新能源电动汽车充电运营安全问题详解

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新能源电动汽车快速发展，带动产业链上各个环节飞速发展：整车、电机、锂电池，及充电桩领域。其中，充电环节对新能源电动汽车的广泛使用起着至关重要的作用。那么如何才能保障新能源汽车车主在充电过程中安全呢？

一、新能源电动汽车充电安全故障现象

1.阜城电动汽车起火

2015年2月27日晚9时许，阜城经济技术开发区一小区内，停放在居民家门口的一辆电动汽车突然起火。所幸消防人员及时赶到，才没有酿成大祸。经调查，原来是电动汽车在充电时发生意外。

新能源电动汽车充电运营安全问题详解

2.深圳五洲龙电动客车充电站内起火

2015年4月26日，五洲龙A10纯电动大巴在深圳普天新能源的深圳湾加电站充电后，发生火灾。

新能源电动汽车充电运营安全问题详解

3.挪威特斯拉充电中起火

2016年1月1日，当地时间下午14点30分，挪威耶尔斯塔的一家超级充电站。特斯拉ModelS在这家超级充电站插上电源充电的过程中，突然燃烧起来，整部特斯拉几乎被烧毁。

新能源电动汽车充电运营安全问题详解

4.上海特斯拉充电事故

2016年3月26日凌晨，上海一位特斯拉车主驾驶他的ModelS85D前往上海浦东新区金桥的超充站进行充电时，因充电桩故障导致充电事故。

新能源电动汽车充电运营安全问题详解

二、新能源电动汽车充电故障现象分析

1、阜城电动汽车起火

现象描述及分析：据事件报道，市民在进行电动汽车充电时，直接使用了家用插座进行充电，没有使用充电桩。

原因分析及结论：众所周知，使用家用插座充电，一方面充电效率低，另一方面存在一定的安全隐患。家用插座不具备充电桩的保护装置以及监控系统。对电动汽车充电桩而言，首先应具备过欠压保护、防雷保护、输出短路保护、漏电保护及过流保护等保护装置，并且内有漏电保护器，充电桩在待机或充电过程中如出现漏电情况会及时跳闸，保护客户人身安全。如果充电桩的防水等级不符合要求，轻则容易导致充电桩信息显示屏内部进入水汽，无法清晰观察相关信息，影响操作使用；严重的情况则会导致发生漏电伤人，甚至是烧毁汽车的情况，由此足以可见充电安全不容小视。

2.深圳五洲龙电动客车充电站内起火

现象描述及分析：2015年4月26日，五洲龙A10纯电动大巴在深圳普天新能源的深圳湾加电站充电后，发生火灾。

来自监控平台的数据还原了过充的现象。五洲龙A10纯电动大巴14时13分入场充电，此时SOC(剩余电量)还有62%，车辆充电到15时42分时，已经将动力电池充满。但是，充电动作一直在持续，直到17时，充电机检测到的电压超过充电机自身保护电压650V，充电机才强制中断充电过程——此时电池包的电压也已远远超过电压限值600V。单体最高电压达到4.58V。电池总容量为324kWh，从SOC为62%时开始充电，最终总计充入202kWh；且在BMS信息中断后，事故车辆仍充入了57.9kWh电量。

静置一段时间后，大巴尾部电池仓1号电池箱、左前轮后部电池箱等多个电池箱先后发生动力电池热失控、电解液泄漏，引起短路，导致了火灾的发生。

原因分析及结论：调查专家组鉴定，事故直接原因是：车辆动力电池充满电后，动力电池过充电72分钟，过充电量58kWh，造成多个电池箱先后发生动力电池热失控、电解液泄。

过充如何发生？

首先，电池电量充满时，电池管理系统主控模块失效，没有主动传递停止充电信息，而始终上传失效前数据，使系统没有完成中断充电功能。

其次，充电机接收到BMS上报信息，知晓电池单体电压限值3.75V和总电压限值600V，仍然持续充电，直至总电压超过了充电机自身的保护限值后，才停止充电，此时电池已经严重过充。

第三，充电系统运营单位、数据监控平台、整车企业对监控数据未给予重视，在充电过程中监控数据出现异常时，没有及时采取措施。如果能够实时分析监控数据，及时采取必要措施，这一事故是有可能避免的。

3.挪威特斯拉充电中起火

现象描述及分析：挪威耶尔斯塔的一家超级充电站，一辆正在充电的ModelS，突然发生燃烧，整辆车几乎被烧得只剩架子，所幸事发时车上没人，因此无人受伤。

原因分析及结论：针对这起事故，特斯拉挪威新闻发言人在当地发布了一个官方声明，我们对其英语版本做了一下翻译：

今年1月，一辆ModelS在超级充电站充电的时候发生燃烧，这是一个孤立的事件。起因是由于车内配电箱发生短路。在发现短路之后，超级充电站都被立即关闭。没有人在这场火灾中受伤。我们的调查证实了这是一起孤立的事件，但由于车辆本身损毁严重，我们也无法确定短路为什么会发生的确切原因。

4.上海特斯拉充电起火

现象描述及分析：事故车主凌晨前往金桥充电站进行充电。充电中，车主发现隔壁充电桩无法拔出充电枪，经过400电话客服的帮助，该车完成充电。而事故车主的车却突然停止充电，屏幕显示车辆出现故障，无法进行充电。事故车主更换其它充电桩后仍无法充电，充电枪因保护机制无法插入充电接口。

事故车主事后前往特斯拉门店检测，结果这辆ModelS85D的高压接线盒出现故障，在更换后恢复正常，可以在超充正常充电。

原因分析及结论：据悉当时金桥充电站现在正在扩建，新设电桩与现有电桩，虽然是独立的电缆，但却相互影响充电电压和电流。新开的6个电桩的启用，导致现有电桩的电压不稳定。也正因为电压出现问题，所以才导致事故车主无法充电，从而损坏了高压接线盒传感器。

三、探究新能源电动汽车充电故障现象背后的问题

电动车充电现状是，充电设施被动依赖BMS和电池，不适应电动汽车充电的需求，及时、方便的充电需求得不到满足，更加及时的车况报告无法获得，充电相关各方责任界限不清，充电被简单视为新能源汽车的一个“零部件”，但是在新能源汽车的安全问题中，最易发生问题的环节却是充电环节。

究其原因不外乎以下几点：使用家用插座，没有进行任何的充电保护；由于电压、电流过高，或电池过充等导致电池热失控从而引发燃烧；电池管理系统与充电设备之间没有能够形成很好的协调，导致电池管理系统形同虚设，充电机在接收电池相关数据不全面时未能终止充电；配电网与充电站建设匹配度不够导致电压出现问题，出现充电故障；充电枪头枪座长时间频繁插拔，接触电阻加大，从而导致大电流充电时发热严重，甚至引起火灾。

四、如何保障充电运营安全？

如此多的电动汽车，和如此多的充电桩，应该如何做，才能尽量减少这样的事故？

1.企业充电运营产品如何做？

上海鼎充新能源技术有限公司产品总监田树春告诉电动汽车资源网记者，首先充电站及建设选址是非常重要的，应该注意满足电源接入要求、远离易燃易爆地点、远离多灰尘的地点、远离腐蚀气体地点、不设污染风向下方、不设剧烈震动地点、不设高温环境场所、不设地势低洼场不设可能积水场所、选择信号覆盖区域、选择消防易到达点。

除充电基础设施选址以外，田树春还提到，为了提高充电桩安全性，充电桩应具备充分的主动安全技术和被动安全技术，所谓主动安全是指充电系统本身应具备完善的保护措施，避免自身故障导致对外围其他设备的影响，导致安全事故的扩大化，如：安全隔离保护、充电温度控制、机械锁和电子锁联动、过载和短路保护等安全措施。强弱电分离技术可以避免人碰到强电；全面热保护自诊断对车和桩的保护，避免过热起火；双系统全独立控制，一个系统如果有问题，另外一个系统能正常运行；高压热插拔切断在高压热插拔时没有安全隐患。

记者获悉，鼎充新能源充电桩还落实了9项实时安全保护措施：短路保护、过流保护、欠压保护、过压保护、防拔保护、急停保护、漏电保护、防雷保护、阻燃保护等等，鼎充新能源主要强调的是主动安全技术。被动安全技术是指外围设备如发生故障，充电系统需要及时在任何状态下切断故障源，同样防止安全事故的扩大化，如：被动定时充电保护，即当充电机与车辆之间的 CAN通信发生中断时，充电机未能及时停止输出电流，出现长时不可控状态等故障导致系统控制多重失败，到达开始预估的充电时间时，充电系统自行强行中断，防止过充；烟雾探测保护，这是最后一道防护，当前期所有的保护都失效，发生火灾时，第一时间启动自动消防系统，防止无人值守时事故的扩大。

当然，充电场站现场的规范化管理也是避免安全事故的重要手段，如：清晰的充电站操作流程，完善的维护保养制度及紧急情况的处理手段等等，都需要很好的建立和演练！

关于充电系统的运营管理平台的安全性，目前的主流思路和模式，就是把充电桩和车的数据，进行车厂、用户和运营商三方面的数据共享，实现互联互通。

“如果能在运营级别形成网络的话，可以部分减少这样的事故，充电服务平台不但能够读到充电桩的实时信息，也能够读取到车的电池情况，在车将要出现严重故障之前能够做一个预警，避免事故的发生。同时，充分利用平台管理、现场管理以及手机终端，协调利用各自的优势，形成无缝化的安全监控，确保充电安全！”鼎充新能源田树春表示。

2. 政策层面：强化国家级政策引导

充电桩新国标第一条GB/T18487.1-2015《电动车辆传导充电系统第1部分:通用要求》中,重点明确了电动汽车充电系统的基础性、通用性、安全性要求。新国标对充电温度监控、机械锁与电子锁联动、绝缘检测和泄放电路等都进行了规定。

本次修订的GB/T18481.1和GB/T27930重点考虑充电的安全性和兼容性,增加了充电桩的安全隔离保护、充电温度控制、机械锁和电子锁联动、过载和短路保护等安全措施,新国标极大地提高了充电桩等相关配套设施的防水、防漏电等安全可靠性,无论是在露天还是封闭的环境下,都能对充电桩使用及周边人员起到安全保障。

部分厂家的电动汽车充电桩是不符合国家通用标准的:简单的组装,缺少必备的保护装置,产品质量不过关等一系列问题,而对消费者不负责终究会被市场所淘汰。

随着充电国标的**,2016年的新能源汽车市场正逐步迈向统一的行业标准。届时,市场会迎来更大规模增长,竞争也会更加激烈。对于现在的新能源汽车市场来说,如果不把产品的安全保障放在第一位,那么其他的一切都将是空谈。