之間的通信協議等。運營監控系統的通信協議方面，規定了運營監控系統和離散充電樁、站控系統和車載終端的通訊協議，闡述了數據采集的數據項、數據通信頻率和數據交換安全防護。

目前，我國電動汽車直流接口、控制導引電路、通信協議等國家標準與美國、歐洲、日本并列為世界4大直流充電接口標準，顯著提升了中國在國際充換電領域的影響力。

1.4 檢驗檢測

在試驗檢測方面，包含電動汽車交流充電樁、車載充電機、非車載充電機、傳導式充電接口、電池箱、站級監控系統檢驗技術規范，明確了測試環境、試驗項目、檢驗規則和試驗方法。

電動汽車充電設施檢驗標準，提出關鍵設備和系統試驗方法、檢驗規則，以及對產品在型式試驗、出廠檢驗、到貨驗收等階段的試驗項目，滿足產品生命周期內的技術服務要求，指導充電設施的設計、生產、驗收、維護等工作。目前該成套檢測標準已發展成為穩定成熟的技術標準體系，非車載充電機檢驗試驗規范和交流充電樁檢驗試驗規范已提升至行業標準，規范了整個行業內充電設備檢測試驗流程。

1.5 計量

計量類標準包括非車載充電機計量、交流充電樁計量，以及充放電裝置計費標準。充換電設施計量標準，促進了電動汽車充電設施計量裝置制造企業在研發、設計、制造、服務等方面的創新和進步，規范計量裝置產品安裝位置，維護電動汽車用戶利益，提高用戶體驗和購買意愿，支持電動汽車運營數據上送，支撐充換電網絡規劃布局，引導電動汽車規模化推廣方向，推動電動汽車車型升級，帶動關聯產業技術創新，促使電動汽車產業相關產品功能不斷優化和完善，持續提升產品質量。精準電能計量為充分發揮電動汽車可同時作為可控負荷和儲能單元的雙重屬性，實現電動汽車與電網雙向互動和互利共贏，提升智能用電技術水平奠定了技術基礎。

1.6 運營管理

運營管理類標準包括智能充換電服務網絡運行管理規范、充換電設施運行管理規范和電池箱維護規程。其核心為電動汽車充換電運營監控系統，運營監控系統等標準的出臺，促進了電動汽車智能充換電設備制造企業在研發、制造、服務等方面的創新和進步，并帶動了充換電設施、充換電站及車載終端等關聯產業的發展，對整個充換電設施、運營監控系統建設產生巨大的推動作用，促使設施和系統功能不斷優化和完善，產品質量得到持續提升[4]。

1.7 規劃設計

電動汽車充電設施規劃設計類標準包括電動汽車充電站通用技術要求、電動汽車充電站布置設計導則和電動汽車充電站供電系統規范等，對電動汽車充電站的功能、技術、安全、選址、布局、供電系統等方面進行了規范。自2009年該套標準實施以來，避免了在電動汽車發展初期出現的建設選址經濟性差、交通安全和生命安全考慮欠缺、需求適應性低、與城市規劃和路網規劃不協調、與城市電網發展相矛盾等問題[5]。

在電動汽車充電站建設經濟性方面，電動汽車充換電站、配送站、充電樁雖然在功能和形式上存在差異，但由于其服務對象具有統一性，因此會受制于相同的因素，在成套標準的制定過程中考慮了相關設施建設的經濟性，并指導建設了國家電網公司分布全國的充換電站和相關充電設施。標準指導建設的充電站均充分考慮當地經濟發展和地區消費能力、居民出行方式等，使所建設的電動汽車充電站適應未來城市發展，保障投資者收回投資成本的可能性與存在盈利的空間。

在電動汽車充電站建設安全性方面，實行該套標準以來，全國建設的電動汽車充電站排除了大量安全隱患，主要體現在兩方面：一是確保交通安全，考慮未來集中充電站等地交通流量較大，易形成交通隱患，充電設施選址距離交通流量較大的地區保持一定距離；二是確保生命安全，標準中對電動汽車充電站供電系統電磁輻射等做出規定，保障了周圍居民及工作人員的生命健康。

1.8 工程建設

工程建設類標準包括電動汽車充換電站的布置規劃、功能要求、技術要求、安全要求、竣工驗收等方面，形成了一整套充換電建設規范，對指導電動汽車充換電設施的建設起到了巨大的促進作用[6]。在電動汽車充電設施典型設計方面，對交流充電樁、立體充電站、平面充電站的典型設計進行規定，對配電系統、充電系統、監控系統、標識系統等提出技術要求，在國內首次歸納出充電站建設的規范標準。在充電設施建設導則方面，通過規定充電站選址時的總體規劃原則以及安全要求，并對充電站布置、裝置技術參數要求做出規定，實現充電站建設經濟性、實用性、合理性的統一。在電動汽車充換電設施工程施工和竣工驗收方面，規定了新建、擴建和改建充換電設施的工程施工和竣工驗收規范，包括供電系統、充電系統、電池更換系統、監控系統等施工驗收標準、方法及資料要求，為充換電設施安全穩定運行打下良好的基礎。

1.9 無線充電

電動汽車無線充電技術以其占地面積小、充電便捷等優勢，在未來電動汽車發展的過程中將扮演重要角色[7]。建設無線充電設施之前，首先是要對設施基本構成、功能要求、建設要求、安全要求等進行規范。國家標準委已經立項開始編制電動汽車無線充電通用技術要求，為未來電動汽車無線充電設施建設提供參考依據。

2 標準化工作建議

針對實際運行中電動汽車的充換電需求，也結合電網自身發展需要，對我國未來充換電基礎設施標準的制修訂提出以下幾點建議。

（1）建立健全電動汽車充換電設施試驗與檢測標準體系。

隨著充換電設施的大規模建設和運行，建立電動汽車充換電設施試驗與檢測體系提升日程，這將對充換電設施建設和技術發展具有十分重要的實踐意義和工程價值。第一，建立電動汽車充換電設施試驗與檢測體系，更好地規范電動汽車充換電設施建設，保障運行和安全；第二，建立充換電設備、充換電接口、互操作性、協議一致性的基礎理論、特性和試驗方法，解決建設和應用中面臨的實際問題；第三，建立充換電設施現場質量控制和運行評價方法，通過試驗預判，診斷充換電設施工作狀態和健康度，確定維護、干預的最佳時機。

（2）制定滿足多樣化需求的新型充放電設備相關標準。

目前電動汽車充電主要包含慢速充電、快速充電和電池更換3種模式，隨著未來電動乘用車的不斷推廣，常規慢速充電和快速充電是未來電能供給模式發展的主要方向，同時滿足用戶常規充電和應急充電的充電設備也成為了適用于不同場景的電動汽車充電設施發展方向[8]。同時，電動汽車作為用電側重要的用能群體，在未來智能電網中意義非凡，同時具備儲能和用能雙重特性的電動汽車在執行電網能量調度方面具有重要意義。電動汽車在充放電過程中的能量調度和功率控制，對于電網實現功率和能量動態調節，提高電網運行的穩定性和經濟性有著不可估量的作用，實現電動汽車充電設施的能量調度是未來智能電網對電動汽車充電設施的重要需求。因此為了實現充電設施建設的高效集約化，針對電動汽車作為移動負荷的特性，亟需制定滿足多樣化需求的新型充放電設備相關標準。

（3）探索電動汽車充分參與電網優化運行控制相關標準。

電動汽車充分參與電網優化運行的方式與電動汽車能源供給的方式息息相關。目前電動汽車能源供給的方式主要有電動汽車換電站電池更換、電動汽車充電站集中充電和電動汽車離散充電幾種方式。對于換電站電池集中更換而言，參與電網優化運行控制的容量較大，相關的標準還需進一步完善，一方面是充電控制的調度控制原則規范與相關標準，另一方面是光伏、風電等清潔能源、儲能電池的綜合利用的原則規范與相關標準，第三是關鍵設備如大功率雙向變流器、并網變流器等的技術要求和檢測驗收規范。對于充電站而言，由于充電負荷的不可控因素較多，集中充電負荷變化較大，充電調度難度較大，相關的標準也需要進一步完善。對于離散充電，包括面向市場的離散充電設施和個體用戶的充電樁，充電負荷一般較小，目前面向市場的離散充電設施相對比較規范，面向個體用戶的充電設施則比較散亂，下一步相關的標準主要集中于電網互動方面，如充放電控制方面的規范和小功率并網變流器、雙向變流器等設備的技術要求和檢驗驗收規范等。

3 結語

綜上所述，我國電動汽車充換電設施現有標準體系已經為確保電動汽車用戶擁有良好的充換電體驗奠定了基礎。未來應圍繞充換電設施的檢驗檢測、新型充放電設備、電動汽車充分參與電網優化運行等方面，加快開展我國電動汽車充換電設施標準的制修訂工作，從而進一步提升電動汽車用戶的充換電安全性和體驗質量，促進我國電動汽車順利實現大規模的推廣與應用。

[1]孫曉霞.新能源汽車將迎來爆發期[J].新材料產業，2015（4）∶2-6.

[2]李新強，琚丁力，陳建兵.電動汽車充電設施及其標準現狀探討[J].低壓電器，2014（1）∶56-60.

[3]新版電動汽車充電接口及通信協議國家標準發布[J].中國標準導報，2016（1）∶13-14.

[4]賈斯佳，袁競峰.電動汽車充電設施管理與運營研究[J].合作經濟與科技，2016（16）∶120-123.

[5]廖斌杰.電動汽車充電設施規劃及配電網接納電動汽車能力評估[D].杭州：浙江大學，2016.

[6]張紅斌，劉應梅，李敬如，等.電動汽車充換電設施工程項目評價指標體系與評價方法[J].能源技術經濟，2012（6）∶32-36.

[7]曹玲玲，陳乾宏，任小永，等.電動汽車高效率無線充電技術的研究進展[J].電工技術學報，2012（1）∶1-13.

[8]高賜威，吳茜.電動汽車換電模式研究綜述[J].電網技術，2013，37（4）∶891-898.

[9]GB/T 29316-2012電動汽車充換電設施電能質量技術要求[S].北京：中國標準出版社，2012.

[10]NB/T 31018-2015電動汽車充換電設施供電系統技術規范[S].北京：中國電力出版社，2015.

[11]NB/T 33005-2013電動汽車充電站及電池更換站監控系統技術規范[S].北京：中國電力出版社，2013.

[12]Q/GDW 236-2009電動汽車充電站通用技術要求[S].北京：中國電力出版社，2009.

（本文編輯：方明霞）

Domestic Standard System for Electric Vehicle Charging and Battery-swapping Facilities

LE Wenhai1，HE Chunlin1，2，ZHENG Zhengxian1，2，LI Yan1，2，CHEN Panxia2
（1.State Grid Hangzhou Power Supply Company，Hangzhou 310009，China；2.Hangzhou Dayou Science and Technology Development Co.，Ltd.，Hangzhou 310051，China）

The standardization of charging and battery-swapping facilities is necessary for electric vehicle boom.In this paper，the domestic standards for electric vehicle charging and battery-swapping facilities are classified；then the paper introduces nine categories of standards for fundamentals charging and battery-swapping facilities，interfaces，protocols and etc.The paper also emphasizes the importance of the standards in the construction and operation of electric vehicle charging and battery-swapping facilities.Finally，the paper brings forward some suggestions on the future standardization work.

electric vehicle；charging and battery-swapping facilities；standard system

U469.72

：B

：1007-1881（2017）03-0005-04

2016-09-24

樂文海（1967），男，工程師，從事智能用電管理工作。