充换电场景的自动驾驶应用标准化需求研究

全国汽车标准化技术委员会智能网联汽车分技术委员会 前言 本研究以充换电场景下的自动驾驶应用作为研究对象，通过总结调研当前产业相关应用的发展现状，分析现有标准法规对于典型应用的适用性，梳理当前标准体系中尚未标准化的各类特殊场景需求，形成了修订已有标准、完善制定中标准、制定新的标准指南等标准化建议。 在此衷心感谢参加研究报告编写的各单位、组织及个人。 本报告编制过程中参考了行业很多研究成果，在此一并感谢。 组织指导：汽标委智能网联汽车分委会 牵头单位：蔚来汽车科技（安徽）有限公司、中国汽车技术研究中心有限公司 参与单位：重庆长安汽车股份有限公司、深圳引望智能技术有限公司、吉利汽车研究院（宁波）有限公司、阿波罗智能技术（北京）有限公司、徐州徐工汽车制造有限公司、中国汽车工程研究院股份有限公司、时代电服科技有限公司、小米汽车科技有限公司、浙江远程新能源商用车集团有限公司、联通智网科技股份有限公司、北京与之科技有限公司 参与人员：王凯、佘晓丽、邓清、刘建行、朱凌、吴羽熙、张淼、丁明慧、隋琳琳、彭伟、孙兆瑜、何海、曹元康、陈瑶、胡玮明、杨佩佩、雍文亮、高润新、杨戈、崔硕、黄建鹏、肖丹、韦健林、续宇洁、陈韵巧、罗文敬 目录 1研究背景....................................................................................................................11.1研究对象 ..........................................................................................................11.2研究必要性......................................................................................................21.3研究可行性......................................................................................................52产业发展现状............................................................................................................72.1驾驶自动化发展现状......................................................................................72.2充电自动化发展现状......................................................................................92.3换电自动化发展现状....................................................................................122.4其他自动化补能形式....................................................................................162.5典型应用案例................................................................................................172.5.1充电自动驾驶典型应用......................................................................172.5.2换电自动驾驶典型应用......................................................................193政策及标准法规现状..............................................................................................263.1国际标准法规现状........................................................................................263.1.1联合国..................................................................................................263.1.2欧盟......................................................................................................273.1.3美国......................................................................................................283.2国内政策及标准法规现状............................................................................303.2.1政策支持..............................................................................................303.2.2智能网联汽车领域标准法规..............................................................323.2.3充电领域标准法规..............................................................................353.2.4换电领域法规......................................................................................373.2.5地方政策及标准现状..........................................................................394标准化分析及建议..................................................................................................404.1标准化分析....................................................................................................404.1.1适用性分析..........................................................................................404.1.2充分性分析..........................................................................................42 4.2标准化建议....................................................................................................444.2.1修订通用场景标准..............................................................................444.2.2制定场景专用标准..............................................................................45 1研究背景 1.1研究对象 本标准化需求报告（以下简称“本报告”）的研究对象，首先为具备特定高级别驾驶自动化功能的智能网联汽车，能够在其设计运行条件下，持续地执行部分或者全部动态驾驶任务，从而确保车辆能够精准、稳定地停泊于充电站/换电站内设定的目标位置，支撑后续充电接口的精确对接、动力电池模块的自动化更换作业。驾驶过程中驾驶员可以在驾驶位作为动态驾驶任务后援用户，也可以不在驾驶位。具体运行场景包括： 其次，本报告的研究对象还包括：为实现以上场景和功能，场端基础设施的感知、定位、通信等能力，主要包括但不限于：用于精确感知车辆位置、车辆姿态、周边环境、周边目标物状态的场端感知与 定位系统；用于实现车辆与场端之间实时、可靠、低时延信息交互的协同通信接口；为确保车辆辅助/自动的泊入及泊出安全，而设立的场端安全监控、预警、防护装置、紧急停止装置等。注意：场端的感知、通信等能力，是充换电站自动驾驶系统的一条可选技术路径，不是必要的组成部分。 特别指出，本报告的标准化需求分析对象不包括具体执行充电口物理连接、动力电池更换的自动化执行装置，例如充电枪的自动插拔机械臂、动力电池包的自动拆卸与安装装置等。这些执行机构虽然属于自动化充电、自动化换电的重要组成部分，但其标准化需求更聚焦于场端执行装置的机械结构、运动控制及电气连接等方面，与本报告核心关注的车辆自动驾驶、与场端信息交互和协同控制属于不同领域。但本报告为获得全面的技术和产业现状，在产业发展现状及典型应用案例两个章节，仍将调研和分析充电口物理连接、动力电池更换的自动化执行装置等内容。 1.2研究必要性 （一）本功能/系统的典型应用场景能够大幅解放用户精力，具备创新性、实用性和商业价值。例如夜间无人值守的车辆自动充电、车辆自动换电等场景，目前已有车企推出演示应用，在该场景下车辆依靠自动驾驶系统，从用户的家用停车位自动巡航前往补能场地，并自动控制车辆精准对位泊入停车区域，自动完成充电、换电等补能流程，最后自动巡航返回车主的家用停车位。其优势及意义包括：（1）用户下单补能后，车辆可根据场端/云端的智能化调度（综合计算各充 电站/换电站的距离、实时空闲状态、剩余电量、分时段电价等综合因素）在合适的时段前往，使充换电基础设施的资源利用率大幅优化；（2）调整车辆利用用电低谷的夜间进行补能，即让用户通过波谷电价得到实惠，又能优化社会电力资源分配，实现削峰填谷，同时还能与光储充一体化、V2G能量管理等创新模式相结合，为产业开辟新的增量空间；（3）通过夜间无人换电，用户的个人精力得以从重复性、低效耗时的流程中释放出来，作为亮点应用解决用户的实际痛点，从而带动补能产业服务模式的升级，进一步增大新能源车辆的购车比例。此外，还可以自动充电/自动换电与自动驾驶结合还可以在城市公共交通、物流运输等领域带来新的商业模式创新。 （二）充换电场景下的自动驾驶应用与通用场景相比存在较大的特殊性。换电自动泊车通常并不基于最终泊入车位的车位线等标志物作为地面标识，而是通过换电站预设的订制化视觉标记；车辆可与场端采用V2X直连通信协议交换数据，可实现感知目标信息融合，甚至由场端实现车辆的轨迹控制；车辆泊入的精度要求高，横向偏差需小于5厘米，以保障换电机构的精准对接；另外换电自动泊车场景还要求换电基础设施具备极端天气适应性，需采用车规级传感器和工业级设备