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王芳:电池的标准、法规的要求及电池的安全性测评

2017年06月23日 09:58

这是关于能量密度的测试、功率密度以及输出功率的测试,我想给大家介绍具体的测试方法,大家不用太细看了,因为都有具体的版本。

我想给大家展示的是我们的一些测试的结果。去年4月份的时候在百人会的研讨会我给大家做了一个汇报,当时三元的能量密度从单体到系统是50%到55%之间,最高应该没有到60%。

今年4月份我统计了一下我们在测的电池的水平。对于系统来说,能量密度在90到115瓦时每公斤占比达到41%,另外一个占的比较多的比例是115%到130%这样的一个范围内。所以相对来说低于90瓦时每公斤的电池已经很少了。

31484,这个也不详细说了,因为在这个里面,要求我们目前只是对单体循环测试。在行业专家和政府的有关的领导的意思里面,其实还是非常希望大家进行工况寿命的测试的,因为它跟我们的电动汽车的实际的运用是密切相关的。其实在有条件的情况下,也希望我们的整车和电池的企业多做这样的工况的性能的评价,多积累这样的数据,也对我们后期将来再做这样的寿命评价标准的时候,能够有一定的数据积累的支撑的作用。

31467.3,目前有16项,包括机械的、电的、环境的三大类,这是我们4月份的时候的一个统计数据,当时在测的600多个电池包的样本,机械安全类的通过率相对来说比较低一些,通过率最高的是电安全保护的过充、过放、短路的保护功能。机械安全类的通过率过低也是我们提交修改单的重要的原因,机械的测试有这样的三项,包括振动和机械冲击主要是我们日常在路上的行驶过程当中对电池包的可靠性的基本的要求,而挤压和模拟碰撞则是路上发生这种碰撞事故的时候,电池受到的这种静态挤压和动态的加速度的可靠性和安全性,而电路和翻转则是极端的安全性事故了。

我想大家有很多人比较清楚我的工作,我做大量的电池测试和法规论证工作,我们根据我们测试的结果进行这样的汇总分析,对于机械的振动来说,当然也包含机械冲击的测试,最明显的特点是振动这一项。

它的失效模式有几大类,第一大类是电池外壳发生破裂,影响它的整体的密封性。第二大类是各个部件的断裂,包括外面支架的断裂,包括上下壳体的连接的断裂,也包括箱体内部模组之间的断裂和高压线的连接的断裂,以及管理系统内部的连接的松动,还有就是冷却系统的断裂。这些断裂带来这样的振动的事项。第三大类是内部的高压性的连接性的绝缘层的破坏带来的短路。第四大类是电池内部的电压和温度等等的这样一些传感器的连接的松动导致采集的变形。第五大类是管理系统内部元器件的破坏,造成功能的损坏。

我们总结起来主要的项目是这样的,但是实际上我们在测试过程中也发现它的振动的路谱确实比路上实际行驶过程中电池的振动强度高得多,这也是为什么当时我们提出来了这个标准1号修改单,修改单里面把振动是按照现今国际上对于振动的一些要求,依据国内外的这样的状况,先定下来的是一个振弦的振动,但实际上它是不完善的办法,也不是特别合理的办法。只是现在我们还没有更多的数据去支撑,能够得到一个更合适的振动的路谱,因为原来的这个路谱其实是比较合理的,是一个随机的振动,是更契合实际的,现在的修改单是三个小时的振动,不太合理,目前按照这个执行,新的标准也在紧锣密鼓的制定当中。

修改单里还有一项内容是对挤压的修改,我想大家都比较清楚了,从200千牛变成100千牛的挤压力。

对于环境更多容易出问题的是火烧和延误。我讲一下火烧,有两个因素,一个是IP等级比较低带来的失效,比如说插电式混合动力车,它的电池包就是IP55这样的设计,电池特别是风冷的风道设计,在做火烧设计的时候,火很容易进入电池内部发生起火,另外对于IP67纯电动汽车更多的是上下盖密封胶的阻燃性带来的起火。

过充过放更多的是与MSD和其它的设计环节带来的失效。目前QCD897就是电池管理系统,里面有一些基本的诊断的项目和故障诊断功能的扩展项目的要求。在这个基础上,我们新的国标也在制定当中,后面我也会介绍一下。

提一下客车的安全条件,对于客车来说,你在上公告的时候,除了满足之前的这种普遍性的要求以外还需要完成电池单元的热失控的实验和热扩展的实验,热扩展的测试方法大家都看过,它也成为EPSGER的测试实验,目前正在进行当中。

第六方面说一下现在正在报批或者制定当中的标准,一个是规格尺寸和编码的制度,这两个标准正在报批当中。第二个是比较重要的,我想多说两句的是电池GB的强标,这个电池的强标是依据刚才我介绍的31485和31467.3单体和系统的标准,做一个融合,最终形成一个对于电池的强势性标准,大家知道是GB的标准,不是GBT的,也就意味着它出来以后是一定会强制执行的。

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