把电池安全和电池管理系统安全的问题推上了风口浪尖

9月23日,中国汽车技术研究中心主办、北京卡达克承办的“2015电动汽车科技创新国家论坛”(EVTIF)在北京召开。在这一届论坛上,来自国内外车企、零部件供应商、中德两国相关政府部门的专家就电动车话题做了分享。

车云菌在享受了半日电动车赛道试驾和长达一天半的论坛学习后,对内容略作盘点,发现电池&电池管理系统安全,基础设施建设、公共运营管理等多个方面都是会上的高频词汇,在此不妨对会议做个简短回顾。

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关注电池与电池管理系统的安全问题

国内3月份至今,7、8起电动车电池起火事件,把电池安全和电池管理系统安全的问题推上了风口浪尖。这几桩起火事件中,动力电池受热后出现温度不可控、直线上升的情况,才导致了燃烧爆炸。这个现象拥有一个专业术语,名叫动力电池热失控。

电池温度升高是起火燃烧的罪魁祸首,而热量产生的原因不外乎以下四点:电池中副反应放热、过充产热、电触发短路产热以及碰撞后电触发产热。如果在生产设计中找原因,主要落在电池设计和电池管理系统上。

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中国电动汽车百人会理事会执行副理事长欧阳明高先生在演讲中,详细解析了车用动力电池机及其电池管理系统的安全性,并现场例举了用于热失控评估的多个模型,车云菌整理为上表。

他表示热失控问题不仅要求车企在电池选择、热设计和保护设计、以及电池单体容量等角度要有所关注,而且也需要电池管理系统随时监控电动车电池组的状态,对车辆电池余电做个估算,控制电池的充放电,优化电池性能参数,提升电池使用寿命,并且把监控单元细微到每节电池。

混合动力产品如何形成规模效应

混合动力车被视为汽油车向全电动车发展时的阶段性产品,或许是考虑到仅仅是短暂性优势,没有被大规模普及。根据舍弗勒汽车事业研发部高级总监牛铭奎提供的数据,2010年和欧美、日本市场混合动力单一车型几十万的平台产量相比,中国市场的混动车只达到了数万辆的级别。

缺少笃定的政策规划和引导,混合动力车尚未形成规模效应。新的变速箱和混合动力总成拥有少量订单,但没有足够的销量支撑。零部件供应商面临的一大困难,就是车型研发和模具费用的有效分摊。

解决这一问题的方法,最终还是要回归技术——开发出标准化的混合动力产品。牛铭奎认为,产品必须满足三项要求,才能顺应现阶段市场上混合动力车型的规模。第一,要很容易被平台化,利于在车型之间转移,不用额外开发新品;第二,兼容性好,可以和传统的发动机和变速箱兼容;第三,能够为中国市场的混合动力产品定制技术参数,例如考虑到中国市场对成本的敏感性,应该尽可能多的开发单电机解决方案。

推动充电基础设施落地,统一充电软硬件标准

电动车和充电桩的关系类似鸡和蛋。当政策扶持、电动车企业跃跃欲试,还没跟上趟儿的充电桩就成了制约发展的瓶颈。一方面,在数量和覆盖范围上,规模还不能满足随时充电的需求,另一方面,晚间停车时补给电量是不少电动车主的习惯,私人充电桩的落地,却还面临着增容等电网问题和管理等物业问题。

论坛上关于私人充电桩的推动,演讲者提出了几点商业设想。现场提倡用众酬模式解决盈利,各方资源整合,有钱出钱,有地出地;同时倡导共享经济的思维方式让私人充电桩进入社区;同时,管理层面还可协助物业公司在责任之外寻找利益点。东风日产电动汽车营销总监徐小辉举出一例,在明确充电桩的管理责任之外,可以把充电设施和物业网络的互联对接,为物业公司提供未缴费用户的提醒和警告功能。

商业手段之外,政策也在对充电桩入驻民居有过一些考虑。卡达克也曾经建议住建部出台民居民宅的建设规范,把充电网络的主干线设定为一个提前规划的指标。这样一来,家家户户的电动车充电,就类似通天然气、暖气和网络,成为一个标配。

基础设施落地后,充电接口不适用各类车型,充不上电的情况时有发生。和增量同步抓紧落实的,还有标准制定,在这一点上,需要软硬件两个方面齐头并进。充电桩和车载充电机物理接口需要统一,软件方面的充电协议标准也急需进一步细化。

中国汽车技术研究中心新能源所涉及的研究范围就包括了电机电控,充电等等所有跟车相关的测试评价和标准化工作,并且直接对接国标。新能源试验室首席专家王芳博士介绍了“互联互通”和“充电安全”两方面的测试和标准化工作。其中涉及的互联互通内容包含了充电接口,直流快充的通信协议、车载充电机的测试,而充电安全也涵盖了充电设施本身的安全性、充电设施和车协议的软件安全、车上部件和接口安全性等诸多方面。

电动汽车数据采集与公共运营管理

我国北上广地区的租赁模式分时租赁已经得到了规模化应用。公共租赁等共享模式,是电动汽车进入个人住家的一种推广方式。同时,智能调动电动车的管理平台也能获得大量的电动车性能和用户使用习惯的数据积累。

在公共数据采集平台上,车辆信息获取和传输大致遵守数据采集-通讯传输-故障分析的流程。以北京的电动车租赁管理系统为例,平台主要采集了电池的技术状态数据,包括每块电池的电压、温度、电流等详细数据。同时车辆还会回传包括车速、挡位、位置信息等在内的车辆信息。预先定义的车辆常见故障的推送码,也要以即时回传的模式传回平台。

而对于公共租赁电动车的运营与管理,首先要确保的是安全完成一整套驾驶权交接。在北京分时租赁的案例中,管理车辆运行、还车、缴费的整套系统已经和电动车的充电管理系统对接。用户在借车还车的过程,都要经历电子密码取匙和充电系统停止充电的询问动作,一方面确保了租借车辆的安全,另一方面也打通了对充电系统的连接,做到安全断电。

车云小结

在现场圆桌环节中,其中一个问题是:新能源政策补贴退坡,限牌豁免取消,电动汽车的发展是否会碰到一个断崖式勒停?现场对政策变化后的市场环境比较乐观,更多倾向“市场过滤”作用。随着新能源掀起的热潮回归理性思考,日渐成熟的汽车市场会淘汰掉浑水摸鱼的企业,保留下踏实研究产品的公司。而且在论坛上,我们可以看到一批紧扣安全、规模化、适合家用的最新标准正在路上,届时电动车的发展将对质量细节做出更加严格的规范和约束。

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