由于近兩年來發生了幾次起火事故,人們對新能源汽車的安全性能尤為關注。在日前舉行的“2012新能源汽車產業發扎與合作高峰論壇暨項目對接洽談會”上,中國汽車技術研究中心高級工程師王芳介紹了汽研中心在電動汽車及核心零部件方面的標準制定與測試情況。
在電動汽車碰撞方面,汽研中心已經進行100余輛車(包括純電動汽車、混合動力車和插電式混合動力車)的測試,其采用的標準與傳統燃油車是一樣的。王芳介紹說,國家確定
電動車為未來新能源車輛的技術發展方向后,有關
電動車各項技術的國家標準都在緊鑼密鼓的制定和修訂。隨著一系列國家標準的制定成功,中國有將出臺一個專門針對電動車測試的評價體系,該體系會向CN-CAP一樣,為汽車制造廠家和消費者,提供參考依據。且中國有望成為第一個出臺該體系的國家。
會后,王芳接受了記者的采訪,進一步闡述了她對動力
電池安全的一些見解。目前國外對
電池包非常重視,而我國的電池包的考核標準也在立項、制定當中,預計在2013年逐步推出。王芳介紹說:“下一階段我們主要有三項工作:高功率型電池包(用在混合動力車上)、能量型電池包(用在純電動汽車上)以及電池系統的安全要求——因為現在大家對電池包的要求也是越來越高,所以這些工作也是馬上要開展的。”
關于各家企業動力電池安裝位置不同帶來的問題,王芳表示不論(車企)的安裝方式是什么樣的,“但我們的測試標準是唯一的,測試的結果當然會不一樣。電池安裝在什么地方最安全,需要通過測試來驗證,例如(電池)安裝在四輪中間的底盤上和裝在后備箱里當然是不一樣的——電池裝在后備箱里,在做后碰撞測試的時候出現危險的可能性就會大一些。這樣(的測試)有可能引導設計者朝越來越安全的方向去走。”
針對電池技術路線種類繁多的現狀,標準制定部門將會用什么樣的標準來促進它們健康發展呢?王芳指出,對于不同的電池(如鋰電池、鎳氫電池和超級電容器)都會分別制定不同的行業標準。“現在進行的電池包碰撞實驗——嚴格來說應該是擠壓試驗,‘碰撞’是動態的、帶了加速度的,而擠壓試驗是靜態的推力的試驗,所以兩者并不能完全對等。部分企業覺得目前的標準比較苛刻,是因為他們認為國際上的標準是要求車輛在經受時速50公里時,電池包能夠承受100千牛的壓力就可以了——要注意的是國際標準還強調‘電池是安裝在安全區域內’(即距離車體外圍400毫米)——但在測試過程中我們發現國內的標準并不是很高(在承受500千牛壓力的情況下變形小于50%),而且這個標準也不是強制性的標準,我們現在正在要求國內外企業提供他們更詳細的測試數據,從而制定更為合理的標準。”
“在標準的制定中,我們重視安全,但也會在合理的范圍內。現在三元體系確實能量密度高,但安全性方面還有一些地方有待攻關。對于三元體系和高能量電池的發展還存在一定的爭議,我覺得安全性還是首要的條件之一。”那什么樣的電池更安全呢?王芳強調“安全技術是逐步提高的,沒有絕對安全、而是不斷進步的。即使是通過我們的安全性測試、得到安全認證的產品,仍然不能保證絕對安全。企業拿來測試的都是剛出廠的新電池,但是當電池放在車上使用了一定時間之后,你能保證他安全么?另外,每一個司機的駕駛習慣不同,也會影響到電池的安全性能。所以我們只能保證在一定的安全性的基礎上,在電池(以及車輛)的安全范圍內來使用它,以降低事故發生的幾率。”
以下為中國汽車技術研究中心高級工程師王芳的演講全文:
王芳:各位領導專家同行,下午好。首先感謝一下會議主辦方的邀請,有這個機會跟大家一起探討交流關于新能源汽車的標準法規以及論證,以及論證過程中遇到的一些測試方面的技術的問題。其實我剛剛來,看了一下咱們的日程上面的主題,可能咱們下午的板塊,我看了集中在動力電池方面的討論。其實我本人也是,我的專業方向是電池這一塊,現在主要工作是負責電動汽車上面的三電,電池電機電控的測試,我最擅長還是電池。
但是我們整個中心新能源測試,所有項目的協調可能主要我負責,因為咱們會議的主題關于新能源汽車方面的,我想把整個新能源電動汽車的標準體系,跟大家介紹一下,有一個溝通和交流。我的報告分三個部分,首先介紹電動汽車的標準體系。
電動汽車汽車工信部管理這一塊,測試滿足的檢測標準常用的26項,電動汽車這一塊22項,四項燃料電池,目前不是強制檢驗標準是推進的標準。我們中心介紹一下組成:電動汽車標準委員會現在掛牌在汽車車輛分技術委員會下面。在誰標準制定以后,歸到電動汽車標準化管理部門,也就是說,全國國家標準化管理委員會,以及執行的工信部下面。
在上面電動汽車這一塊標準制定,還是也是目前電動汽車的標委會42個委員來自不同的單位,比如說整車企業,零部件企業,一些研究院所,檢測機構以及一些相關的管理部門。這些委員總體來負責一些標準審查和制定相關工作,但是在指定過程中更多的參與是我們下面的整車企業,零部件企業,所以說制定標準的時候分成很多的工作組,包括整車汽車工作組和電動汽車碰撞安全,主動安全這一塊。另外,分成了零部件包括電池工作組,電機工作組,以及充電接口。在這里,可能目前來說,零部件這塊值得大家關注的電池的工作組,而且目前工作組進行了改組的時候,人數從去年40多人增加到70多人還是在控制的情況下。
目前電動汽車現行標準,這里面分了一下,后面三列第一列公交管理這一塊,主要涉及22項標準。第二列,一些海外車進入中國市場,經常做三C論證采用的標準,標準答部分跟公告管理的標準是重合的,有一部分有它的專門的要求,或者有一些標準,覺得不做強制要求的。在這里,可以看到整車這一塊一共15個相應的標準,里面還有一部分目前沒有強制。
電池這一塊,目前最常用的QCT的行業標準,這些標準743做電動汽車現在沒有不知道這個標準,討論的也非常激烈。這里面電動汽車的管理系統技術條件標準,去年剛剛發布。在這里邊對于電池管理系統一些準確度,以及它的SOC的精度以及整個電池系統安全的故障診斷功能提出一些要求,這個標準目前已經發布,并且有一些廠家按照標準進行測試,雖然管理這塊沒有作為強制的標準,還是有很多廠家對這個投入了很多的關注。我們也想通過這個測試當中,不斷的發現它的一些評價方法是否合理,哪些需要更多的關注它的性能。現在大家越來越關注整個電動汽車運行過程當中,整個的一個安全性。比如說系統對于它的管理狀態,它的一個系統保護功能是什么樣的,所以對管理系統也是關注越來越多。
電機控制器這塊,強制管理這塊,按照兩個標準進行常規的性能,以及效率和安全保護性和可靠性測試。另外電機新出一個電機的可靠性測試方法,這個報批很長一段時間了,預計在明年能夠,今年能出來。有一個四百小時的可靠性考核這個還沒有出來,已經在做驗證性的實驗。
充電部件這塊,在前一段時間也是包括我們中德交流,中美以及跟歐洲的交流爭論比較多的一個,討論比較多的標準,就是充電接口的要求,以及交流充電接口直流充電接口的標準,包括這個標準通訊協議這塊,這些標準是國內非常關注的。像中機車輛也討論了這三個標準應該強制的執行,作為電動汽車準入的一個強制標準。這個應該絕大多數專家還是認為把它列入強制,目前來說還沒有公布把它作為強制的公告管理標準。
電池兼容和排放這一塊放在一起,因為能耗排放目前強制了,電池兼容,目前用的標準現在對于電磁兼容測試方法,對整車的測定綜合的評估也是投入比較多的關注,所以說這個也是回頭發展的一個重點。剛才說22.4里邊燃料電池是這塊的幾個標準,燃料電池安全要求和發動機實驗,這些標準沒有強制實施的,這個需要一段時間考慮的。
主要標準體系是這樣的,關于第二部分講電動汽車的檢測和論證。目前電動汽車檢測論證主要是剛才講到的標準,重新歸了一下類讓大家更清楚了解一些大概分幾個類型。一個,我正好做這個的時候,正好依據在我們中心實驗這一塊,是我依托各個部門來做的哪些實驗,正好這樣很清楚。一個電動汽車的定型實驗,包括純電動和混合動力實驗,以及動力性和經濟性測試,這個在我們整車實驗室做這個,還有很多實驗室在路上進行的,道路實驗為主,主要考核電動汽車的經濟性,它的動力爬坡性能這些的性能。
第二大塊,電動汽車的安全要求,比如高壓安全,絕緣安全。第三能耗和排放。能耗排放主要是在我們排放實驗室,重型排放和輕型排放分兩類做實驗。另外一塊剛才我講的電池兼容的測試。這在我們單位歸到汽車電子室專門考核電子方面的特性。另外零部件這一塊,電動汽車的操控鍵,指示器,還有一個除霜除霧在公告里邊沒有做強制要求,但是在海外車進來管理方面是要求這一項必須做的。這一塊就是講的重點,車上的電池電機電控和充電部件,這個也是比較重點的零部件。這正好是我負責的一大塊,包括電池性能測定和安全性測試,包括電機的性能和可靠性,以及充電接口這一塊。
另外我們制定的電動汽車正面碰撞的標準,我們之前做了,目前已經做了100余輛車,電動汽車,包括純電動,混合動力和插電式這樣電動汽車的碰撞安全,包括正碰,側碰和后碰角度的碰撞。稍微詳細介紹一下測試的內容,一個定型實驗,在按照2009年的準入管理的規則要求,按照幾個標準技術主要的技術插入以及基本性能,和可靠性能實驗,這些實驗基本在路上進行。因為實驗的項目也是涉及到很多的圖片,比如它爬坡實驗,以及加速性能。另外還要考核它的里程,做這個實驗的時候,在路上的可靠性測試。
因為現在純電動汽車有一個問題,充電時間比較長,我們一般慢充,里程測試的時候跑五千公里就完成了。這一塊也是歸到第一大類的,整車的安全要求,包括絕緣電阻耐電壓的測試,電力均衡的測試,這里重點模擬淋雨,或者暴雨涉水洗車這樣的情況下,電動汽車的高壓電安全能否滿足法規的要求。
另外在防護IP等級這塊,爬電的距離,兩個電池連接端子間的測試其他的安全性要求,電器的要求,車輛駕駛安全結構要求,有一些法規論證要求。另外零部件,儀表我們做功能的復合型檢查,包括核電狀態顯示,一些指示功能都需要檢測。操控鍵這個測試很簡單,主要看一些符合項,只要該用的有了就可以。電池兼容測試比較重要,目前來說基本上主要是做整車的電池兼容測試,這是我們做實驗過程的突變,依據標準主要是兩個,一個18387,18655,測試方法不太一樣,測試的結果。不同的車型測試的時候,得出來的結果差異性比較大,這個是后期研究的重點,電池兼容怎么測更合理。
檢測里邊,重要的一塊,關鍵零部件測試這塊,因為主要是我負責這一塊,我講的稍微詳細一下。充電部件,電機電池管理系統,以及車載充電器的展示。因為下午話題是電池,我們依據這個標準鋰電池的標準目前進行新的修訂,考慮整個電動汽車我們國內的現狀和存在的問題,加了一些安全的測試評價的一些項目。同時考慮到增加對于電動汽車的電池的一致性的考評,對電池的考評對象從單體移到模塊,這樣對電池一致性電池生產過程質量控制提出一些要求。
我們這一塊,介紹一下實驗室,在充電部件實驗室做了一些充電接口的測試。另外對于電池,從單體模塊到電池包的一些性能。我們743進行修訂,重要是對電池單體模塊的考核上,我們跟國外的交流,海外一些企業爭論的焦點,國際的標準在電動汽車的準入管理方面沒有對單體和模塊的考評,這個只有中國有。他們重點是對于電池包的性能測試和評價,其實我們國內標準體系分層次,第一對于單體模塊考評,第二對電池包的考核標準也在制定當中,在明年應該逐步推出來,目前實驗室來說,越來越的廠家也是把測試的重點,放在電池包的可靠性,以及管理系統的協調功能上面。
電機這一塊,因為不但做電池常規性能也要對電機一致性,可靠性做重點的評價。另外電池包來說,對于電機這些傳統部件來說,環境可靠性,環境適應性是更重要的。在整個電動汽車運行過程當中對于淋雨灰塵防護等級,到底怎么樣這些是越來越受到整車企業和運行過程當中的要求。
第三塊,簡單的提一下,關鍵的測試評價技術。電池兼容國家也比較重視這一塊,最近一期的863里邊特定列了一個關于電動汽車整車零部件的電池兼容的測試評價的項目,有四家單位,四個團體,因為每一個團體里面包括不同的單位合作承擔這些方面的項目,內容涉及到電池兼容的技術這一塊,因為有一些企業做技術,涉及到測試的評價也涉及標準化的工作,所以說這個是我們下期的重點。現在整車電池兼容達到要求,零部件也達不到。媒體報道說,電池的安全問題大家擔心。另外長期在車上開,電池兼容,電池輻射對咱們有多大的影響也是大家比較關注的,所以我們對于零部件的電池兼容考評,對于整車也是重點。
另外整車的安全碰撞問題,以前采用的標準是傳統車的碰撞形式去做,50邁的速度碰撞。現在大家考慮對于電動汽車來說,電動汽車沒有完全規格化的設計,電池就安裝在什么位置,距前后左右多遠,對整車安全碰撞提出一個新的課題,怎么做電動汽車的碰撞,怎么樣對它進行要求,這是系統過程,對整車碰撞要求,對電池安裝設計整個電動汽車的設計這一塊需要統一的集合考慮的。
另外測試評價的重點,在電池和電機的可靠性這一塊,循環性能評估,現在大家都包括消費者給他的概念,循環五百次,一千次什么概念,大家不知道,所以說如何評價你的電池你的壽命怎么樣,必須跟整車的運行結合起來。在實驗室評價你的電池跑了當量跑了五百次,一千次,相當于你在實際運行當中跑多少萬公里。比如說在實驗室考評你的質保期達到五年還是十年這是大家關心的課題,所以我們也做了相當多的工作,逐步的推出怎么樣跟實際結合,考評它的循環性能,以及這一塊也包括在電動汽車運行以后,認為在電動汽車壽命終止以后是否還可以用于儲能其他二次利用的場所,這樣它的壽命健康狀態什么樣。如果在儲能不能用了以后,是否能其他的方面,或者回收,整個一個電池的生命周期的運行狀態,它的評估都是需要去不斷的關注。
(責任編輯:王杰)