中汽試驗(yàn)所:關(guān)于動力電池標(biāo)準(zhǔn)法規(guī)及研發(fā)驗(yàn)證的評價項(xiàng)目

以下為中汽中心試驗(yàn)所高級工程師樊彬大會演講實(shí)錄:
本次報告主要包括電動汽車動力電池系統(tǒng)的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)法規(guī),以及研發(fā)驗(yàn)證的評價項(xiàng)目。
在標(biāo)準(zhǔn)法規(guī)的要求與解讀部分,分為六點(diǎn)進(jìn)行講述。第一個是標(biāo)準(zhǔn)概述,第二個是基本的系統(tǒng)要求,第三個是耐久可靠性要求,第四個是安全性要求,第五個是電池管理系統(tǒng)要求,第六個是目前標(biāo)準(zhǔn)的發(fā)展動態(tài)。
在標(biāo)準(zhǔn)概述方面,我國目前建立了一個相對完整的動力電池標(biāo)準(zhǔn)體系,覆蓋了電性能、壽命、安全性、互換性、回收利用等各個方面,包括了電子管理系統(tǒng)、電池外殼以及整個系統(tǒng)方面的測試評價內(nèi)容。整體來講,國家對于動力系統(tǒng)的安全性給予了重點(diǎn)關(guān)注。
接下來,逐條針對每一項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行解讀。對于基本性能要求,一個是高功率應(yīng)用的電池系統(tǒng),第二個是高能量應(yīng)用的電子系統(tǒng)。對于電池系統(tǒng)的電性能測試來說,基本需要四個電子系統(tǒng),其中一個主要開展短期的基本性能測試,其他3個用于開展長期的基本性能測試,包括容量損失、存儲容量損失等項(xiàng)目。此外,國家還對動力電磁系統(tǒng)提出性能要求,主要包括能量密度、峰值最大充電倍率和燃料電池性能三個要求。
對于電子系統(tǒng)耐久可靠性方面,目前采用GB-T32484標(biāo)準(zhǔn),該標(biāo)準(zhǔn)包括16個測試項(xiàng)目,分為機(jī)械安全、熱安全、電安全三方面內(nèi)容。詳細(xì)來將,機(jī)械安全包括振動機(jī)械、沖擊、機(jī)械跌落、模擬碰撞、翻轉(zhuǎn)六個項(xiàng)目,需要特別關(guān)注安裝支架的斷裂、螺栓的疲勞的松動以及電視機(jī)外殼的破裂等問題。另外,電池內(nèi)部高壓線和低壓線的連接以及斷裂均會引起熱安全和電安全問題。
對于電池系統(tǒng)的功能安全方面,主要包括過溫、短路、過充、過放測試。首先,測試要模擬一個失控某些特殊功能的方法,包括了短路、加熱、過充三種不同的方法去讓電子系統(tǒng)的其中一個單體里爆炸之后,通過傳感器的數(shù)據(jù)采集,以及人工觀察去判斷熱失控的發(fā)生,從而去決定電池系統(tǒng)是否符合電池、電動客車安全使用要求,標(biāo)準(zhǔn)要求是保證五分鐘以內(nèi)不能著火。
對于電池管理系統(tǒng)方面,國家標(biāo)準(zhǔn)體系較老,大部分測試項(xiàng)目基本屬于功能性檢查項(xiàng)目,通過率較高,對于動力電池的快速發(fā)展難以起到促進(jìn)效用。
對于目前標(biāo)準(zhǔn)的發(fā)展動態(tài)方面,從去年年底開始,已有三個標(biāo)準(zhǔn)處于報批過程。其中,一個是規(guī)格尺寸標(biāo)準(zhǔn),主要從單體模塊以及標(biāo)準(zhǔn)倉角度提出一些標(biāo)準(zhǔn)尺寸,供行業(yè)內(nèi)使用推薦;第二個是編碼標(biāo)準(zhǔn),與整個包括回收利用以及后續(xù)監(jiān)管有密切聯(lián)系;第三個是GB-T3246的兩個修改項(xiàng)目,由原來的60小時一個隨機(jī)變動為三小時的正弦掃頻振動;而擠壓由原來的200000N變?yōu)?00000N,基于行業(yè)現(xiàn)狀,進(jìn)行了要求上的降低。
在研發(fā)驗(yàn)證的評價項(xiàng)目部分,也主要包括六個方面,第一個是研發(fā)體系簡述,第二個是基本性能的測評,第三個是循環(huán)壽命的測評,第四個是安全性的測評,第五個是電池管理系統(tǒng)測評,第六個是系統(tǒng)測評發(fā)展趨勢。
在整個平臺體系建設(shè)過程中,對于電池系統(tǒng)研發(fā)測評不僅僅是去做一個測試項(xiàng)目,在實(shí)驗(yàn)前的準(zhǔn)備以及實(shí)驗(yàn)后的一些功能檢查項(xiàng)目上也要高度重視,一起獲取足夠的數(shù)據(jù)應(yīng)用于產(chǎn)品的研發(fā)。
在基本性能方面,要建立一個完整的測試平臺,該平臺不僅對于單體模塊進(jìn)行測試,更多需要進(jìn)行BMS以及后續(xù)的包括冷卻系統(tǒng)在內(nèi)的各種系統(tǒng)測試,來形成一個與充放電設(shè)備進(jìn)行功能交互的整體研究平臺。基于該平臺,可以進(jìn)行溫度、電流、倍率等電池一致性測試,進(jìn)而研究電池系統(tǒng)的整體性能表現(xiàn)。
在循環(huán)耐久這方面,主要的工作是基于電子系統(tǒng)的實(shí)際使用工工況,進(jìn)行耦合分解去形成一個標(biāo)準(zhǔn)循環(huán),從而去建立一個多因素融合的電子系統(tǒng),形成加速循環(huán)壽命的評測體系。
在安全性方面,安全性方面主要集中在熱失控方面的研究,包括熱因素,機(jī)械因素與電因素。對于如何才能符合整個行業(yè)的需求,然后同時去滿足電動客車安全的一個需求,需要在電子系統(tǒng)、電磁系統(tǒng)的監(jiān)控加以重視。
在電池管理系統(tǒng)方面,堅持熱管理是考慮了從電池單體到電池模塊到系統(tǒng)的三多個層級,是基于一個單體的模型以及系統(tǒng)模式模型,最終形成一個高度集中的電池?zé)峁芾硐到y(tǒng)。
在系統(tǒng)測評發(fā)展趨勢方面,首先將電池和電機(jī)作為一個整體系統(tǒng)來考核性能,然后同整車的動力、經(jīng)濟(jì)性進(jìn)行匹配,從而確定系統(tǒng)的輸出特性。此外,將其與充電系統(tǒng)進(jìn)行集成,包括了充電站、監(jiān)控中心、充電機(jī)以及它后續(xù)的車輛監(jiān)控,形成整體的集成系統(tǒng),來研究各個組成部分的安全性。
國家已經(jīng)發(fā)布了一些關(guān)于新能源汽車以及發(fā)展的政策。動力電池作為重要的組成部分,贏得了較好的發(fā)展機(jī)遇。目前,國家一些標(biāo)準(zhǔn)即將陸續(xù)發(fā)布實(shí)施,中汽中心建議整個行業(yè)內(nèi)企業(yè)從整車集成和實(shí)際應(yīng)用角度出發(fā),去通過對電池深入細(xì)致的有效評價,通過集成技術(shù)的疊加,進(jìn)一步提升安全性能,從而推動動力電池產(chǎn)業(yè)的發(fā)展,促進(jìn)電動汽車產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程,謝謝大家!
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