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設施建設的政策和措施，取得了積極的成果，但也出現了一些問題。
為了系統研究充電基礎設施推廣中發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”，邀請了國內外充電設施相關企業代表和研究機構相關專業人員以及國家相關部門的負責人，從技術開發、標準制定、行業準入、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、充電設備的安全標準化、充電設施安裝過程中的安全要求、充電設施的維護保養、充電過程中的安全監控、提高充電便利性等議題，為完善充電基礎設施建設提出了技術和政策方面的建議。
一、充電設施安全是系統工程
充電設施的安全性包括基本安全、自主安全、環境安全、通訊安全四個領域。基本安全是指充電設備結構化的安全保護措施；自主安全是指充電設備發生故障時的自主保護措施；環境安全是指充電設備在運行過程中受周邊環境的影響因素；通訊安全是指充電設備與其他設施之間的訪問、信息驗證的保護。
電動汽車的充電安全需要技術、設備、監控、管理多個方面協同合作，在整個系統上建立防控體系，而不僅僅是從其中的某一方面入手，只有這樣，才能保證充電基礎設施的整體安全。
二、現有充電設施存在的問題
（一）設計、制造、安裝環節有所欠缺
據不完全統計，2015 年以來，我國已發生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施。一個典型的案例是：一輛正在充電客車的動力電池已經充滿，但因未接收到BMS停止充電信號，充電又持續了72 min，過充電量達到58kWh，造成多個電池箱先后發生電池熱失控、電解液泄漏，導致短路，發生火災。其技術上的缺陷是：主控模塊死機、BMS 缺少主控模塊異常保護機制、充電設備缺少主動保護機制、監控系統缺少相應的判斷報警機制，以及運營人員缺少異常判斷經驗。
近年來，有關部門在對部分充電設施的檢測中也發現很多安全問題。如充電樁直流充電結束后，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生變化時，充電機不能及時響應，造成過充電；當充電機與車輛之間的CAN通信發生中斷時，充電機未能及時停止輸出電流，出現長時不可控狀態。
（二）產品質量存在問題
商務車充電樁的建設有一個特點，車駐停在哪里就在哪里充電，用車企業往往不懂技術，同時又對充電提出一些特殊要求。
比如充電電流應為10安培，但為了快，要求充電機用30安培、50安培電流去充。有些廠家的產品也存在質量問題，比如BMS發出充電停止指令，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。
上述這些產品都是在2016年1月1日實施的GBT 20234.1-2015《電動汽車傳導充電用連接裝置》新國家標準實施前生產的，新國標對此都有了具體的規定，但這些數量眾多的老產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，而且都要預先充值。盡管現在有了手機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，技術監督局都有周期檢測制度。
（五）國家標準對系統整體安全不夠明確
電動汽車充電安全保護的是用戶的生命和財產安全。包括電氣安全、電池安全、全系統的安全三個層面。但目前國家標準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）基礎設施建設重樁不重配套
充電樁電力設施的配套是充電安全非常關鍵的一部分，處于老舊小區電信改造的基礎位置上。配套電力設施的建設、改造的投入和協調難度，并不比充電樁本身的建設和改造的難度小。
包括電網接入、電氣設備升級、電力供應、充電時間分配等，都需要縝密籌劃實施。但重視充電樁建設，不重視配套體系，尤其是電力設施配套體系的認識偏差一直存在。
（七）充電設施推廣存在騙補現象
在個別省份發現充電樁也存在騙補行為。一些省份出臺的政策是依據充電實現的公里數給予充電基礎設施建設補貼，而有些基礎設施建設企業建設的充電設施的功率，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）老產品不滿足新標準要求
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 《電動汽車傳導充電用連接裝置》新國家標準于今年1月1日實施之前，我國使用的是GBT 20234.1-2011 標準，該標準對很多涉及充電安全的項目未做出具體規定，比如繼電器吸合順序、電流響應時間、絕緣診斷、輸出電流精度等。市場上出現的產品依據的是不同廠家制定的不盡相同的企業標準，新標準實施后，老產品不滿足新標準要求的問題突出出來。
（二）新國標產品無一致性驗證
充電時短路、觸電、過充、通訊中斷異常輸出，是4種充電設施充電時發生的典型安全事故。GBT 20234.1-2015 《電動汽車傳導充電用連接裝置》完善了相關規定，大部分充電設施生產企業也都聲稱自己的產品符合國家新標準要求，但現有檢驗制度只“對送檢樣品負責”，市場上的產品是否達標無法確定。究其原因，是因為產品認證制度尚未形成，無法驗證產品是否真的符合標準。
（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、一個服務器、一個控制器開關和國標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備。
（四）家用充電插座、插頭額定電流不統一
由于電動汽車的私人用戶迅速增加，公共充電設施越發難以滿足需求，選擇簡易充電設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轉換插頭。國家相關標準規定，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火災。
（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，我國許多地方對現有立體車庫、地下車庫進行改造，大規模安裝充電設施。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。
四、措施和對策
（一）對老國標產品進行改造
老標準充電設施與新國標的要求差距較大，而且在車多于樁的現實環境下不可能棄之不用，但不加以改造繼續使用勢必會增加安全隱患。在新標準體制下，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）建立充電產品強制認證制度
單純對樣品進行檢測，不能保證批產產品性能、質量的穩定性和一致性，強制認證制度能夠確保建設、生產、銷售、使用等各個環節、全鏈條的安全性規范。
強制認證制度包括三個方面。第一是認證實驗標準的修訂，第二是認證組織機構的構建，第三是產品一致性的審查，類似于汽車產品的生產認證制度。充電產品的強制認證制度能夠保證批產產品性能、質量的穩定性、一致性，保證車和樁之間的完全兼容，從而保證安全性。
（三）加強充電設施的系統安全管控
在電動汽車電氣火災的預防上，要改變重電池單體預防，輕系統整體預防的觀念，建立整車——電池包——模組——單體的預防思路。加強對電池組以及整車預防措施的管控，標準要更明確、更具體。
（四）限定家用充電樁額定電流
按照國家標準，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。
（五）立體車庫和地下車庫應重視消防
立體車庫和地下車庫的充電設施改造，應從設計、產品制造、現場施工、安裝、日常運營多方面著手。建立消防救援機制，一旦事故發生，能夠有效、快速處置。
（六）充電設施支付互聯互通
充分借助市場的力量，借鑒銀聯卡的經驗，實現充電設施使用支付的互聯互通，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
充電設施充電計量準不準、計費準不準，關系到消費者的切身利益。既要建立檢測標準和定期檢測制度，還要確定由誰負責檢測，目前比較公允的做法是由技術監督部門負責。
（八）充電設施建設補貼轉為運營補貼
充電設施的運營主體應該是運營商，但目前安全責任劃分還不明確，有汽車生產廠負責的，有充電設備生產廠負責的，也有運營商負責的。如果將充電設施的安全責任明確給運營商，并將充電設施建設階段的補貼轉移為運營階段的補貼，將設備的可靠性、服務能力、安全與營收相關聯，能夠促使運營商按照全生命周期把設備運營好，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。
