由中國充電樁網組織的“2020中國國際充電基礎設施產業發展大會”（金磚充電論壇）于11月2日在深圳會展中心盛大召開。本次論壇以“新基建、新發展、新趨勢”為主題，推動企業交流發展。
上海電器科學研究院 --葉旭在本次中國國際充電基礎設施產業發展大會做了《電動汽車充換電設施全生命周期質量提升技術研究和典型案例分析》的主題演講，以下為會議未刪減實錄：
剛剛大家講了那么多關于公司的介紹，今天主要講我們對電動車輛充換電設施全生命周期提升技術介紹及典型案例分析。
這是目前基于我們自己理解做的充電設施在電力系統中的一些應用，包括從電能生產端的風光儲和水火的電能產生的過程，包括它們經過ACDC轉換之后包括到電能傳輸這塊的電壓交流輸電、直流輸電這塊，再到我們電能使用到工業、商業樓宇、居民住宅、軌道交通、電動汽車還有一些港口，基于我們的想法作出了這個圖，目前據我們調查統計，在上海市的電動汽車充電最高峰階段，充電站的電荷比是總電荷的1/5，這是很大的占比。這是我們在電動車輛和電網通過充電設施滿足用戶側還有電力系統調度需求和車輛需求，電力系統的調度需求可能是充電設施與電網能量互補，起到削峰填谷，平滑負荷，提高電網運行穩定性和經濟性，然后充換電設施可以對電網輸出側電能質量進行調節，例如負荷電網波動補償，減少對電網不利的影響，在不增加電網負荷的前提下，通過改變充換電設施的儲能能量，滿足不同車輛的一些充電需求，換電設施可以有效提高電動車輛的運行效率，這是我們基于充換電設施的應用場景做出來的圖，充換電設施到電動車輛再到特種車輛再到電動自行車再到儲能再到電網，它有一個密切的聯系關系。
我們基于充換電設施應用關鍵系統和設備分了三類場景，一個是充換電方面，通過需求應用可以動態的去控制輸出功率，在放換電方面通過儲能應用進行削峰填谷以及調頻，在充放換電結合通過儲能和需求響應，可適用于配電不足或需求復雜的一些應用場景。我們基于這個行業領域分為幾個典型應用，從電動汽車+充換電設施，電動汽車+儲能系統，電動汽車+儲能系統+充換電設施，電動汽車+V2V/V2G/V2H，電動二輪車+充換電設施，電動二輪車可能更多的涉及儲能方面的一些內容，還有一些行業領域的，還有一些電能轉換模塊、儲能傳導充電設備，就是儲能充電一體式設備，還有特種車輛充電設施，特種車輛充電設施適用于機場、港口、環衛、物流一些車輛的充電設施，充電連接裝置就是平時所說的一些耦合器，交流充電口、直流充電口這種，還有一些換電設備，換電站之類的，還有公交、機場、港口、物流、旅游場、礦山所需要的低壓充電樁，在電動車輛這塊就是電動車輛還有特種車輛的一些通信、互操作、OBC，還有充電系統的一些免拆卸評估、評價，包括我們現在所說的V2G、V2L、V2H，還有電動自行車的充換電柜。
這是我們設想的充換電設施在未來系統的應用場景，包括電動汽車+交流微電網、電動汽車+直流微電網、電動汽車+交直流混合微電網，電動汽車+中壓配電支線微電網，電動汽車+低壓微電網，通過這些應用系統我們分了幾個典型場景，從工商業區域和城市片區，工商業地區分為工商業直流供電+電動汽車的場景，變頻器直流節能+電機系統+儲能電站，城市片區就是直流微電網、直流樓宇，我們所說的直流輸電站還有混合儲能，像燃氣、余熱、儲能的一些混合儲能充電站，還有直流家庭供電，V2H的技術，還有偏遠地區像海島地區分布式發電、儲能+電動車輛，通信基站+電動車輛也是我們目前在研究的方向。
目前充電設施有很多痛點，我們先說對電網的影響，大概有六點，電動汽車具有非線性負荷特性的，大規模隨機無序接入電網充電會影響電力系統的一些安全還有可靠運行，交直流高頻轉換裝置會產生諧波，這些諧波會對電網產生很大的影響，這個影響可能就會讓充電樁停止充電，或者讓電動汽車識別到它已經充滿了。還有相對于集中的大負荷接入電網，會對線路的載流量、電壓偏差和線損等產生交大影響，在電網原始負荷的高峰進行充電，導致負荷峰上加峰，若增加發電量，會導致用點谷值時刻，發電機和配便線路低載運行，降低設備利用率。這是我們充電設施行業的一個比較大的痛點，就是一些標準化平臺和一些大數據平臺的缺失，我們經過一些整理，分析出來其實現在目前缺少的平臺、標準還是很多的，特別是在電動二輪車還有電動車輛的檢測平臺都是沒有的。
充換電設施還有一個痛點就是電動汽車安全質量的問題，根據近兩年充電設施的一些產品風險監控結果顯示，五成樣品存在安全隱患，這是每年國家質監局委托我們做充電產品領域的風險監控，我們會到市場上去抽取主流產品在售產品的主要型號到我們公司進行檢測，然后把這些結果全部上報給國家質檢總局，充電設施和車輛都是符合標準的，但是因為互操作性和兼容性差的原因，無法經常充電和充電過程中的誤操作，我們去年幫助了很多車企做了互操作性和兼容性的測試，全國大規模的做互聯互通的測試，我們去和本地的一些充電樁運營商還有一些設備廠商進行溝通測試，正是我們基于儲能方面涉及到電動自行車質量安全問題，上海九百萬臺電動二輪車，廣泛分布于公共和私人區域的通勤、快遞、外賣和物流場景，在本市投入運營并已經投放充換電柜的運營商有二十家以上，總共投放的充換電柜有一千多臺，以每臺充放電柜可以充鋰電池大約在五十只以上，未來三到五年，本市投放的充放電柜數量預計有十萬臺以上，使用充放電柜的90%以上是快遞人員，全國現有的電動自行車是2.5億輛，90%以上搭配充電線，安全問題很突出，這是我們基于到今年十月份全國電動自行車和充換電設施數量的統計，可以看到充放電柜投放還是比較少的，這對于電動自行車的車主還有外賣、快遞的保障還是比較少的，這是我們對于動力和儲能電池的后市場評價，在儲能系統的容量衰減到80%以下，將不能完全滿足電動汽車動力的需求，可梯次利用其他儲能領域，2020年全國累積報廢電動電池將達到20萬噸，到2025年動力電池年報廢量會達到35萬噸，儲能及電動二輪車應用成為梯次利用的主要方向，目前這一領域標準尚不完善，以及監管缺失，導致事故頻發，阻礙了行業的發展。
接下來我跟大家分享一下全生命周期的一些質量研究內容和方案，從標準上來看，現有技術標準梳理的分析梳理了大概227項標準，圍繞基礎、設計、設備、工程驗收、運營運維和退運評估等六個關鍵環節，對國家、行業、團體、地方、企業以及政府的標準、規范、制度和政策等227項相關文件進行梳理和分析。
接下來我要講充換電現有標準及檢測技術問題，現有標準可能出現更新問題，技術要求可能需要更新，需要按照應用場景進行細化，比如有些公用專用場站的標準細化還有特種車輛的標準細化，包括我們現在一些股權問題，沒有覆蓋一些關鍵環節，有些技術要求還不夠細化，還有關鍵的檢測技術包括這邊提到的選址規劃、設備選型、運維檢測、這些綜合起來的話它就考慮了電動汽車充換電設施檢測技術研究的話分為關鍵環節檢測技術研究和標準細節補充的工作。這樣才能建立整個電動汽車充換電設施全生命周期檢測的技術方案。
全生命周期質量提升技術方案分為三塊，研發設計及規劃，還有設備選型、質量提升、驗收及運維質量提升。通過現有技術基本是從地理位置、環境、交通情況等方面進行充電設施的選址、規劃，并沒什么從電網角度對充換電設施考慮選址規劃，并缺乏關鍵影響因素的檢測檢驗工作。換電設施涉及上下游企業比較多，普遍未建立完善的正向研發企業標準體系，目前行業也缺少元器件，設備和系統的可靠性評價流程、方法和模式。需求就是綜合考慮電動汽車負荷特性、接入點的一些接納能力，所在電池負荷情況，未來負荷預測情況，充電設施接入對配電網影響的一些電氣因素，對關鍵影響因素進行檢驗，通過數據支撐相關的選址規定，綜合考慮影響，換電設施關鍵材料、組件還有設備、服役壽命設計的一些可靠性，電網適應性、電磁兼容性和使用工況，通過這些我們再去制定研發驗證方案并開展一些階段性的驗證。
第二是針對負荷增長的一些選址規劃及檢測技術，這可能是高峰負荷增長，線路負載率增加，我們可以做的是給它增加電能供給，控制線路負載率，做一些電網仿真評估，報裝容量超過40MVA的充電場站應配建變電站，并開展整站檢驗工作，在技術及經濟論證合理情況下，將電動汽車充電設施與儲能裝置等設備配合使用，并開展光儲充設備標準、整站高低電壓測試和整站電網適應性檢驗技術。在控制線路負載率的情況下，充電站負荷所在限阻高峰負荷日線路最高負載率算出平均值不大于70%，針對充電站負載能力開展大功率電網適應性測試驗證工作，單回路10千伏、20千伏線路所接入的充電站負荷不宜超過6到12MVA，單個節點所接入的充電負荷不宜超過2（4）MVA，針對實際接入負荷開展測試驗證工作。第三選址規劃，主要是針對電能質量的選址規劃和檢測技術。目前電動汽車充電設施影響配電網的電能質量，這個問題還比較大，從三相不平衡問題，從諧波問題，從電壓問題，我們下面提出了一些解決方案，三相不平衡控制要求可以加裝三相不平衡和一些調節器，自動分相開關等設備。從諧波控制可以增加一些化油裝置，加裝無功補償裝置，濾波裝置等設備，從電壓控制要求，加裝動態電壓負荷器、統一電能質量，調節器，然后不間斷的電源等，針對以上要求可以開展整站現場電能質量檢測驗證工作，這是我們充換電場站電能質量的一些試驗項目，綜合分析了電能質量的一些國家標準還有充電設備的標準，我們新增了幾個電能質量方面的技術要求，從諧波、電壓偏差、頻率、電壓波動和閃變和三相電壓不平衡提出了一些具體測試方法。現有標準對于一些特殊地區特殊氣候環境以及多類新型應用場景下的設備選型要求缺乏具體考慮，現有的設備安全、功能、電磁兼容以及互操作性問題較突出，實際出貨樣機的關鍵元器件和拓撲結構與型式試驗報告中樣機差異很大，且無法保持一致性，需求是針對不同地區的氣候環境條件，多類新型應用場景制定具體的新型設備選型要求，并開展檢驗檢測工作，這是我們從一些特殊氣候問題上去進行分析，從高低溫、高濕、高鹽、太陽輻射、臺風/大雨做出的分析和解決方案。這是我們基于新型應用場景提出來的一些解決測試，可能就是智慧停車+充放電設施、變電站+充放電設施，停車場+充放電設施，加油站+充電站新型的一些應用場景，這些應用場景每個對充電設施的要求和影響比較大，加油站和加電站合并的話有很大的一些技術因素需要考慮。
這是我們在驗收和運維質量提升的一些問題和需求，目前充換電的實驗室檢測、現場驗收檢驗和運維檢驗缺乏統一的權威標準，缺乏具備較強的實操性的設備運維檢驗標準，運維標準無法真正落地作為檢驗依據，缺乏對運營管理、缺少在運充電站整體服務評價的標準和服務認證類別。需求就是整理、歸納相關標準，形成統一的標準或者技術導則，針對運維實際需求，編制實操性強的設備運維標準，建立有效的運維檢測管理規范，開展整站評級和服務認證工作，這是我們在上海已經在做的。
針對驗收和運維質量提升我們提了幾個方案和驗收目的還有一些檢測方案，結合區域充電設施數量基數，兼顧驗收檢測方案的合理性、時間周期、費用經濟性、質量控制、非破壞性試驗等要求，確保驗收后的充電設施符合招標產品技術要求下的基本安全、性能、互操作性和其他核心功能。檢驗方案，設備供貨前，聯合多方對到貨安裝前產品實施隨機抽樣，檢測類型，實驗室抽樣試驗。設備安裝調試完畢，根據抽樣試驗結果協調供應商在完成現場產品的整改、安裝、調試、實施現場檢驗。現場檢驗比較側重基本功能、安全、充電的互操作性和一些核心功能。
這是我們在運維檢測的一些標準現狀的問題分析，這里有兩個標準，NB/T33019和Q/DB102101—2019，我們也提出了一些關于充電產品的檢測項目，包括交流充電樁、非車載充電機、換電站的一些檢測項目強有充換電站整站運維的檢測項目。這是我們目前在做的兩個標準，電動汽車充換電設施狀態評價及鑒定導則，電動汽車充電樁在線計量檢定技術規范，這個規范目前我們基于真正的產品運維來做的規范。
狀態評估一般分為一般性運行評估和退運申請評估，退運鑒定分為初選鑒定與復核鑒定兩個步驟。通過初選鑒定確定退運設備進入報廢流程，不需進行負荷鑒定，經過初選鑒定不能進入報廢流程的退運設備必須進行負荷鑒定，然后確定處置意見。
下面我給各位領導分享一下我們一些典型案例，這也是我們目前這幾年在做的標準化工作，有團標、地標、企標、國標，大部分已經做完了，目前集中在搞的是電動二輪車集中充換電設施技術規范，這是我們目前在做的國標。還有就是地標，電動汽車智能充電樁和平臺技術規范，這是我們一直在弄的技術規范。2019年召開了特種車輛充電設施的研討會，特種車輛的一些廠家、充電設施的生產、運營企業還有一些電池企業，參加內容就是特種電動車輛的高低電壓充電技術、充電安全、技術要求以及實施互操作性的一些技術要求，2019年9月21號我們成立了特種車輛標準化工作組，這個工作組歸口單位現在放在電科所。2019年10月到現在我們已經幫多家機場做了很多的技術服務，包括一些民航設計院等等機場。這是我們對于一些標準化工作的一些探索，即插即充的一些標準和我們設想的探索，可能有一些不對的要各位領導各位專家指正。目前我們還是通過充電服務應用的一些CA服務中心做整合，然后做車輛的出廠申請證書、證書認證還有申請用戶證書之類的幾個方向，這幾個方向還是離不開主機廠、充電服務運營商，支付賬戶就是銀行、保險公司之類的。這是我們關于私人智能充電設施的一些標準探索，目前我們分三塊，一個是充電設施負荷，充電設施負荷分兩塊，安全類和功能類的；還有一塊是軟件類的，還有平臺類的，平臺類的可能是聯聯充電負責的。
特種車輛充電設施的技術評價，從2019年5月份到七月份我們構建了特種車輛充電設施全生命周期的標準體系，建立了機場、特種車輛應用場景下的規劃選址、設備選型、系統驗收、在線檢測和狀態及退運評價系列標準，包括2019年7到12月份我們做了實驗室檢測、現場驗收還有包括2020年1到4月份我們做的在線計量平臺的搭建和檢測數據的增值服務，因為這些服務我們也跟很多的保險公司和金融公司聊了，他們對這些數據很感興趣。
還有我們對換電設施檢測技術的研究，2018年開始與相關的業主方還有主機廠、換電運營商和制造商合作，開展實驗室檢測和現場檢驗技術的研究，關鍵元器件按照既定的可靠性研發驗證方案進行正向開發，規劃設計階段換電設施具有與所在區域環境極端特性相匹配的防強雨、雪、風、沙、高低溫、鹽霧機、太陽輻射等防護措施，同時具備相應等級的抗震和沖擊能力。設備選型和運維階段，明確關鍵設備功能及指標，明確了換電設施組成包括充電機系統、電池槍、更換系統、監控系統、以及消防系統，按照既定時間從車輛進入換電到離開換電站的時間，開始啟動換電到換電結束時間，對車輛電池進行快速更換，充電和儲存，明確運行平穩要求，運行平穩、協調、準確、無卡阻和異響，具備啟動、停止、加減速功能和多項行走動作功能，具有精度定位和限位功能，具備行走前后限位功能，精確可靠并具備高度檢測功能，最關鍵的就是急停功能，電池轉運設備應具備硬件急停功能，人員等待區、監控區、設置停急功能，然后在設備運行失誤和故障時實現實時的急停操作。
2017年到2019年一直在做的大功率充電設施的技術評價，2017年6月份到2019年底做了多個群管群控充電堆配套大功率充電弓試點站陸續在上海投運。該充電形式可實現十分鐘內約五十度電的補給效果，提高了公交運營效率，包括2017年我們做了大量的技術工作和標準工作，包括現場驗收和檢測。還有典型案例是我們和主機廠、整車場還有充電設施做的研發驗證工作，目前像奔馳、寶馬、蔚來、保時捷、比亞迪、吉利等十余家車企委托起草并為萬邦、聯樁、安悅、特來電、康尼等二十余家充電樁供應商提供研發測試和認證服務。我們目前還聯合了戴姆勒、特斯拉開展對公共充電設施進行第三方評價分級，幫助車企建立移動出行服務商業模式，這個評價分級跟聯聯充電對場站的評價分級是不一樣的，我們是通過實際的檢測對場站進行分級，這個分級所得出來的數據是直接給車企在他們運營APP中所顯示的，并且對車主進行推薦去充電的一些場站。并且我們還為CCIC、CGIC、保時捷提供技術咨詢。平臺結束和綠牌的一些備案及充電設施、籌建服務和派駐技術人員去客戶公司長時間的進行技術交流，提供了包括技術研發、雙向儲能技術研發和技術咨詢服務，2018年到2019年我們聯合了十二家車企的四個車型開展上海、蘇州、杭州、寧波、青島、鄭州、西安、成都的八個城市的實車實樁互操作測試活動，2019年初到現在為戴姆勒、華為、PSA、寶馬、上汽乘用車、特斯拉等十余家車企和設備集成商做的五款車型提供了實驗室互操作性和和25個城市的現場路測。
這是我們和三菱合作的V2X的研發試點，2019年到現在我們和三菱電機、日產制訂了V2X設施研發標準和試點現場檢驗技術規范，并在實驗室和常熟工廠完成了兩輪驗證測試，包括V2H、V2G、V2V等等一些驗證。標準性上目前國內的V2X沒有統一的標準和規范，我們要做的話其實也是幫助日產還有三菱做統一的規范，主要的項目可能也有V2G并網諧波、V2G并網功率、通訊協議一致性、完整充電系統、可靠性驗證、車輛側及充電兼容性等。這是我們做的電動汽車和在運充電兼容性的技術研究，研究目的主要是通過對電動汽車和在運充電設施進行實驗室檢測和現場路測來發現電動車輛和充電設施存在的一些充電互操作性的問題，以及實際充電過程中可能發生的一些充電兼容性的問題，從而促進解決其車輛和充電設施自身的一些充電缺陷以及車樁不兼容的問題。那個表格是我們去年做的幫助PSA做的，就是我們在全國做了331個測試站點數，充電樁數做了五百個，充電樁廠家做了184個，運營商做了140個，設備型號做了367個。
我們去年幫PSA做的一些問題分享一下，比如說充電輸出控制異常的話可能就是一些波形的異常，可能是樁根本就沒有輸出，總結分析就是樁側沒有閉合交流輸出繼電器，還有就是充電樁應該等待三秒或者等待車端斷開兩秒之后，就是斷開S2之后再斷開輸出。
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