“國際電動汽車動力電池產業發展與技術創新峰會”在江蘇張家港市成功召開。峰會上，中國汽車技術研究中心首席專家,汽車試驗研究所新能源實驗室主任，王芳博士為我們解析了新能源汽車動力電池標準法規測試評價體系，以下為演講實錄：
今天我的報告的主題跟我自己的工作密切相關的，對電池的標準與測試評價體系做一個解析。
那其實我今天講的內容，從題目上看就是兩大部分，一個是標準，一個是測試評價，首先第一部分就是電池的標準。
現有的動力電池的標準體系，分為這樣幾大塊，一個是電性能、壽命、安全性、互換性、回收利用，以及關鍵的附件。其實這里面提到的標準，可能有些跟產品的要求直接相關，有些跟產品的生產使用過程當中一些管理相關，我就把最近直接相關的，可能大家重視程度非常高的產品結合我自己測試一些數據給大家做一個展示。
首先，看一下幾個標準的一些應用，主要是產品相關的一些標準，首先就是31484到31486單體模塊的性能和安全測試的標準。前兩天我們同事進行了梳理，首先對31486的一個評價，我們統計了110款單體電池的能量密度的數據，能量密度在100-200wh/kg的產品已經占總數的85%，其中100-150wh/kg之間的產品是占35%，150-200之間是42%，這是目前的一個狀態。我們做這個統計是為了做熱失控、熱擴散研究統計，因此我們做熱失控方法的研究，希望能夠選用的測試的對象的參數，能夠涵蓋到所有的范圍，所以我們把每個階梯內樣本做熱失控評價，后面我會講階段性的結果。
再提一下31485，對單體的安全要求，包括機械、電能和環境的濫用，當然我們測試的目的是為了考核在濫用的情況下，電池能夠抵制最終不發生熱失控的安全等級。
那么我們在這個基礎上，我們也做了一個分析，我們分析的時候，看到在目前，單體的能量密度，我們統計了72款電池系統，里面所用的平均值是168瓦時每公斤，到了系統平均是120瓦時每公斤，到了這個程度就享受1.2的補貼。
從2017年3月份到現在的數據，我們可以看到50個樣本，里面的平均值到117瓦時每公斤，我們可以看到能量密度的平均增加了11瓦時每公斤，實際上如果跟去年的4、5月份相比，能量密度的提升值還是要高的，比這個更高。另外冷卻方式方面，自然冷卻的數量上升的非常明顯，風冷和熱冷，包括附加的設計，第二個明顯的特點就是能量密度在90-120wh/kg和120wh/kg以上的產品的占比提升的非常得快。
在提一下標準31467.3，就是安全性的測試，這個是我們在之前，今年4月份之前統計的600個樣本。是機械類的測試，特別是振動和擠壓，通過率相對來說比較低。這個也有很多人反饋，要求新標準在實施的時候把振動跟擠壓暫緩實施。
再提一下客車安全條件，重點提熱失控和熱擴散，現在和未來一段時間里，還是比較樂觀看到三元大范圍的推廣應用。對于客車安全條件，還有一個就是系統的熱擴散，當電池系統里面有一個電線發生熱失控的時候，整個系統能不能不發生系統的熱失控，就是不會擴展，或者是擴展之前，人能不能夠安全逃生，在這個基礎上，我們制訂了這樣一個試驗的方案，當然這個方案也被客車安全條件采納。
接下來要講的標準是電池管理系統，第一個是QC/T 0897，其實新的國標管理系統標準也正在制定當中，它里面會分兩大框架，一個標準的正文，一個是附錄。實際上BMS功能安全的標準也獨立的立項也開始了相應的制定工作，大家對這塊感興趣的，可以對這方面多多關注一下，因為對于BMS來說，就是你的功能到底有沒有實現，這個更為重要。
標準的最后一部分想提一下標準的動向，里面有兩個要修改的地方，一個是振動，我們沒有數據的情況下，我們先就要做深入的研究，拿到足夠的數據來制定出新的一個標準。第二個就是熱擴散在新的強標里面計劃加入熱擴散的測試，原來是客車安全條件里面有，后面也可能是所有車都做這樣的測試。
振動的專項小組有我一個同事孔博士牽頭負責，相應的同事也都參與到這里里面一起做這事兒，考慮是從事這個整個車的行駛的可靠性和隨機振動進行評價，我們的方案就是在車不同位置安裝振動的傳感器進行采集數據，對數據進行分析。同時呢，對它的影響的因素進行評價和評估，最終得出一個標準的建議。我們目前做了大概十輛車左右的，已經做完了，其中兩輛商用車，這一周還會完成五輛的測試，測試會涵蓋典型的路面，測試的數據我們會用這樣解析的辦法進行解析，當然這個解析辦法和國內外專家和企業同事都有相關的討論，也得到了大家的認可。在這個基礎上，我們開展的實驗是在這個車身的這種典型的位置，大概有11個點做這樣一個傳感器的安裝、采集和數據的分析，得到振動路鋪的解析圖，我們還有一個包羅圖，我們給出最終的建議，這個是我們目前根據現有的測試數據給出的這樣一個初步的建議，當然后面還會根據測試結果和詳細的一些分析，包括逐漸的減少它的一些影響因子，然后得出最終一個標準的正式稿的建議。
再說一下熱擴散，我們其實在客車安全條件從去年10月份到現在也實施了大半年了，我們的工程師在測試的過程當中，分析了有這樣的問題存在，第一個就是這三種方法的測試，均要求電池包進行一定的改動，這個改動實驗前的準備工作是非常的繁瑣，第二個這幾個不同的方法都有可能引入額外的能量，而不是因為電池本身內部的熱失控帶來的這種能量，我們要考慮到實驗的客觀性、重現性等等，就需要測算出它的額外引入的能量對于實驗結果的影響，第三個，這三個不同的實驗方法使結果有不同的。第四個不同電池體系熱失控標準的界定，原來是溫度升高，電壓下降，而且這個溫升的速度達到一度每秒這個我們在測試的時候有一定操作的難度，比如說電壓下降多少值是下降，然后達到一度每秒要延續多少個采樣點才認為是確實到了這個點而且是平穩的，這些都是我們做更多的研究，把這個測試方法做成更合理化，而且都能接受的測試方法，里面還有其他的問題，包括加熱裝置很難統一等。
接下來是電池基本性能的評價，對于我們，我們也制定一個電池的產品的數據庫，熟悉的朋友知道我有成立一個電池測試與技術評價聯盟，我們評價數據庫積累的時候呢，有這樣一些分類，包括出廠一致性，它的性能一些評價，包括壽命的一些評估的這樣一些數據的積累，里面的細節會分為每個細節的測試，對于每個電池會進行這樣系統的分析和評估，也能夠造出他的指標參數的報告圖來。
第三方面其實我想提一下電池的熱和電化學耦合的測試評價體系，這個也是非常大的測試評價體系，包括從材料電池出發結合建模和仿真的分析，我們應該怎么去設計，以及怎么去評價這樣一些概念，我想這塊稍微提幾點，一個SOC對電池產熱功率的大小，三元和磷酸鐵鋰它的明顯的差異，包括溫度對它產熱影響，低溫的磷酸鐵鋰突出更三元不一樣的表現，包括電流對電池產熱功率的影響，在這個測試當中呢，我們也很有意思的發現了一些產品的這種的MAP圖，在不同的溫度下，不同的起始溫度，當采用不一樣的放電電流的時候，它存在所謂的產熱功率邊界，我們都能夠找到這個邊界，而這個邊界是有規律的，這個我想對于我們在系統設計的時候，是比較有用的邊界的參數。這個我們相應的同事把這個結果也發在文章期刊上面。
再提一下全生命周期的熱特性電池表征的時候，電池的安全性并不是說所有的項目都是循環時間越長，安全性越差，所以說這個其實也跟它本真的熱的穩定性與循環的次數有關系，所以我們也系統的研究在不同的循環過程當中，它的一個熱穩定性一個表現。
第四大塊簡單的提一下電池的系統壽命的評估，因為這個其實大家都在做，但是，其實目前來說，我們還沒有一個完全能夠寫成國家標準的測試方法，這個也是我們想致力于要把它完成的一個工作，就是從整車的工況出發，我們用中國的工況把它經過分析解析為電池的這樣一個充電樁的工況，我們從這個基礎上進行加速評價的研究，希望能夠得到從電池到整車這樣一個壽命和質保的一個關系。
第五個提一下管理系統的測試評價，管理系統的測試評價非常重要，特別是到了現在的階段，我們寫了這樣一些內容，包括全生命周期的評價體系，包括對于剛才我提到的功能安全的測試，其實是非常重要的。那相應的標準也都已經開始起草，當然是剛剛開始，也在探討它到底應該做怎么樣一個梳理。
第六個電池系統，剛才說了所有充電到熱失控的評價，基于整車出發和安全性進行系統的評估，在這個基礎上，今天上午大家很多的問題集中在遞次利用和回收上面，我剛才介紹我們有遞次利用的聯盟，我自己這塊的工作，我們希望能夠有一些可復制的一些模式的重現，我覺得要想有一些可復制的模式能夠去推動的話，里面有幾個關鍵的因素，一個就是運行監控系統的施行，這里面包括我說到的大家重點關注的電池的編碼制度，就是能夠每個電池有一個身份證和病例本，然后隨時監控電池的這種健康狀態，那這里面就有電池全生命狀態評價體系，同時對我們的后端的遞次利用的領域的這些場景它所要求的指標參數有一個明確的定義，我們在后臺的系統里面就可以隨時能夠把電池隨時歸類到它可以在現在的狀態下，可以應用于什么樣的遞次場景，然后再附加一些不是那么高的集成的成本，能夠用到這個領域，可能才能夠推行下去。
