□ 茅龚丹
上海电气集团股份有限公司 中央研究院 上海 200070
自二十一世纪以来,面对全球日益严峻的能源短缺和环境污染问题,美、日、欧及中国纷纷开始转型,相继将新能源汽车上升为国家战略,出台了一系列政策措施,鼓励新能源汽车的发展和市场推广[1],并以此作为缓解能源压力、减轻环境污染的重要手段。
随着各国政府的大力支持与技术的日益进步,全球电动汽车市场化规模呈现迅猛发展的态势,从2011年仅6.80万辆,增长至2015年的64.30万辆,年均复合增长率为75.36%。根据相关研究的预测,未来随着新能源汽车续航技术的不断突破以及核心部件成本的逐步降低,全球电动汽车市场规模将迎来新一轮的爆发式增长。
根据国务院2012年6月印发的《节能与新能源汽车产业发展规划(2012~2020年)》相关定义,新能源汽车是指采用新型动力系统,完全或主要依靠新型能源驱动的汽车,主要包括纯电动汽车、插电式混合动力汽车及燃料电池汽车,并提出了新能源汽车产业以纯电驱动作为新能源汽车发展和汽车工业转型的主要战略方向,当前重点推进纯电动汽车和插电式混合动力汽车的产业化。因此,目前市场上新能源汽车主要以纯电动汽车和混合动力汽车为主,燃料电池电动汽车还较为少见。另外,到2020年纯电动汽车和插电式混合动力汽车生产能力将达200万辆,累计产销量超过500万辆,使我国燃料电池汽车、车用氢能源产业与国际同步发展。
为了支持新能源汽车的发展,我国在新能源汽车的规划、产业政策和标准体系建设上相继出台了系列文件[2],表1列出了我国新能源汽车相关的主要政策文件及要点。
国际标准化组织(ISO)下设的技术标委会ISO/TC22/SC21(电动道路车辆),负责制定电动道路车辆的相关标准,下设WG3工作组专门负责用于电动道路车辆的锂离子电池的标准化工作[3],现有的标准有ISO 6469-3:2011《电动道路车辆 安全规范第 3 部分:专业车辆》、ISO 18300:2016《电动汽车锂离子电池测试规范》、ISO23273:2013《燃料电池道路车辆 安全规范 防油保护》、ISO/PAS 19295:2016《电动道路车辆 电压分等级规范》、ISO 6469-1:2009《电动道路车辆 安全规范》、ISO 6469-2:2018《电动道路车辆 安全要求 第2部分:车辆》、ISO/PAS 19363:2017《电动道路车辆 磁场无线电力传输》、ISO 8714:2002《电动道路车辆 参考能量消耗和范围》、ISO/TR 11954:2008《燃料电池道路车辆 最大速度测量》、ISO/PAS 16898:2012《电动道路车辆 第2部分的尺寸和名称》、ISO12405:2012《电动道路车辆锂离子检验规范》、ISO/TR 11955:2008《混合电动道路车辆 电荷平衡测量指南》、ISO 23274-1:2013《混合动力道路车辆 废气排放和燃料消耗量》、ISO 8715:2001《电动道路车辆道路运行特性》、ISO 6469-4:2015《电动道路车辆 安全规范 第4部分:撞击后的电气安全》、ISO17409:2015《电动道路车辆与外部电能的连接》、ISO/TR 8713:2012《电动道路车辆词汇》、ISO 23828:2013《燃料电池汽车能耗测量压缩氢燃料汽车》、ISO 23274-2:2012《混合动力道路车辆 废气排放和燃料消耗量》、ISO 15118:2013《道路车辆 车辆到网格通信接口》、ISO 17409:2015《电动道路车辆 与外部电能的连接》。
表1 新能源汽车相关政策及其要点一览表
国际电工委员会(IEC)下设的技术标委会IEC/TC69(电动道路车辆和电动工业卡车),负责制定全车或部分电动道路车辆的国际标准,现有的标准有:IEC 61851:2017《电动汽车导电充电系统》、IEC 61980-1:2015《电动汽车无线电力传输(WPT)系统 第 1 部分:一般要求》、IEC 62576:2018《混合动力电动汽车用双电层电容器试验》、IEC 62752:2016《电气化道路2型充电电缆控制及保护装置》、IEC62840:2016《电动汽车电池交换系统》。
日本电动车辆协会(JEVA)、美国汽车工程师学会(SAE)和欧洲标准化委员会(CEN)等都对电动汽车相关标准进行了制定,主要涉及整车、电池、电机、基础设施等相关标准[4]。
中国电动汽车标准主要由电动汽车标委会(SAC/TC 114)负责,中国电动汽车标委在全国汽标委下组建成立,中国电动汽车标委会主要由混合动力汽车组、燃料电池汽车工作组、驱动电机工作组、动力电池工作组等部分组成。在中国新能源汽车技术领域相关的技术标准体系中,主要包括:通用基础标准、安全标准、试验方法标准、技术条件、互换性标准等部分,并且细分领域为整车、电机、控制系统、蓄电池、充电系统、电池回收利用及电气接口等[5]。
其中,涉及安全的标准有:GB/T18384.1—2015《电动汽车安全要求第1部分:车载可充电储能系统》、GB/T18384.2—2015《电动汽车安全要求第2部分:操作安全和故障防护》、GB/T18384.3—2015《电动汽车安全要求第3部分:人员触电防护》[6],GB/T 24549—2009《燃料电池电动汽车安全要求》,以及三件正在编制中的国家强制性标准20160969-Q-339《电动汽车安全要求》、20160968-Q-339《电动客车安全技术条件》、20160967-Q-339《电动汽车用锂离子动力电池安全要求》。
整机标准中,锂离子电池电动汽车相关标准有:GB/Z 18333.1—2001《电动道路车辆用锂离子蓄电池》、GB/T31467—2015《电动汽车用锂离子动力蓄电池包和系统》、NB/T33024—2016《电动汽车用动力锂离子蓄电池检测规范》。燃料电池电动汽车的相关标准有:GB/T 24549—2009《燃料电池电动汽车安全要求》、GB/T26990—2011《燃料电池电动汽车车载氢系统技术条件》、GB/T 29126—2012《燃料电池电动汽车车载氢系统试验方法》、GB/T 33978—2017《道路车辆用质子交换膜燃料电池模块》、GB/T 34544—2017《小型燃料电池车用低压储氢装置安全试验方法》、GB/T35178—2017《燃料电池电动汽车氢气消耗量测量方法》。
试验方法标准有:GB/T31467—2015《电动汽车用锂离子动力蓄电池包和系统》、GB/T 34657.1—2017《电动汽车传导充电互操作性测试规范第1部分:供电设备》、GB/T 34657.2—2017《电动汽车传导充电互操作性测试规范 第2部分:车辆》、GB/T 34658—2017《电动汽车非车载传导式充电机与电池管理系统之间的通信协议一致性测试》。
具体细分领域下的电池回收利用现有的标准有:GB/T34013—2017《电动汽车用动力蓄电池产品规格尺寸》、GB/T34014—2017《汽车动力蓄电池编码规则》、GB/T34015—2017《车用动力电池回收利用余能检测》[7]、GB/T33598—2017《车用动力电池回收利用 拆解规范》,正在制定中的标准有:20150671-T-339《车用动力电池回收利用梯次利用技术要求》、20150670-T-339《车用动力电池回收利用拆卸要求》、20150677-T-339《车用动力电池回收利用材料回收要求》、20150678-T-339《车用动力电池回收利用包装运输规范》,拟制定的标准有:《车用动力电池回收利用 梯次利用产品标识》《车用动力电池回收利用放电规范》《车用动力电池回收拆解指导手册编制规范》等。
储能充电站中,直流充电相关的技术标准有:GB/T 20234—2015《电动汽车传导充电用连接装置》、GB/T 18487.2—2017《电动汽车传导充电系统第2部分:非车载传导供电设备电磁兼容要求》、GB/T18487.3—2001《电动车辆传导充电系统电动车辆交流 /直流充电机(站)》[8]、GB/T 27930—2015《电动汽车非车载传导式充电机与电池管理系统协议之间的通信协议》、GB/T29772—2013《电动汽车电池更换站通用技术要求》、GB/T 29318—2012《电动汽车非车载充电机电能计量》、NB/T 33009—2013《电动汽车充换电设施建设技术导则》、NB/T 33001—2010《电动汽车非车载传导式充电机技术条件》、NB/T 33008.1—2013《电动汽车充电设备检验试验规范第1部分:非车载充电机》。储能充电站设计标准有:DB44/T1766—2015《电动汽车储能充电站设计规范》、GB 50966—2014《电动汽车充电站设计规范》。光伏充电站相关的标准有:DB44/T1507—2014《太阳能光伏充电站技术要求》、GB/T 19939—2005《光伏系统并网技术要求》、GB/T 20514—2006《光伏系统功率调节器效率测量程序》。
综上所述,在电动汽车术语、仪表、标志等基础通用标准与锂电池、燃料电池电动汽车整车中,电机、电池、电控、辅助电器等关键零部件标准,以及试验测试方法等相关方面的标准比较多,填补了我国电动汽车标准的空白,为电动汽车的研发及其性能评价发挥了非常重要的作用[9]。而在退役电池、储能充电站方面,标准制定的还比较少,相关的标准制定还处于起步阶段。
在工信部装备工业司发布的《2018年新能源汽车标准化工作要点》中,提出了基础通用领域还应完成电动汽车安全强制性国家标准的技术审查和报批工作、传导充电电磁兼容性标准起草工作,并开展碰撞后安全和电子电器环境适应性标准预研。整车领域的标准应完成电动客车安全强制性国家标准的技术审查和报批工作、燃料电池汽车安全标准审查和报批工作,推进四轮低速电动车标准制定与推动纯电动汽车、轻型混合动力汽车和重型混合动力汽车能耗测试标准修订工作。关键系统部件领域应完成锂离子动力电池安全强制性国家标准审查和报批,动力电池回收利用拆卸要求、包装运输和材料回收标准审查和报批,以及电池管理系统和车载充电机标准起草工作,并开展动力电池梯次利用、燃料电池发动机耐久、燃料电池堆性能、轮毂电机、高压熔断器及高压接触器标准预研。充电基础设施领域应开展对充电接口及通信协议现行标准实施效果评估,探索研究大功率传导充电技术方案,开展无线充电互操作性测试活动和标准预研,推进电动客车接触式充电系统标准制定与传导放电、充电信息安全、加氢通信协议及加氢口标准预研与立项工作[10]。
发展新能源汽车是缓解我国能源和环境压力、加快汽车产业转型升级、培育新的经济增长点和提升国际竞争优势的战略举措,是我国迈向汽车强国的必由之路。随着我国新能源汽车技术水平不断提升及标准制修订工作加快推进,目前已发布新能源汽车及充电基础设施的现行有效标准有100多项,建立了较为完善的标准体系,有力地支撑了产业的健康发展。2018年新能源汽车标准化工作的总体思路是:全面深入贯彻党的十九大精神,以习近平新时代中国特色社会主义思想为指导,贯彻落实《节能与新能源汽车产业发展规划(2012~2020年)》、《汽车产业中长期发展规划》,从加快促进新能源汽车产业提质增效、增强核心竞争力、实现高质量发展出发,突出抓好重点标准领域和关键标准项目,着力优化新能源汽车标准体系建设,加强国际标准法规的参与和协调,支撑汽车产业供给侧结构性改革,推动新能源汽车高质量健康可持续发展。