2024年7月11-13日，2024中国汽车论坛在上海嘉定举办。本届论坛以“引领新变革，共赢新未来”为主题，由“闭门峰会、大会论坛、10多场主题论坛、9场重磅发布、主题参观活动”等多场会议和若干配套活动构成，各场会议围绕汽车行业热点重点话题，探索方向，引领未来。其中，在7月13日上午举办的“主题论坛十一：电动汽车充换电安全防护”上，中汽研新能源汽车检验中心(天津)有限公司项目总监王朝晖发表精彩演讲。以下内容为现场演讲实录：
尊敬的各位来宾，大家好！
很荣幸参加今天关于电动汽车充放电安全专题研讨会，今天给大家分享的题目是《电动汽车传导充放电安全标准及测试方法研究》。
刚才马总已经提到电动汽车渗透率逐渐升高，电动汽车事故呈现多发的状态，由于电动汽车不管在充电或放电过程中高压电都是通过供电回路进行传输，就会存在人员触电、部件过热以及功能受损的安全风险，就需要相关标准对安全风险进行规范，国家去年也是在11月27号发布了《电动汽车传导充放电安全要求》，它的标准号是GBT43332-2023。它的标准类型是推荐性的国家标准，它的归口单位是汽标委，主管单位是工信部。
这个标准规定电动汽车连接外部电源进行负载充放电安全要求，它涉及的适用环境，包含高温、高寒、低气压、沙尘、雨雪，还有一些人工操作的复杂环境；适用的充电方式包括交流充电以及直流充电，对于车辆要求是满足B级电压可外接充放电的电动汽车。包括车上一些车载充电机、控制器，DCDC、绝缘模块都是适用的范围。对于充电连接装置包含了专用接口和标准的接口以及连接方式和接触式充电系统，对于充电设备来说，包含充电桩、缆上控制与保护装置、热管理系统，对于适用网络涵盖了充电场站、工业环境以及家庭用电适用环境。
整个标准内容框架可以涵盖成五个方面：触电防护、过热防护、功能安全，适用环境以及其他方面的要求，内容要点规定了在非充电状态和充电过程以及充电结束状态三种情况下充放电安全要求，同时给出一些充电操作、表征温度，还有一些用户手册，同时提供了一些导体电阻和绝缘电阻测试的相关要求。
充电安全标准与其他标准一起构建了整个电动汽车标准体系，整个标准体系可以涵盖成四个方面，其中整车安全涉及到功能安全，操作安全、人员触电、防火、碰撞后的防护，涉及到的标准包括GB18384电动汽车安全，GB38032电动客车安全以及GBT31498碰撞安全。电池安全主要覆盖到正常使用以及滥用安全性以及环境适用性、浸水热扩散涉及到的标准是GB38031动力电池安全。对充电安全涉及到人员触电、过热防护和环境适应性、功能安全。涉及到的标准有GBT4332充电安全、GBT41578信息安全以及GBT39752供电安全。对于换电安全涵盖到结构安全和电芯安全，涉及到的标准是GBT40032换电安全。
同时工信部在去年6月份发布了针对电动汽车充电系统国家性强制标准，目前已经到征求意见稿状态，预计今年7月底就会发布第一个针对电动汽车充电系统的强制性国家标准。
引发充电安全事故最常见的风险就是由于电击，电击可能由于电网引入的危险电压、雨雪、结霜浓雾低气压导致的漏电以及人工操作出现的危险事件。同时过热也是导致充电安全风险主要原因之一，过热可以分为两个部分：一个是可触及的，一个是不可触及的。可触及的包含电动汽车过热和连接装置过热，连接装置过热主要由于充电接口和充电电缆过热导致的，对于不可触及的过热有两个方面的原因：供电设备发热设备的过热，包含电机设备和电路，对于敏感设备过热主要由于接触器、熔断器部件导致的过热。
对于动力电池失控导致的充电安全事故风险涉及到两个阶段，一个是充电中，充电中可能由于电池管理故障，单体热扩散导致的热失控，还有BMS功能故障导致的热失控。充电后引发的热失控主要由于电池负反应引起的热失控。
对于功能故障导致的充电安全事故考虑到整车控制功能是否受损，由于硬件电路受到电磁干扰或通信软件充电功能失控会导致一些控制功能受损，如果正常情况下，电动汽车属于不可行驶状态，如果控制功能受损导致车辆处于可行驶状态，就会导致触电、灼伤引起的火灾。
充电安全标准中关于触电防护要履行的两个原则：可触及的可导电部分在正常或故障条件下都不应是危险的带电部分。危险的带电部分在正常或故障条件下都不应是可触及的。充电过程中由于车辆供电系统是整个系统，统称为一类设备，充电时候由于电动汽车传输电能导致一些接触导体会带一些危险电压，但正常工作条件下，人体触及到带电部分同时要触及到电平台或其他不同电压平台可能会导致直接触电的风险，由于单点失效情况下，一些绝缘设备表面绝缘皮损坏导致一些它变成可外漏的导电部分，人摸到这些就会造成间接触电的危险。不管是车辆还是供电设备要从整个系统考虑到触电防护的措施。
车辆是IT系统没有接地保护属于二类设备，供电设备是一类设备。它在没有充电状态下，触电导体也是有可能带危险电压的，所以在单一故障条件下，可触及的导电部分都不应该变成危险带电部分，标准中明确规定电动插座都不应该是危险的带电位。
标准中对于触电防护也是针对直接接触触电引入了一个基本防护，标准中对于5.2、5.4、5.6关于基本绝缘的要求，对于4.6、4.2是关于遮拦和外壳要求，5.5和5.7是针对稳态接触电流和电荷的限制，数值的限制。5.3是电位均衡要求，由于间接接触触电引发的故障标准中也是列入了故障防护的基本措施，一个是保护导体等电位连接和5.8节电源自动切断，即剩余电流功能操作。
针对人员触电，对电动汽车测试内容涉及到四个章节，一个是保护导体，测试项目保护导体触头，充电触头连接方式和保护导体具体限值。对于绝缘电阻涉及到两个方面：交流触电绝缘电阻，它规定在未连外部电源的整车绝缘电阻，对于直流充电电阻也是涉及到两个方面：一个是连接外部电源和非连接外部电源时绝缘电阻，5.5是要求两种充电状态下充电插座电压限值，包括端子间能量和端子间电接触流限值规定，5.7涉及到连接到外部电源时接触电流的测试。
充电安全标准中对于热事故防护，主要列举了短路电流的要求，整个传输电流可以分为四个区域，相对安全的区域就是额定安全区域和热稳定区域，它们之间通过供电回路额定电流值区分的，传输电流超过动力电池或供电回路承受的最大电流值的较小值就会进入到电流过载区域，此时充电电流就会导致电池热损伤和其他安全事故。
如果传输电流继续增大，超过充电桩额定电流就会进入到故障电流区，就会引发短路事故发生。
短路能量，相关标准中规定动力电池最大的短路电流不超过30千安，对于保护装置标准规定在5倍额定电流下，电池时间可以长达一秒，根据短路能量计算公式就可以得出当短路电流为30KA同时保护装置触发时间是50万A2S，短路能量为45万A2S，取整后是50万A2S。对于充电桩电缆承受应该大于此值，但电动汽车电池保护短路保护装置阈值应该不大于此值。
标准中对于其他热防护列举了电流防护避免待载的分段措施保证，标准中规定触头接触和分离的顺序，在连接时功率触头先触及，连接确认头再接触，在分离时候先连接触头脱开，后功率触头再脱开。同时对电子锁的要求，交流充电电流大于16A，电子锁需要闭锁，如果出现意外解锁时要求充电立刻停止或电流下降到16A以下。对于直流充电意外解锁，要求充电桩在50mS降到5A以下，对于发生意外分段要求充电桩要紧急停机。
对于热失控防护这块测试电流针对电动汽车主要是两个项目，一个是正常工作条线的要求，要求车辆最高在环境温度下，进行最大功率的满充测试，还有一个测试内容是断开连接后的电能，标准要求在断开连接后1秒内B级电压小于20焦耳。
标准中对交流充电的附加要求着重表明了浪涌电流的一些规定。浪涌电流主要考虑两个事件，一是充电桩闭合后瞬间滤波电容产生的浪涌电流，二是车载充电机内由于X电容产生的一个时间较长的浪涌电流。咱们车辆在限制车载充电机的浪涌电流时要注意充电机的选型，避免交流充电桩由于意外的跳闸，还有小型的缆上控制器，由于意外的跳闸导致一些浪涌电流的产生。
对于附加要求的测试项目，包括正常工作下的电压和功率偏差的测试，对于电流特性是要求了充电流限值还有浪涌电流的限值，功率因数以及充电接口互作功能，同时车辆是满足三相充电，还要考虑到在不同相序下的是否能充电的状态。
对于直流充电的附加要求，标准中着重表明了直流充电接触器需要DC+和DC-各一个。在之前的标准中没有强制的要求，主要是考虑到带单点失效条件下，如果车辆只具备一个接触器，然后另外一个接触器又粘连的时候，车内的X电容会对动力电池和人体进行放电。前面人员触电的标准中要求，不管是有没有充电粘连，都应该确保人体接触的触头和另外一个触头电平台的电能安全。
对于绝缘监测系统兼容性，主要针对车辆Y电容的要求，这个标准中只是规定了限制车辆的总Y电容，由于2015/2015+的充电的系统在绝缘监测通信前是由充电桩进行绝缘监测，由于车辆的Y电容对充电桩进行放电，它会干扰充电桩的绝缘监测的时间。但是充电过程中是由车辆进行绝缘监测，此处不用考虑到Y电容在充电过程中对充电桩的影响。
直接充电的附加要求涉及到两个测试内容：
1、端子温度。端子温度的测试内容主要考虑车辆在环境温度超过40度时，充电电流为40A，验证车辆功率端子温度达到90度，看车辆是否停止充电。关于绝缘监控系统的兼容性主要针对Y电容测试，但是Y电容的测试由于误差容易变得很大，一般是通过在测试系统中增加一个放电电阻，通过电容的放电曲线在相关的曲线上进行选点，通过公式反推电容量是比较可行的方法。标准中对功能安全的要求涉及到两个项目：一是功能安全要求车辆操作，车辆在此状态下不允许行驶。
2、标准要求交流充电要符合346572-2017年中6.3.4的要求，就是CC、CP中断相关的实践要求。同时还要进行过压、欠压的测试。同时如果车辆满足三相充电值，还要进行出现任意缺相时的测试。
对于直流充电，标准要求要符合34657.2-2017中6.2.4的要求，就是CC电阻还有一些电阻上限值、下限值的要求，同时车辆还要要求进行直流充电的过压以及欠压测试。
这是我以上的分享内容，谢谢大家！
（注：本文根据现场速记整理，未经演讲嘉宾审阅）
