电车试验：充电安全——充电安全机制

电动汽车充电基础设施由供电系统、充电设备、监控系统以及计量系统等构成。供电系统由提供电源的电力设备及配电线路组成；充电设施由充电设备、充电线缆及相关装置组成；监控系统由计算机设备以及信息网络设备组成，对充电设备及供电设备及设施运行状况、环境、安全状况及数据资源进行监测和管理；充电设施是电动汽车不可或缺的电能补充设施，充电安全需从充电设施的全生命周期关注其安全性，包括：设计、制造、建设、信息传输与数据存储、以及运行服务保障，建立良好可靠的充电安全机制，抵御安全风险和事故发生。

一、充电安全机制

1、安全防范目标

组成充电应用系统的各部分硬件、软件、设计、建设及运行维护，其安全目标设定应以预防为主，保证人员不受伤害为前提，实现电动汽车充电应用的安全性，并且：

（1）使用人员安全：在各种环境工况下，充电设备、电动汽车及辅助设施，均应确保使用人员的人身安全；

（2）充电设备与系统：充电设备应具备相应标准规定的电气安全防护能力设计，同时应保证对电动汽车充电过程在各种失效模式下具备相应保护措施；

（3）供电安全：充电桩的负荷约束，过载保护，谐波参数、短路保护应不影响供电电源的正常工作；

（4）电池安全保护：电动汽车在充电过程中应向充电桩传输真实准确的数据，充电系统应监控电池参数并通过大数据技术预警电池故障，确保充电安全；

（5）运营安全：充电环境、场站操作、运行管理，应满足充电服务安全运行为基本要求的目的；

（6）安全防控：应建立全过程的安全防控机制，设计阶段应充分重视充电设备对安全相关标准技术要求的执行，充分运用功能保护设计有效减低系统功能失效安全风险，制造阶段应重视产品生产制造质量水平提升和产品检验、认证检测和入网管理，建设阶段应严格执行充电设施建设竣工质量要求，运营阶段应提高运行维护保障能力和安全管理水平。

二、健全充电保护机制

充电过程是车辆与充电系统协同配合并实现电能传递的过程，充电失控易引发动力电池的安全事故，应注重充电过程的安全风险管理。

（1）主动安全措施

充电设备的充电控制应充分考虑主动安全保护的功能设计，充电过程中需校验BMS数据，对电池的关键参数，如电池总压、单体电压、温度，以及SOC、SOH 等信息进行实时监测，对充电控制模式与充电状态进行可行度校验，对异常状况具有实时监测、诊断、差错辨识及故障预测和预警控制能力，当发现可能导致超出安全风险严重等级时，应主动停止充电并启动维护措施。

（2）充电特性与保护

现行充电管理是由车辆BMS 作为充电主控侧，充电设备为被控侧执行BMS 充电指令，结合电动汽车及动力电池管理系统充电特性输出，易进一步优化充电模式及充电特性控制要求，通过数据交互及可信度判别，形成与充电特性安全边界相适配的保护机制。提倡对电池系统、充电系统应具备健康状况监测、诊断及设置故障预警功能，且当电池系统出现安全风险状况时具有相应的保护措施。同时，电动汽车监控平台应具备对电池系统安全风险评估功能，并与充电系统建立实时通信能力，形成充电安全冗余保护机制，通过充电过程数据以及历史充电信息分析给出当前条件下最优的充电电压和电流,并进行在线充电风险度辨识，防止出现过充、大电流冲击导致动力电池性能损伤，实现充电设备的多重安全保护设计，保证电池充电安全。

（3）功能失效风险

组成充电系统的软硬件系统、功能组件，其耐久性、可靠性及环境因素影响致使性能衰退，电磁干扰产生通信差错，易导致充电过程中出现管理功能失效，电能传递偏离预期要求，由此可能引发过压过流及过充事故发生。

无论是车辆端或充电设备端的控制单元，功能设计上应遵循功能安全设计思想，如具备防死机、呆滞和CPU 处理的自恢复能力，确保BMS 与充电控制单元通信的可靠，通信连接上应具有心跳侦测、数据纠错、以及必要的容错能力，避免充电过程中如通信处理器或控制处理器故障形成假报文传递、关键参数畸变等状况，并能有效控制因此产生的充电功能失效而造成充电失控风险。

三、数据资源利用

合理利用充电数据资源信息及各类公共数据服务平台信息，包括行业联盟、安全运行监测平台，应充分运用新技术发挥其充电安全保障的支撑作用，运用大数据分析和隐私信息数据清洗，在确保不泄露用户隐私和信息安全的前提下，面向充电安全提升需求，探索建立电池特性溯源及健康状况信息检索的数据支撑作用，开展预防性电池健康状况评估及标识，特别是充电方法合理性评估，提升充电服务行业安全保障能力。

四、注重安全防护措施

充电场站应为电动汽车提供安全的充电场所，确保充电操作及电能传输的安全，相应功能系统的建立，应具有电气及电能及消防安全措施，并在发生意外事故时，相应防护措施应能遏制事故危害的扩大，减少给周边人员和环境带来重大危险。

五、新技术应用及标准引领

应充分运用有利于提高充电安全及可靠性相关技术，发挥科技创新成果示范及标准引领作用，促进动力电池安全性能提升及充电设施监测和有效预警等共性技术研究成果的转化。深入开展新能源汽车与充电设施标准技术协同研究，不断提升充电安全标准精准化质量水平，发挥标准引领作用。