電動汽車充換電安全是“生命線”

從新能源汽車產業發展初期，我國就非常注重充換電安全，通過技術研究、試點示范等總結經驗，構建充換電的安全防護體系。恰逢2024中國汽車論壇召開之際，7月13日上午，中國汽車工業協會攜手中國電動汽車充電基礎設施促進聯盟、中國汽車工業協會充換電分會共同舉行了“電動汽車充換電安全防護”主題論壇，在充換電產業高質量發展的大形勢下，就技術標準、充電設備、充電服務系統、充電檢測等方面進行了充分而深入的研討，提出了電動汽車充換電安全提升的新方案和新思路。

本場論壇由中國電動汽車充電基礎設施促進聯盟副秘書長仝宗旗主持。中國電動汽車充電基礎設施促進聯盟執行秘書長鄒朋，國聯動力電池研究院有限責任公司副總經理、中國汽車動力電池產業創新聯盟常務副秘書長馬小利，中國電力科學研究院技術總監蔣林洳，中汽研新能源汽車檢驗中心（天津）有限公司項目總監王朝暉，奧動新能源汽車科技有限公司技術總工李攀，上海啟源芯動力科技有限公司運營管理部朱賢，華為數字能源技術有限公司充電網絡業務副總裁彭鵬，廣汽能源科技有限公司產品技術部部長袁海兵，支付寶（中國）網絡技術有限公司深圳分公司解決方案架構師王力，菲尼克斯（南京）新能源汽車與技術有限公司研發與采購總監徐敏出席論壇并發表了主題演講。

電池安全是重中之重

多年來，在國家政策的引導和支持下，我國新能源汽車產業已經進入市場化拓展期，新能源汽車保有量規模持續高速增長，配套基礎設施也呈現出蓬勃發展的態勢。

鄒朋表示，作為新能源汽車推廣應用的重要保障，我國已經建成了滿足電動汽車用戶能源補給需求的充換電服務網絡。據聯盟統計，截至2024年6月底，我國充電樁已達到1024.3萬臺，同比增加54%，換電站3772座，有力支撐了我國新能源汽車的健康發展。

眾所周知，電動汽車在充換電時，經常遭遇自燃和起火等安全事故，而事故發生的來源很大比例是動力電池。對此，馬小利坦言，電動車跟傳統燃油車不太一樣，說到底電池是一個化學器件，化學器件內部只要產生物理化學反應，就不可避免地會產生一些問題或事故。“從電池安全技術角度來看，現在全行業的基本思路是，從安全邊界控制，到事前預警，到事中風險評估，和事后風險控制策略。”馬小利指出，在這一思路的指引下，他們在電池安全性提升方面開展了許多具體工作，例如通過梯度測試的方法來探究電池在過充狀態下的安全邊界、監測電壓和氣體成分來達到事前預警的目的、在事中風險評估中構建燃燒風險評估機制等。

在馬小利看來，電池安全問題主要包括三類：熱濫用、電濫用和機械濫用。有時這三種問題也會疊加出現，例如電池在充電過程中電池內阻增加，導致電池內部熱量非常高，溫度上漲，這就是電濫用和熱濫用綜合問題出現的情況。基于此，馬小利提出，作為我們推廣新能源汽車階段避不開的路線，快充既可以提升客戶使用的便利性，提升充電速率和效率，還能降低全社會的運行成本，是必然選擇的技術路線。但考慮到充電安全問題，馬小利建議，車企還是應該先穩定把3C（“C”代表電池的額定充電率，是電池充電速度的一個重要參考指標。3C意味著電池能在20分鐘內充滿電）策略做好，再落地4C（4C意味著電池能在15分鐘內充滿電），然后一步步朝著更高效充電的方向發展。

充換電安全標準體系基本建成

近年來，隨著電動汽車滲透率不斷升高，電動汽車的事故也呈現多發態勢。王朝暉提出，由于電動汽車不管在充電還是放電過程中，高壓電都通過供電回路進行傳輸，就會存在人員觸電、部件過熱以及功能受損的安全風險，因此需要相關標準對安全風險進行規范。為此，王朝暉詳細介紹了去年11月27日開始實施的一項中國國家標準——《電動汽車傳導充放電安全要求》（以下簡稱《要求》）。王朝暉表示，《要求》的內容框架主要為五方面：觸電防護、過熱防護、功能安全、適用環境以及其他方面，其中具體規定了在非充電狀態和充電過程以及充電結束狀態三種情況下充放電的安全要求，同時給出了一些充電操作、表征溫度，以及用戶手冊的指導，并提供了一些導體電阻和絕緣電阻測試的相關要求。

“充電安全標準與其他標準一起構建起了整個電動汽車的標準體系。”王朝暉談道，其中，整車安全涉及到功能安全、操作安全、人員觸電、防火、碰撞后的防護，涉及到的標準包括《電動汽車安全要求》（GB 18384-2020）、《電動客車安全要求》（GB 38032-2020）以及《電動汽車碰撞后安全要求》（GB/T 31498-2021）；電池安全主要覆蓋正常使用、濫用安全性以及環境適用性、浸水、熱擴散等，涉及到的標準是《電動汽車用動力蓄電池安全要求》（GB 38031-2020）；充電安全涉及到人員觸電、過熱防護、環境適應性和功能安全，涉及到的標準有《電動汽車傳導充放電安全要求》（GB/T 43332-2023）、《電動汽車充電系統信息安全技術要求及試驗方法》（GBT 41578-2022）以及《電動汽車供電設備安全要求及試驗規范》（GBT 39752-2021）；換電安全涵蓋結構安全和電芯安全，涉及到的標準是《電動汽車換電安全要求》（GB/T 40032-2021）。

可以說，從現有的標準體系構成來看，我國已經基本形成了較為完整的從整車到充換電的安全標準體系。有理由相信，隨著標準體系的不斷完善和成熟，我國新能源汽車產業將實現更加健康有序的發展。

充電設備要實現全方位安全

正如彭鵬所言，今天電動汽車的充電設備已不單是一個獨立的場站設備。作為充電基礎設施網絡的核心組成部分，它連接著車端和新型電力系統，成為了車聯網、充電網和電力網三網融合的能源與信息的匯聚點，因此提出了更高的安全要求，應實現“全方位”的安全。

不過，彭鵬坦言，當前汽車電動化行業對充電基礎設施涉及安全可靠要求的重視度還不夠，各種各樣的安全事故時有發生。為了更好地保障充電基礎設施安全，他提出，需要從人身安全、車輛安全、設備安全、儲能安全、數據安全五方面入手。其中，數據安全是之前行業里相對比較忽略，但現在越來越重視的。彭鵬建議，為助力充換電設備達到全方位安全，應加快強制安全認證標準盡快出臺，與此同時，公共充電場站具備大功率充電能力是發展趨勢，設備生產廠家要更加重視這類產品的高安全和高質量。

作為充電樁的重要組成部分之一，充電槍的安全問題同樣不容忽略。對此，徐敏分享了充電槍的三大特點，包括通流比較大，安全性要求高、高頻插拔，耐用性要求高以及消費者直接接觸，易用性要求高。“充電運營可劃分為四個典型場景，包括私人充電、目的地充電（商場、超市、機關單位等）、公共充電以及公共充電+（即現在行業里比較火爆的大功率液冷充電）。”徐敏表示，其中，公共充電和液冷充電的電流相對較大，功率較高，對充電槍的設計選材、生產制造、測試等方面都提出了極高的要求。

在保障充換電安全方面，袁海兵分享了廣汽的做法，包括打造云邊端協同，構筑全鏈路的安全：在云端，由AI監控，遠程診斷，智能運維；在系統級層面，打造架構安全、調度安全、電氣安全；同時強化設備本體的安全，為云邊端全鏈路護航。王力也站在支付安全的角度，分享了支付寶相關的安全產品和解決方案。據介紹，支付寶安全產品的底層技術采用螞蟻自研的前沿科技，例如前幾年比較流行的區塊鏈技術——螞蟻鏈，上鏈之后不可篡改以及可溯源，還有物聯網、大數據、AI計算等。

換電安全也需加強重視

在新能源汽車的補能體系中，換電并不是市場份額最高、最主流的技術路線，但這并不意味著，行業就應當降低對換電安全的重視程度。尤其是在換電產品逐漸為市場所認可，規模不斷擴大的當下，更應當未雨綢繆，提前做好規劃。

“雖然換電模式得到了推廣，但我們意識到，換電安全是尤為突出的問題，是直接影響到換電是否能長期走下去最重要的因素。”李攀舉例道，城市里不允許無限制建設換電站，而電力容量、電網線路也不允許隨意搭接，因此需要綜合考慮各種現場使用情況后，才能針對應用場景進行換電站模塊和功能化的設計。此外，運營方面還涉及到設備管理、作業管理、電池管理、電池運輸、存儲等多方面問題，只有全流程充分考慮換電站的建設運營，才能構建起安全的換電站。

站在運營的角度，李攀還給出了換電站中電池應急管控方面的一些心得。例如電池的管控應急策略分為四個方面：環境、安全的充電倍率、防過充和實時檢查。具體而言，首先要保證換電站處在一個相對適宜的溫度范圍之內，還要實時監測判斷電池包內模組的溫度是否觸碰安全范圍；其次可通過換電網絡的調控手段，預測換電運營需求，有目的地降低充電倍率，延長電池壽命；第三，有意調節充電截止條件，包括向下調節充電截止SOC、電壓等，來防止過充；第四，除了實時監測判斷，他們也應用了基于數據驅動模型的電池安全大數據分析方法。“保安全可總結為三個關鍵詞：不觸發、提前判、快速撤。”李攀這樣總結。

朱賢認為，加強重視換電安全有利于促進行業的可持續發展，能確保企業的法律合規性和品牌信譽維護，同時還能推進換電行業技術革新，提高數據和網絡安全以及應急響應的能力，更是社會責任的體現。為了更好地防范換電出現安全問題，朱賢列舉了換電存在的幾大安全風險因素，包括車輛、電池以及設備、電氣等多方面。為此，他們與上下游供應鏈展開了合作，致力于共同完善整個換電安全技術措施。首先，通過BMS安全功能設計保障電池在使用充電以及維護保養過程中的安全；其次，在換電車輛、設備以及換電流程的設計過程中，充分考慮到各類安全問題，尤其是針對重卡換電站所處的環境特點，注意防水和防塵設計；第三，采取各種技術手段實現提醒預警，讓人員、設備不出現故障，避免事故發生；第四，通過無人值守換電站的建設與布局，減少成本的同時也能增加換電站的安全；第五，事故后響應機制的建設，例如建立各套應急管理系統，每季節換電站開展一次應急演練，確保所有員工掌握應急處置措施。

恰如仝宗旗所言，充換電產業安全是我國未來幾年充電基礎設施發展過程中，非常核心和亟需加強關注的重點，也是我國新能源汽車進一步推廣和應用的基礎。有理由相信，在行業各界人士的關注與重視下，我國電動汽車充換電安全必將迎來全新的發展，從而助推新能源汽車產業進入高質量發展的新階段。