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中汽试验所:关于动力电池标准法规及研发验证的评价项目

中汽试验所:关于动力电池标准法规及研发验证的评价项目

2017-05-18 作者:木铭 来源:新能源汽车网
  2017年5月16日-18日,由中国汽车技术研究中心(以下简称中汽中心)主办,中汽中心汽车试验研究所、汽车技术情报研究所、千人计划(常州)新能源汽车研究院联合承办,常州市经济与信息化委员会、钟楼区人民政府、常州市汽车行业协会合作协办的“2017年第五届国际电动汽车及关键部件测评研讨会”在江苏常州成功召开。

  以下为中汽中心试验所高级工程师樊彬大会演讲实录:

  本次报告主要包括电动汽车动力电池系统的相关标准法规,以及研发验证的评价项目。

  在标准法规的要求与解读部分,分为六点进行讲述。第一个是标准概述,第二个是基本的系统要求,第三个是耐久可靠性要求,第四个是安全性要求,第五个是电池管理系统要求,第六个是目前标准的发展动态。

  在标准概述方面,我国目前建立了一个相对完整的动力电池标准体系,覆盖了电性能、寿命、安全性、互换性、回收利用等各个方面,包括了电子管理系统、电池外壳以及整个系统方面的测试评价内容。整体来讲,国家对于动力系统的安全性给予了重点关注。

  接下来,逐条针对每一项标准进行解读。对于基本性能要求,一个是高功率应用的电池系统,第二个是高能量应用的电子系统。对于电池系统的电性能测试来说,基本需要四个电子系统,其中一个主要开展短期的基本性能测试,其他3个用于开展长期的基本性能测试,包括容量损失、存储容量损失等项目。此外,国家还对动力电磁系统提出性能要求,主要包括能量密度、峰值最大充电倍率和燃料电池性能三个要求。

  对于电子系统耐久可靠性方面,目前采用GB-T32484标准,该标准包括16个测试项目,分为机械安全、热安全、电安全三方面内容。详细来将,机械安全包括振动机械、冲击、机械跌落、模拟碰撞、翻转六个项目,需要特别关注安装支架的断裂、螺栓的疲劳的松动以及电视机外壳的破裂等问题。另外,电池内部高压线和低压线的连接以及断裂均会引起热安全和电安全问题。

  对于电池系统的功能安全方面,主要包括过温、短路、过充、过放测试。首先,测试要模拟一个失控某些特殊功能的方法,包括了短路、加热、过充三种不同的方法去让电子系统的其中一个单体里爆炸之后,通过传感器的数据采集,以及人工观察去判断热失控的发生,从而去决定电池系统是否符合电池、电动客车安全使用要求,标准要求是保证五分钟以内不能着火。

  对于电池管理系统方面,国家标准体系较老,大部分测试项目基本属于功能性检查项目,通过率较高,对于动力电池的快速发展难以起到促进效用。

  对于目前标准的发展动态方面,从去年年底开始,已有三个标准处于报批过程。其中,一个是规格尺寸标准,主要从单体模块以及标准仓角度提出一些标准尺寸,供行业内使用推荐;第二个是编码标准,与整个包括回收利用以及后续监管有密切联系;第三个是GB-T3246的两个修改项目,由原来的60小时一个随机变动为三小时的正弦扫频振动;而挤压由原来的200000N变为100000N,基于行业现状,进行了要求上的降低。

  在研发验证的评价项目部分,也主要包括六个方面,第一个是研发体系简述,第二个是基本性能的测评,第三个是循环寿命的测评,第四个是安全性的测评,第五个是电池管理系统测评,第六个是系统测评发展趋势。

  在整个平台体系建设过程中,对于电池系统研发测评不仅仅是去做一个测试项目,在实验前的准备以及实验后的一些功能检查项目上也要高度重视,一起获取足够的数据应用于产品的研发。

  在基本性能方面,要建立一个完整的测试平台,该平台不仅对于单体模块进行测试,更多需要进行BMS以及后续的包括冷却系统在内的各种系统测试,来形成一个与充放电设备进行功能交互的整体研究平台。基于该平台,可以进行温度、电流、倍率等电池一致性测试,进而研究电池系统的整体性能表现。

  在循环耐久这方面,主要的工作是基于电子系统的实际使用工工况,进行耦合分解去形成一个标准循环,从而去建立一个多因素融合的电子系统,形成加速循环寿命的评测体系。

  在安全性方面,安全性方面主要集中在热失控方面的研究,包括热因素,机械因素与电因素。对于如何才能符合整个行业的需求,然后同时去满足电动客车安全的一个需求,需要在电子系统、电磁系统的监控加以重视。

  在电池管理系统方面,坚持热管理是考虑了从电池单体到电池模块到系统的三多个层级,是基于一个单体的模型以及系统模式模型,最终形成一个高度集中的电池热管理系统。

  在系统测评发展趋势方面,首先将电池和电机作为一个整体系统来考核性能,然后同整车的动力、经济性进行匹配,从而确定系统的输出特性。此外,将其与充电系统进行集成,包括了充电站、监控中心、充电机以及它后续的车辆监控,形成整体的集成系统,来研究各个组成部分的安全性。

  国家已经发布了一些关于新能源汽车以及发展的政策。动力电池作为重要的组成部分,赢得了较好的发展机遇。目前,国家一些标准即将陆续发布实施,中汽中心建议整个行业内企业从整车集成和实际应用角度出发,去通过对电池深入细致的有效评价,通过集成技术的叠加,进一步提升安全性能,从而推动动力电池产业的发展,促进电动汽车产业化进程,谢谢大家!

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