10月17日至18日，中國節(jié)能與新能源汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展高峰論壇在北京舉行。以下為中國汽車技術(shù)研究中心電池首席專家王芳博士講話實(shí)錄。

主持人：歡迎大家參加由中國電工技術(shù)學(xué)會(huì)、中國國際貿(mào)易促進(jìn)委員會(huì)機(jī)械行業(yè)分會(huì)、汽車知識(shí)雜志社、寰球時(shí)代汽車投資管理有限公司主辦的節(jié)能與新能源汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃成果展覽會(huì)暨高峰論壇、中國國際純電動(dòng)車、混合動(dòng)力車和燃料電池車及關(guān)鍵零部件技術(shù)交流論壇，上午我們第一節(jié)主要議題是動(dòng)力電池、儲(chǔ)能設(shè)備和充電服務(wù)，我們第一個(gè)演講嘉賓是中國汽車技術(shù)研究中心電池首席專家王芳博士，她是中國汽車技術(shù)研究中心電池領(lǐng)域首席專家，負(fù)責(zé)節(jié)能與新能源關(guān)鍵零部件的測試、評(píng)價(jià)和論證工作，她在研科目包括多項(xiàng)863項(xiàng)目，同時(shí)還負(fù)責(zé)參與國家標(biāo)準(zhǔn)的相關(guān)工作，下面有請王芳博士給大家做報(bào)告，王芳博士的報(bào)告是電動(dòng)汽車用動(dòng)力電池系統(tǒng)要求及共性技術(shù)，大家歡迎。

中國汽車技術(shù)研究中心電池首席專家王芳博士

王芳：首先非常感謝主辦方邀請來參加這個(gè)會(huì)議，跟大家在電池的攻堅(jiān)技術(shù)，以及對于系統(tǒng)在審核運(yùn)用過程當(dāng)中做一些交流。我的報(bào)告內(nèi)容分為這樣三個(gè)部分。第一個(gè)部分就是電池系統(tǒng)通用要求和標(biāo)準(zhǔn)化的一些工作，也想給大家做一個(gè)介紹。大家可以看到，因?yàn)楝F(xiàn)在對于電池系統(tǒng)的要求已經(jīng)形成了一個(gè)國家的標(biāo)準(zhǔn)，我們現(xiàn)在已經(jīng)是AEV，包括安全性已經(jīng)在報(bào)批的階段，這個(gè)圖就是標(biāo)準(zhǔn)里頭一個(gè)附錄的圖，電池系統(tǒng)有這樣幾個(gè)關(guān)鍵的部分，我沒拿激光筆，橘色這一塊就是電池，還有高壓部件這一塊，另外還有比較關(guān)鍵的淺黃色的那一塊，就是電池的管理系統(tǒng)跟幾個(gè)關(guān)鍵的部件，當(dāng)然還有從高壓部件接出去，跟車上總開關(guān)相連接的地方，所以這幾個(gè)關(guān)鍵的部件，所涉及到的內(nèi)容，今天正好咱們看到有系列專家的報(bào)告也會(huì)牽扯到相關(guān)的內(nèi)容，一直包括到總開關(guān)跟車的連接以及充電的部位。

因?yàn)殡姵叵到y(tǒng)大家看到，我剛才說到了，電池包含這樣幾部分，實(shí)際在使用的時(shí)候，在設(shè)計(jì)的時(shí)候，包括后期想要正常使用的時(shí)候，我們都會(huì)牽扯到它對于電、熱以及結(jié)構(gòu)一系列的設(shè)計(jì)和綜合的一些優(yōu)化和評(píng)估，所以對于系統(tǒng)的通用要求我們可以分為這樣幾個(gè)部分，首先電池外殼，要有一系列防護(hù)等級(jí)等等這樣一些要求，對于電池內(nèi)部電池包，就是電池本身我們有對它的電性能，高低溫性能，它的一些壽命這樣性能，也決定了車的性能某些方面的優(yōu)越，包括它的續(xù)航里程等等。

第三部分就是系統(tǒng)，對于系統(tǒng)，要稱之為一個(gè)系統(tǒng)，肯定會(huì)需要更多對于系統(tǒng)的保護(hù)功能以及系統(tǒng)安全可靠性來要求，所以現(xiàn)在大家也可以看到，因?yàn)楝F(xiàn)在車確實(shí)也越來越多了，而在大家對于車的開發(fā)和應(yīng)用也是越來越關(guān)注了，所以對于車的電池評(píng)測也是有很多的側(cè)重，這個(gè)從對電池派克的，對于性能有很多考核，我們也已經(jīng)形成了一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)。從電池系統(tǒng)，更多是關(guān)于系統(tǒng)的可靠性，和它的安全保護(hù)功能，所以可以看到有這些電的保護(hù)功能，以及熱的，以及結(jié)構(gòu)的可靠性等等這樣一些要求。這些要求絕大部分上升到國家的標(biāo)準(zhǔn)了，可以看一下，這是現(xiàn)在國內(nèi)外經(jīng)?？己怂玫囊恍?biāo)準(zhǔn)，我們國家的標(biāo)準(zhǔn)主要是從ISO12405轉(zhuǎn)化過來的，同時(shí)也借鑒了其他的一些標(biāo)準(zhǔn)，比如說ECER100法規(guī)，UL2580的標(biāo)準(zhǔn)，等等美國的一些標(biāo)準(zhǔn)，但是我們在做的時(shí)候，更多會(huì)考慮到中國的一些實(shí)際情況，中國所特有的一些特色，所以說也會(huì)有一些改動(dòng)。我們在做的時(shí)候，其實(shí)上次在跟別人交流的時(shí)候也講過，在對國內(nèi)外電池系統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)也做過一個(gè)分析和評(píng)價(jià)，測試的內(nèi)容都是大同小異，有一些側(cè)重點(diǎn)，但是基本項(xiàng)目和關(guān)注點(diǎn)都是類似的。所以我們國家在形成相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的時(shí)候，目前有這樣一些行業(yè)和國家的標(biāo)準(zhǔn)，行業(yè)的包括電池管理系統(tǒng)的QCT897，同時(shí)也包括電池箱和系統(tǒng)的一些通用要求，另外還有在國標(biāo)這一塊，陸續(xù)出臺(tái)了三個(gè)比較重要的標(biāo)準(zhǔn)。這三個(gè)部分的標(biāo)準(zhǔn)，第一第二在去年年底就已經(jīng)報(bào)批到政府部門，而第三部分是在8月份通過委員會(huì)的審查，因?yàn)檫@幾個(gè)標(biāo)準(zhǔn)主要是我們這邊來組織起草相關(guān)的工作，所以上個(gè)月底剛剛完成相應(yīng)的報(bào)批稿，現(xiàn)在也正在走報(bào)批的流程，所以簡單給大家介紹一下相關(guān)的測試。

性能這一塊，能量性和功率性，和SOC的標(biāo)準(zhǔn)是啊差不多的，里面比如測試的試驗(yàn)條件會(huì)有一些調(diào)整，包括SOC的狀況，以及所測的點(diǎn)，比如在5個(gè)SOC點(diǎn)下，甚至更多點(diǎn)下你都可以去測試，你都是可以根據(jù)你的需求去選擇，而我們根據(jù)實(shí)際的必要性，又進(jìn)行了進(jìn)一步的刪減和調(diào)整，所以在很多情況下會(huì)選擇三個(gè)非常有必要的SOC點(diǎn)去測試。能量性和功率性差異主要有一點(diǎn)，功率性可以要求測試高低溫啟動(dòng)功率，更關(guān)注它的功率性能的測試。安全性能要求第三部分，總共有16項(xiàng)測試的性能，第一個(gè)就是機(jī)械可靠性的測試，比如說震動(dòng)、模擬碰撞和擠壓，也比如說跌落、翻轉(zhuǎn)，這些都跟車在實(shí)際運(yùn)行中可能受到機(jī)械的破壞，這樣會(huì)進(jìn)一步導(dǎo)致電池受到了傷害的考核，對電池的耐受性評(píng)價(jià)。第二部分就是環(huán)境的可靠性，比如說溫度的沖擊，濕熱的循環(huán)，海水的浸泡，以及高海拔的影響，比如大家知道咱們中國有很多地方海拔高度還是比較高的，在這種情況下電動(dòng)汽車能否正常的行駛，是不是會(huì)影響它的續(xù)航里程等等，這些也是比較關(guān)心的，所以電池也得在一定程度上能夠滿足這方面的需求。第三部分就是對IMS系統(tǒng)的切斷和試檢等等這樣一些保護(hù)，所以包括過充、過放、過溫、過流等等這樣一些事情和切斷的功能。

標(biāo)準(zhǔn)主要就介紹到這兒，其實(shí)在制定標(biāo)準(zhǔn)過程當(dāng)中，也包括跟客戶的溝通當(dāng)中，這兩年多的時(shí)間，大家之前可能光關(guān)心，就是通過QCT743的報(bào)告就可以，但是這兩年大家非常關(guān)心電池系統(tǒng)開發(fā)過程當(dāng)中的評(píng)測和最終的論證，所以在兩年多一點(diǎn)的時(shí)間里面，我們也測了大概應(yīng)該150套以上的電池包，在做這個(gè)過程當(dāng)中，我們也總結(jié)了一下，對電池系統(tǒng)測試的流程，這個(gè)是每一項(xiàng)測試都要做的流程，因?yàn)殡姵叵到y(tǒng)跟小的電池還不一樣，可能小電池覺察不到它的危險(xiǎn)性，實(shí)際上等到電池高壓系統(tǒng)的時(shí)候，我們可能很多方面都要非常的注意，特別是做一些安全性的時(shí)候，當(dāng)然做電性能的時(shí)候，也要尤其的關(guān)心，因?yàn)楸热缯f每一項(xiàng)測試之前，你對于電安全的檢查都是必不可少的，然后在試驗(yàn)之后，對于電安全的檢查及樣品的存放也都是非常重要的。

我剛才因?yàn)橛辛_列了電池系統(tǒng)，包括電池包，含有電池箱主要的通用要求，因?yàn)闀r(shí)間比較有限，只能跟大家分享一些客戶經(jīng)常做的，現(xiàn)在整車廠、電池廠比較關(guān)心的一些測試，我會(huì)拿一部分來跟大家交流一下，然后系列的東西，還有其他想了解的，可以會(huì)后單獨(dú)的溝通。因?yàn)殡姵叵到y(tǒng)評(píng)測這一塊，電性能我想講兩個(gè)，一個(gè)對一致性的評(píng)價(jià)，其實(shí)企業(yè)在做的時(shí)候，不是經(jīng)常我單單列了考核一致性，實(shí)際在做的時(shí)候，比如評(píng)測它功率的特性，甚至包括循環(huán)壽命的一些評(píng)價(jià)的時(shí)候，會(huì)很關(guān)心一致性對于電池包性能的一些影響，實(shí)際上確實(shí)是這樣，我們發(fā)現(xiàn)電池在做VP測試，或者做快放試驗(yàn)的時(shí)候，經(jīng)過一定循環(huán)以后，看到一致性對于電池系統(tǒng)的影響，因?yàn)榇蠹乙仓?，這個(gè)電池總體性能，就是由最差的那個(gè)電芯決定的，最差是什么樣一個(gè)狀態(tài)，當(dāng)然電池整體表面狀態(tài)就是這樣，不可能說好于那個(gè)電池，所以作這種情況下，一致性非常重要，也是大家評(píng)估關(guān)注的重點(diǎn)。

第二個(gè)想講的性能就是低溫啟動(dòng)，因?yàn)檫@是有個(gè)地域性測試的特色，在北方更多關(guān)心這方面的性能，當(dāng)然大家知道在北方設(shè)計(jì)的時(shí)候會(huì)加一些電熱片，我們也跟企業(yè)做了很多這樣的合作測試。也看到企業(yè)相對來說還是會(huì)很關(guān)心這方面本身的低溫啟動(dòng)性能，我們也大體歸納了一下，目前做的比較多有這樣三大類，一個(gè)恒電流，一個(gè)恒電壓，一個(gè)恒功率的，考核的目的和自己測試想要看到的一些參數(shù)和內(nèi)容，是不太完全一樣的，比如恒電流更大程度上考核它能夠達(dá)到最大的極限，電池能表現(xiàn)出來它最好的性能。電性能這塊我就想講這么多，其他一些細(xì)節(jié)的動(dòng)作，我們在做的過程中也有很多的收獲，比如BMS，你在設(shè)置的時(shí)候，電池系統(tǒng)怎么管理，怎么來運(yùn)行才能夠把電池系統(tǒng)發(fā)揮的更多，這些也是有很多值得去探討和交流的地方。

因?yàn)閯偛庞刑岬?，電池系統(tǒng)也涉及到電安全，也涉及到機(jī)械安全，也涉及到環(huán)境安全，這三個(gè)方面分別提到一兩個(gè)這樣的測試?yán)咏o大家分享一下。在電安全這一快，比如說過充，其實(shí)這兩個(gè)是有差異的，一個(gè)是電池包的過充，還有電池系統(tǒng)的過充，電池包不帶系統(tǒng)的時(shí)候，比如充到2%看電池包的狀態(tài)，另外系統(tǒng)的過充為什么是這樣，比如系統(tǒng)有設(shè)置，要求系統(tǒng)必須去試井或者切斷，因?yàn)樵谠O(shè)計(jì)的時(shí)候，我們不能在發(fā)生一種情況立馬切斷它，這樣汽車在行駛的時(shí)候是非常不安全的，所以很多時(shí)候可能會(huì)試井，整車在通過整體情況評(píng)估以后，看是否切斷供電，還是直接給司機(jī)去警示，進(jìn)行下一步的操作，所以只要你有試井的功能也是可以的。其實(shí)在做電池測試的時(shí)候，當(dāng)然電池包的過充、過放，都是企業(yè)它想去看看自己的電池本身的耐過充、耐過放的能力，而我們在制定國家標(biāo)準(zhǔn)的時(shí)候，更多傾向于電池系統(tǒng)的過充、過放保護(hù)，主要有這樣一個(gè)系統(tǒng)保護(hù)的功能，這個(gè)應(yīng)該是我們希望能看到的。

想再提到一個(gè)電池包的國家標(biāo)準(zhǔn)里沒有的測試項(xiàng)目，但是也是我們?nèi)粘缀趺刻於家獪y試的項(xiàng)目，就是IP等級(jí)的測試，這個(gè)測的更多電池的殼體，當(dāng)然也有帶著電池包一起來測的。因?yàn)楝F(xiàn)在有很多的電池，特別是純電動(dòng)車都要求達(dá)到IP6、7的等級(jí)，IP6、7是什么樣的概念，IP7左邊浸到水里2個(gè)小時(shí)，不會(huì)有水的浸入，但是這個(gè)在制定標(biāo)準(zhǔn)的時(shí)候，把它挪到了行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，放到了電池系統(tǒng)通用標(biāo)準(zhǔn)里面，并且根據(jù)車的設(shè)計(jì)，這樣對它的IP等級(jí)有時(shí)候沒有必要要求那么高的時(shí)候，我們可以根據(jù)實(shí)際的情況去選擇，所以在國標(biāo)里沒有做特別的要求。

另外機(jī)械安全想跟大家分享的是第一個(gè)是振動(dòng)，因?yàn)槲覀冊谧鰢覙?biāo)準(zhǔn)，是做了隨機(jī)振動(dòng)，為什么這里提到一個(gè)正弦，因?yàn)槠髽I(yè)在做產(chǎn)品開發(fā)的時(shí)候，也有這方面的測試，正弦包括掃頻和振頻的測試，它會(huì)跟車發(fā)生一些共振的頻率點(diǎn)，在這種頻率下進(jìn)行來回的振動(dòng)，看電池包耐振動(dòng)的性能，換句話說就是一個(gè)抗疲勞的測試試驗(yàn)。隨機(jī)這也是我們國家標(biāo)準(zhǔn)的要求，大家可以看一下隨機(jī)的振動(dòng)，包括X、Y、Z三個(gè)振動(dòng)，這上面是個(gè)小的混合動(dòng)力用的電池包來做的振動(dòng)，而下邊是一個(gè)純電動(dòng)的包，來做的。

接下來分享的是跌落，我們國標(biāo)是電池包的跌落，實(shí)際在產(chǎn)品應(yīng)用當(dāng)中，企業(yè)很多會(huì)要求做上邊這個(gè)，就是電池箱的跌落試驗(yàn)，因?yàn)殡姵叵湓谶\(yùn)輸過程當(dāng)中，它會(huì)有個(gè)外包裝的要求，在運(yùn)輸過程中，我們也不希望這樣一個(gè)高壓系統(tǒng)會(huì)出現(xiàn)任何一些意外，或者影響了后期的使用，所以會(huì)做一個(gè)0.5米的跌落，電池包的跌落有點(diǎn)接近于濫用的測試，有可能在1米處的高度發(fā)生特殊情況，跌落到水泥面上，我們要求它不爆炸、不起火的測試。

第三個(gè)方面想跟大家分享的汽車在路上控制實(shí)際相關(guān)的測試，有兩個(gè)，一個(gè)碰撞產(chǎn)生的動(dòng)力，第二個(gè)靜態(tài)的擠壓，發(fā)生碰撞擠壓以后，對于電池本身的機(jī)械變形產(chǎn)生的影響。環(huán)境這塊，想跟大家分享一個(gè)就是鹽霧的試驗(yàn)，其實(shí)國內(nèi)國外就是兩個(gè)，一個(gè)是KA測試，一個(gè)是KB測試。我們在做國家標(biāo)準(zhǔn)的時(shí)候，更多是傾向于KB的測試，國際一些協(xié)調(diào)法規(guī)相對來說比較傾向于后一種。另外環(huán)境這塊還要給大家多說一個(gè)海水浸泡試驗(yàn)，這個(gè)也是寫在國標(biāo)里頭，大家看一下，這個(gè)是屬于不是IP7的電池包，在海水里還會(huì)發(fā)生一些反應(yīng)，而且最終的結(jié)果可以看到有很多物質(zhì)，我們目前的標(biāo)準(zhǔn)是要求它不起火、不爆炸就行了，但是當(dāng)然我們也在做很多的課題，包括在發(fā)生反應(yīng)以后，它產(chǎn)生了哪些反應(yīng)，產(chǎn)生了哪些反應(yīng)物，包括產(chǎn)生了哪些氣體，是否會(huì)對站在車體身邊的人產(chǎn)生危害，這也是我們后邊要做的一些課題。還要一個(gè)火燒，火燒試驗(yàn)國家標(biāo)準(zhǔn)就是這樣的起步，間接火燒一分鐘，直接一分鐘，再間接一分鐘，大概70秒，就是1分鐘左右，這個(gè)考核的目的很簡單，就是希望如果在起火的情況下，能否保證電池別再產(chǎn)生更大的危害，導(dǎo)致乘員沒有逃生的時(shí)間。比如12580會(huì)測試電池包燃燒20分鐘，是看電池是否抗火燒的一些能力，這個(gè)試驗(yàn)?zāi)康氖遣惶粯拥摹?

另外環(huán)境還是要提到電磁兼容，大家知道電磁一些輻射對人體的影響，有很多東西現(xiàn)在無法特別客觀去評(píng)估，也是國家越來越重視了，我們相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)，包括測試方法也在制定。還有剛才我提到的高海拔，我們做過一個(gè)6000米的高度，電池包高海拔試驗(yàn)，試驗(yàn)了以后，發(fā)現(xiàn)百分比還是比較大的。

最后簡單提一下攻堅(jiān)技術(shù)，這個(gè)不多講了，現(xiàn)在根據(jù)不同的車型，可適用的電池類型也是不一樣的，大家關(guān)注的內(nèi)容都是一樣的，比如安全性，當(dāng)然大家希望能夠滿足消費(fèi)者的期望，越安全越好，但這個(gè)至少大家應(yīng)該有一個(gè)共識(shí)，安全性是一個(gè)相對的幾率的問題，我們只能希望整車廠盡量提高它的安全性，降低安全事故發(fā)生的幾率，所以我們要盡可能提高電池安全性能，壽命，就是是否能真正滿足5到10年，成本，就是普通消費(fèi)者能否接受，環(huán)境是否在一年四季影響他的使用。

電池現(xiàn)在所采用的技術(shù)路線，相對來說比較明確了，有這么幾大類，其中大家看到在結(jié)構(gòu)方面，有幾大類比較特別的，大家討論話題也比較多，一個(gè)就是PHEV1和PHEV2，這個(gè)是現(xiàn)在討論比較多的。在體系方面，這個(gè)是我近一年多測的國內(nèi)外的電池，左邊國內(nèi)，右邊國外，以前綠色都是磷酸鐵鋰為主，現(xiàn)在主要體系方面主流以3元或者3元符合的體系為主了，追求的方向在保障安全的基礎(chǔ)上，去追求更高的一個(gè)比能量，這是目前來說比較統(tǒng)一的。這個(gè)是之前行業(yè)專家有的，我借用一下，我們目前發(fā)展的現(xiàn)狀，能量密度、價(jià)格、質(zhì)保期，跟以前相比都已經(jīng)是提升了一個(gè)水平，而材料和大規(guī)模生產(chǎn)的能力以及系統(tǒng)集成的能力也得到了很大的提升。電池的發(fā)展趨勢，大家可以看到，現(xiàn)在肯定還是以3元的體系為發(fā)展方向，將來還有下一代的電池體系也是在現(xiàn)代研發(fā)的計(jì)劃當(dāng)中。

無論什么樣的體系，無論什么樣的技術(shù)路線，首先關(guān)心是我們現(xiàn)在應(yīng)該還是按照要解決的一些供需問題，還是在盡量提高安全性的基礎(chǔ)上去提升電池的生產(chǎn)一致性和其他的一些性能，這樣才能夠保證生產(chǎn)和后期的使用當(dāng)中，去進(jìn)行正確的評(píng)價(jià)和評(píng)估和提升它的技術(shù)，這樣可以去保障電池在實(shí)際的電動(dòng)汽車上能夠得到一個(gè)很好的應(yīng)用，謝謝大家！

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