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凌泽:电动汽车动力电池检测探讨 企业应重视热失控扩展测试

  • 原创
  • 2017-06-01 20:30
  • 来源:电动汽车资源网 淦文珍

摘要:凌泽建议企业要做两手准备,如果出台新标准,要求所有车型都要进行热失控扩展试验,很多车型要推倒重来。

6月1日,由电动汽车资源网主办的“2017第三届中国新能源汽车运营商与车企对接采购交流会暨新能源汽车整车企业与零配件企业技术交流论坛”在重庆悦来国际会议中心盛大召开。国内数百家新能源汽车企业与行业专家就2017年新形势展开深入探讨,为行业痛点寻找良方。电动汽车资源网全程报道本次大会。

在6月1日下午的“关键零部件可靠性、安全性及降成本技术创新路线”的主题论坛上,国家客车质量监督检验中心新能源汽车中心主任凌泽发表了题为“电动汽车动力电池检测探讨”的主题演讲。电动汽车资源网整理凌泽主任的演讲内容如下:

凌泽:电动汽车动力电池检测探讨 企业应重视热失控扩展测试 

国家客车质量监督检验中心新能源汽车中心主任凌泽

一、电动汽车动力电池检测要求

单体与模块的检测标准

序号

标准

1

QC/T 741-2015 《车用超级电容器》

2

GB/T 31484-2015 《电动汽车用动力蓄电池循环寿命技术要求及试验方法动力蓄电池》

3

GB/T 31485-2015 《电动汽车用动力蓄电池安全技术要求及试验方法 》

4

GB/T 31486-2015 《电动汽车用动力蓄电池电性能技术要求及试验方法》

5

GB/T 18333.2-2015《电动道路车辆用锌空气蓄电池》

电池系统(三个标准)

6

GB/T 31467.1-2015《 电动汽车用锂离子蓄电池包和系统 第1部分:高功率应用测试规程 》

7

GB/T 31467.2-2015《 电动汽车用锂离子蓄电池包和系统 第2部分:高能量应用测试规程》

8

GB/T 31467.3-2015《 电动汽车用锂离子蓄电池包和系统 第3部分:安全性要求与测试方法 》

结合上述标准,凌泽表示,根据新能源汽车的推广补贴方案对产品的技术要求看,单体和模块目前适用于741、31484、31485,系统只要求适用于31467.3。而国家对电动客车的安全检测有其他要求,热失控扩展还有IP67防护标准、维修开关、安全阀或透气装置、箱体阻燃材料等。

凌泽指出,根据31467.2的要求,检测时有样品数量要求,检测时间大概需要45天左右。31467.3主要有几个部分,机械安全性、环境安全性与电性能安全性。

其中,机械安全分为振动、振动试验、机械冲击、跌落、翻转、模拟碰撞、挤压等;环境安全性包含温度冲击、湿热循环、海水浸泡、外部火烧、盐雾、高海拔;电性能安全性涉及过温保护、短路保护、过充电保护、过放电保护。

1.振动试验方面。凌泽表示,从目前通过的试验来看,各项检测项目中振动试验最容易出问题,其他几个项目出问题的概率相对比较小。

振动试验主要考核电池包结构的合理性与可靠性,振动试验目前要求三个方向振动21个小时。凌泽表示,对于试验时间周期,业界从去年年底就在讨论这项试验的时间过长,有可能会改成与国际标准接轨,各个方向只要3个小时,但目前还没有变化,还是21个小时。他介绍到,电池包有软包、硬壳与圆柱结构,圆柱电池的结构是相当复杂的,不管是18650还是26650,不管是用在轿车还是物流车上,通过率相对低,通过率大概为60-70%。

2.另外通过率较低的是挤压,特别是三元材料,包括轿车、物流车,通过挤压的概率也相当低。

3.对温度冲击和湿热循环这两个试验目前的反馈情况看,通过率还比较高

4.凌泽表示,高海拔试验一般来讲不会有很大的问题,因为现在的电池包箱体很多是采用塑料或者跟塑料相关的材料,塑料有可能发生鼓胀的情况,但在高海拔情下一般不会有很大问题。

二、电池检测中的主要问题

凌泽表示,现行标准以单体电池放电容量的标准差系数和模块电池放电电压的标准差系数来衡量电池的一致性。动力电池单体的一致性直接影响电池成组(或成包)的性能,单体电池串、并联组成电池包后,会造成电源系统中局部单体出现过充或者过放情况,从而影响电源系统的可靠性能。虽然标准有所考虑,但此次不实施。

1.在安全性方面,单体和模块在跌落、过放、海水浸泡、温度循环和低气压的检测中出现问题的概率较小,出现问题较多的是过充、短路、针刺和挤压、过热,特别是电池模块。

电池包主要是振动挤压、海水浸泡和盐雾容易出问题。凌泽表示,以后电池包的检测标准有可能会和国际接轨。

2.新的补贴方案对能量密度的测试有要求,可以允许有单包、系统做检测,但必须带高压线和连接线,所以凌泽建议企业选择用系统检测。

另外补贴还有快充倍率的要求,允许用单包,也可以允许用系统进行试验。单包测的时候,并联方式情况下,容量相同的可以用单包代表系统,如果不同的,取单包当中能量密度最低的一个来替代整个系统,同时还有一个要求,总的容量误差为±5%和质量误差±5%,整车厂申报和电池系统企业申报的误差总能量±5%。凌泽建议,整车厂要和电池系统厂沟通好,千万不要出现误差。另外还有一个参数叫单元的型号,因为系统测试里面,单元型号是没有的,所以可能会出现不一样东西。因此,凌泽强调,企业在申报时电池包里的控制单元最好跟整车申报要一致。

3.电动客车方面涉及热失控与热失控扩展。热失控最小控制单元容易通过,多元复合锂、圆柱电池不易通过。热失控扩展有三种方式,加热、过充与针刺,钛酸锂不易通过。

凌泽表示,目前轿车和物流车两类车型为了考虑能量密度,大量采用三元材料,但三元材料要做热失控扩展,可能是相当困难的。所以他建议企业要做两手准备,如果出台新标准,要求所有车型都要进行热失控扩展试验,很多车型要推倒重来。

4.在系统方面,成组的结构合理性和可靠性有待进一步提高,因为在结构安全上出的问题相对来说比较多。

5.目前电动汽车上主要采用风冷、水冷、油冷几种冷却方式。凌泽表示,客车上也有采用风冷的,但理论上是不符合要求的。

6.凌泽表示,由于能量密度的原因,目前的车辆上基本上都不会加热管理系统。但国家为了提高补贴门槛,增加了一些要求,电动客车必须要达到IP67标准和热管理系统。他建议,在以后没有补贴的情况下,企业可考虑在电池系统里增加一个热管理系统,可以保证让电池在一个比较适宜温度工作,比如25—35度之间正常使用,另外可以缩小电池包之间的温度差。他表示,温度控制好后,安全性、可靠性都得到保障,实用性也很好,冬天加热,夏天降温,这样一来电动汽车基本上在每个角落都可以使用。

三、新国标进展情况及与其它标准的差异

最后,凌泽介绍了电池检测新国标的进展。他表示,2016年11月国家汽标委启动了锂离子动力电池强制性检测标准(GB)的制定工作,2017年3月形成锂离子动力电池强制性检测标准(GB)的草案,预计9月份会发布一个征求意见稿。制定新国标的目的就是为了进一步严格要求新能源汽车上用的动力电池。他还表示,将GB/T 31485-2015和GB/T31467.3-2015检测项目合并,目的是为了避免车辆实际运行过程中可能遇到的滥用情形。

凌泽最后还特意强调,对热失控扩展企业也要引起高度重视,如果所有车型都要进行热失控扩展测试,对轿车与物流车企业来说是很大的冲击。(来源:电动汽车资源网 淦文珍)

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