中国储能网讯:5月19日至21日,“第八届中国国际储能大会”在深圳隆重召开, 来自中国、美国、德国、英国、加拿大、西班牙、日本、韩国、澳大利亚等国和地区1500余位政府机构、科研院所、行业组织、电力公司、新能源项目单位、系统集成商等代表出席本次大会。
上海机动车检测认证技术研究中心有限公司副总工程师谢先宇在储能电池专场,发表了题为“"新能源汽车测试技术”的精彩演讲。
演讲内容如下:
谢先宇:本人来自于上海机动车检测中心,目前做的比较多的是传统汽车和新能源车的检测。今天从两方面介绍,一是新能源整车相关的测试标准和
案例;二是新能源汽车关键零部件测试与标准。我会结合动力电池相关的标准跟大家做分享。
中国分为新能源汽车和节能汽车。类似节能汽车,像混合动力、轻混、强混等相关汽车。特斯拉纯电动、上汽混动汽车,前几天总理参观了丰田油动汽车。针对新能源汽车增加了几项内容,包括能耗、电磁兼容、能耗。电安全,燃油电池涉及检测。
从电容兼容来讲,主要是电池。从性能、制动、环保、可靠性、操作性来说,针对不同的工况可能有所区别。从新能源汽车安全角度主要是两方面,一是一般安全,二是碰撞安全。动力电池,从功能安全、人员触电防护、涉水防雨等要求。主要是氢泄露以及与电相关的东西。整车碰撞后发生储能的安全状态。涉及电的安全标准:
GB/T 18384.1—2015《电动汽车 安全要求 第1部分:车载可充电储能系统(REESS)》;
GB/T 18384.2—2015《电动汽车 安全要求 第2部分:操作安全和故障防护》;
GB/T 18384.3—2015《电动汽车 安全要求 第3部分:人员触电防护》;
GB/T 24549—2009《燃料电池电动汽车 安全要求》;
新能源汽车在测试时,左图是涉水检验,新能源有相关的要求。它有涉水业务,不同深度和不同速度的涉水,还有 储能电池涉水检测。右图是节能的检测。
新能源汽车安装动力电池后,电池放的位置和碰撞位置息息相关,现在电池都会放在基本不能碰到的地方,这是最安全的。这是特斯拉的车在我们这里做的碰撞实验,一般有几个安全检测,包括电压、能量、节源电阻及相关保护。对燃油来说也有碰撞后氢气泄露的要求。
从电压能量体系要求,碰撞完后测的能量体积小于0.2米焦,电压碰撞完要求动力系统下降,直流电压要小于60伏,交流要小于30伏。
从整车角度来讲,除了安全,另一个关注点是能耗。2018年新能源汽车里有两点,一是电池能量密度,二是能耗。
现在轻型新能源汽车用得比较多的是NEDC工况,重型新能源汽车采用C-WTVC工况,国内有很多工况在制定过程中,要基于很多数据,信息中心在牵头做这件事。这里主要参考平均充电的里程,包括纯电动里程跟实验结果比对,进行计算。
由于电动汽车涉及两套用电体系,一是14伏或者24伏,二是动力电池相关体系,这里涉及很多电子元器件的使用,最常见的是GB/T 18387-2017《电动车辆的电磁场发射强度的限值和测量方法》。出问题较多的点是10MHz-30MHz的问题,主要是相关器件问题,包括滤波、接地等,BMS系统涉及DCM、开端元器件,在做实验时有相关要求,国家更新873标准中涉及电磁兼容相关的要求。
电动汽车涉及充电,充电有传导充电、无线充电等要求,正在制定相关标准。涉及的标准,一是车辆位置对电磁场的发射,二是车辆在使用过程中,如果在辐射厂比较大的过程中,车辆会失灵。我们走到浙江某一个地方,那里有一个很大的发射台,车辆的某些功能出现失灵现象,这是比较关注的情况。使用过程中涉及人的人身安全的问题。
从零部件的角度来说,首先关注的是动力电池,几个专家提到动力电池要符合国家相关标准,企业在开发过程中会有基于国家标准以外的,甚至高于国家标准的要求。从电芯、模块到系统级别都有相关的要求。前面提到国家在新能源汽车上强制推行,参加484、485、486等标准,在动力电池系统上,可靠性、安全性有要求。最近有国家动力电池的标准,涉及电安全、可靠性、阻燃、热扩散等相关要求。
这是定水的实验,这是模块减压的实验。电池本身有可靠性问题,从单体、容量性能、电池包的性能来看,原来上海有一个集团,开始时做测试,能否预测后面全生命周期的相关要求。电机主要是驱动系统,从性能、可靠性、安全、噪声、适应性等相关要求,“电机”系统集成:电机控制器+电机+变速器的电驱动动力总成集成方式。
电机现在的发展方向是高功率比、高效运行研究,这是典型的实验。在此过程中寻找宽广的速度范围产生大扭矩,以及高效占比情况的分析。大家坐过电动出租车,发现在实际运行过程中有啸叫的声音,主要是电机产生的。我们做了相关的研究,无非是通过车辆的传递或者声音的传递,如何做好防护,可以看一个比例,胎噪的比例比较高,电机的噪音占15%。我们中心有专门针对这一块的测试。
现在电机的发展方向是集成化的,比亚迪及大电动车企业,它把电机、加速器做系统集成方案,做安全性、可靠性等测试。轮毂电机体系,尤其在商用车体系中,现在采用轮毂电机的体系做集成方式。
关于充电系统,主要分为三大块:车端、终端、连接系统。在车端里,一般家庭乘用车有车载充电器,同样涉及车跟装置之间的通信协议、安全控制策略。连接是正常使用时有插拔动作,涉及机械性能可靠性,插拔过程中带电和不带电的情况下,涉及电压测试、环境适应性,现在很多车辆在充电过程中,可能会下雨,有相应的防水防撞等要求。
无线充电是现在谈得比较多的,包括几种方式,包括电磁感应方式、核共振方式、微波,发射和接收之间有相关协议。车辆设备、地面设备、管理系统、通信、性能要求等。
今天谈到储能,在新能源汽车里有一个性能叫V-S,汽车作为分散移动电源,夏天用电量比较高,作为储能装置进行供电,我们称之为V-G车网联合。车对车相关的模式是V-V。车对负载是V-L的模式。
燃油电池,近两年燃油电池在中国市场,大家的积极性很高。当中有政策原因,相关技术发展到一定阶段,从小规模应用,性价比已经提上去了,所以燃油电池是热点。GB/T 24554—2009燃料电池发动机性能试验方法,新能源汽车关键零部件测试与标准。
由于时间关系,我尽量做到不超时,快速介绍。如果大家有疑问可以会后继续讨论。
(本文根据现场录音整理,未经本人审核)