10月17日至18日，中國節能與新能源汽車產業發展高峰論壇在北京舉行。以下為中國汽車技術研究中心電池首席專家王芳博士講話實錄。

主持人：歡迎大家參加由中國電工技術學會、中國國際貿易促進委員會機械行業分會、汽車知識雜志社、寰球時代汽車投資管理有限公司主辦的節能與新能源汽車產業發展規劃成果展覽會暨高峰論壇、中國國際純電動車、混合動力車和燃料電池車及關鍵零部件技術交流論壇，上午我們第一節主要議題是動力電池、儲能設備和充電服務，我們第一個演講嘉賓是中國汽車技術研究中心電池首席專家王芳博士，她是中國汽車技術研究中心電池領域首席專家，負責節能與新能源關鍵零部件的測試、評價和論證工作，她在研科目包括多項863項目，同時還負責參與國家標準的相關工作，下面有請王芳博士給大家做報告，王芳博士的報告是電動汽車用動力電池系統要求及共性技術，大家歡迎。

中國汽車技術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會議，跟大家在電池的攻堅技術，以及對于系統在審核運用過程當中做一些交流。我的報告內容分為這樣三個部分。第一個部分就是電池系統通用要求和標準化的一些工作，也想給大家做一個介紹。大家可以看到，因為現在對于電池系統的要求已經形成了一個國家的標準，我們現在已經是AEV，包括安全性已經在報批的階段，這個圖就是標準里頭一個附錄的圖，電池系統有這樣幾個關鍵的部分，我沒拿激光筆，橘色這一塊就是電池，還有高壓部件這一塊，另外還有比較關鍵的淺黃色的那一塊，就是電池的管理系統跟幾個關鍵的部件，當然還有從高壓部件接出去，跟車上總開關相連接的地方，所以這幾個關鍵的部件，所涉及到的內容，今天正好咱們看到有系列專家的報告也會牽扯到相關的內容，一直包括到總開關跟車的連接以及充電的部位。

因為電池系統大家看到，我剛才說到了，電池包含這樣幾部分，實際在使用的時候，在設計的時候，包括后期想要正常使用的時候，我們都會牽扯到它對于電、熱以及結構一系列的設計和綜合的一些優化和評估，所以對于系統的通用要求我們可以分為這樣幾個部分，首先電池外殼，要有一系列防護等級等等這樣一些要求，對于電池內部電池包，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越，包括它的續航里程等等。

第三部分就是系統，對于系統，要稱之為一個系統，肯定會需要更多對于系統的保護功能以及系統安全可靠性來要求，所以現在大家也可以看到，因為現在車確實也越來越多了，而在大家對于車的開發和應用也是越來越關注了，所以對于車的電池評測也是有很多的側重，這個從對電池派克的，對于性能有很多考核，我們也已經形成了一個標準。從電池系統，更多是關于系統的可靠性，和它的安全保護功能，所以可以看到有這些電的保護功能，以及熱的，以及結構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準了，可以看一下，這是現在國內外經常考核所用的一些標準，我們國家的標準主要是從ISO12405轉化過來的，同時也借鑒了其他的一些標準，比如說ECER100法規，UL2580的標準，等等美國的一些標準，但是我們在做的時候，更多會考慮到中國的一些實際情況，中國所特有的一些特色，所以說也會有一些改動。我們在做的時候，其實上次在跟別人交流的時候也講過，在對國內外電池系統的標準也做過一個分析和評價，測試的內容都是大同小異，有一些側重點，但是基本項目和關注點都是類似的。所以我們國家在形成相關標準的時候，目前有這樣一些行業和國家的標準，行業的包括電池管理系統的QCT897，同時也包括電池箱和系統的一些通用要求，另外還有在國標這一塊，陸續出臺了三個比較重要的標準。這三個部分的標準，第一第二在去年年底就已經報批到政府部門，而第三部分是在8月份通過委員會的審查，因為這幾個標準主要是我們這邊來組織起草相關的工作，所以上個月底剛剛完成相應的報批稿，現在也正在走報批的流程，所以簡單給大家介紹一下相關的測試。

性能這一塊，能量性和功率性，和SOC的標準是啊差不多的，里面比如測試的試驗條件會有一些調整，包括SOC的狀況，以及所測的點，比如在5個SOC點下，甚至更多點下你都可以去測試，你都是可以根據你的需求去選擇，而我們根據實際的必要性，又進行了進一步的刪減和調整，所以在很多情況下會選擇三個非常有必要的SOC點去測試。能量性和功率性差異主要有一點，功率性可以要求測試高低溫啟動功率，更關注它的功率性能的測試。安全性能要求第三部分，總共有16項測試的性能，第一個就是機械可靠性的測試，比如說震動、模擬碰撞和擠壓，也比如說跌落、翻轉，這些都跟車在實際運行中可能受到機械的破壞，這樣會進一步導致電池受到了傷害的考核，對電池的耐受性評價。第二部分就是環境的可靠性，比如說溫度的沖擊，濕熱的循環，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，在這種情況下電動汽車能否正常的行駛，是不是會影響它的續航里程等等，這些也是比較關心的，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系統的切斷和試檢等等這樣一些保護，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。

標準主要就介紹到這兒，其實在制定標準過程當中，也包括跟客戶的溝通當中，這兩年多的時間，大家之前可能光關心，就是通過QCT743的報告就可以，但是這兩年大家非常關心電池系統開發過程當中的評測和最終的論證，所以在兩年多一點的時間里面，我們也測了大概應該150套以上的電池包，在做這個過程當中，我們也總結了一下，對電池系統測試的流程，這個是每一項測試都要做的流程，因為電池系統跟小的電池還不一樣，可能小電池覺察不到它的危險性，實際上等到電池高壓系統的時候，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候，當然做電性能的時候，也要尤其的關心，因為比如說每一項測試之前，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。

我剛才因為有羅列了電池系統，包括電池包，含有電池箱主要的通用要求，因為時間比較有限，只能跟大家分享一些客戶經常做的，現在整車廠、電池廠比較關心的一些測試，我會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，可以會后單獨的溝通。因為電池系統評測這一塊，電性能我想講兩個，一個對一致性的評價，其實企業在做的時候，不是經常我單單列了考核一致性，實際在做的時候，比如評測它功率的特性，甚至包括循環壽命的一些評價的時候，會很關心一致性對于電池包性能的一些影響，實際上確實是這樣，我們發現電池在做VP測試，或者做快放試驗的時候，經過一定循環以后，看到一致性對于電池系統的影響，因為大家也知道，這個電池總體性能，就是由最差的那個電芯決定的，最差是什么樣一個狀態，當然電池整體表面狀態就是這樣，不可能說好于那個電池，所以作這種情況下，一致性非常重要，也是大家評估關注的重點。

第二個想講的性能就是低溫啟動，因為這是有個地域性測試的特色，在北方更多關心這方面的性能，當然大家知道在北方設計的時候會加一些電熱片，我們也跟企業做了很多這樣的合作測試。也看到企業相對來說還是會很關心這方面本身的低溫啟動性能，我們也大體歸納了一下，目前做的比較多有這樣三大類，一個恒電流，一個恒電壓，一個恒功率的，考核的目的和自己測試想要看到的一些參數和內容，是不太完全一樣的，比如恒電流更大程度上考核它能夠達到最大的極限，電池能表現出來它最好的性能。電性能這塊我就想講這么多，其他一些細節的動作，我們在做的過程中也有很多的收獲，比如BMS，你在設置的時候，電池系統怎么管理，怎么來運行才能夠把電池系統發揮的更多，這些也是有很多值得去探討和交流的地方。

因為剛才有提到，電池系統也涉及到電安全，也涉及到機械安全，也涉及到環境安全，這三個方面分別提到一兩個這樣的測試例子給大家分享一下。在電安全這一快，比如說過充，其實這兩個是有差異的，一個是電池包的過充，還有電池系統的過充，電池包不帶系統的時候，比如充到2%看電池包的狀態，另外系統的過充為什么是這樣，比如系統有設置，要求系統必須去試井或者切斷，因為在設計的時候，我們不能在發生一種情況立馬切斷它，這樣汽車在行駛的時候是非常不安全的，所以很多時候可能會試井，整車在通過整體情況評估以后，看是否切斷供電，還是直接給司機去警示，進行下一步的操作，所以只要你有試井的功能也是可以的。其實在做電池測試的時候，當然電池包的過充、過放，都是企業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準的時候，更多傾向于電池系統的過充、過放保護，主要有這樣一個系統保護的功能，這個應該是我們希望能看到的。

想再提到一個電池包的國家標準里沒有的測試項目，但是也是我們日常幾乎每天都要測試的項目，就是IP等級的測試，這個測的更多電池的殼體，當然也有帶著電池包一起來測的。因為現在有很多的電池，特別是純電動車都要求達到IP6、7的等級，IP6、7是什么樣的概念，IP7左邊浸到水里2個小時，不會有水的浸入，但是這個在制定標準的時候，把它挪到了行業標準，放到了電池系統通用標準里面，并且根據車的設計，這樣對它的IP等級有時候沒有必要要求那么高的時候，我們可以根據實際的情況去選擇，所以在國標里沒有做特別的要求。

另外機械安全想跟大家分享的是第一個是振動，因為我們在做國家標準，是做了隨機振動，為什么這里提到一個正弦，因為企業在做產品開發的時候，也有這方面的測試，正弦包括掃頻和振頻的測試，它會跟車發生一些共振的頻率點，在這種頻率下進行來回的振動，看電池包耐振動的性能，換句話說就是一個抗疲勞的測試試驗。隨機這也是我們國家標準的要求，大家可以看一下隨機的振動，包括X、Y、Z三個振動，這上面是個小的混合動力用的電池包來做的振動，而下邊是一個純電動的包，來做的。

接下來分享的是跌落，我們國標是電池包的跌落，實際在產品應用當中，企業很多會要求做上邊這個，就是電池箱的跌落試驗，因為電池箱在運輸過程當中，它會有個外包裝的要求，在運輸過程中，我們也不希望這樣一個高壓系統會出現任何一些意外，或者影響了后期的使用，所以會做一個0.5米的跌落，電池包的跌落有點接近于濫用的測試，有可能在1米處的高度發生特殊情況，跌落到水泥面上，我們要求它不爆炸、不起火的測試。

第三個方面想跟大家分享的汽車在路上控制實際相關的測試，有兩個，一個碰撞產生的動力，第二個靜態的擠壓，發生碰撞擠壓以后，對于電池本身的機械變形產生的影響。環境這塊，想跟大家分享一個就是鹽霧的試驗，其實國內國外就是兩個，一個是KA測試，一個是KB測試。我們在做國家標準的時候，更多是傾向于KB的測試，國際一些協調法規相對來說比較傾向于后一種。另外環境這塊還要給大家多說一個海水浸泡試驗，這個也是寫在國標里頭，大家看一下，這個是屬于不是IP7的電池包，在海水里還會發生一些反應，而且最終的結果可以看到有很多物質，我們目前的標準是要求它不起火、不爆炸就行了，但是當然我們也在做很多的課題，包括在發生反應以后，它產生了哪些反應，產生了哪些反應物，包括產生了哪些氣體，是否會對站在車體身邊的人產生危害，這也是我們后邊要做的一些課題。還要一個火燒，火燒試驗國家標準就是這樣的起步，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生更大的危害，導致乘員沒有逃生的時間。比如12580會測試電池包燃燒20分鐘，是看電池是否抗火燒的一些能力，這個試驗目的是不太一樣的。

另外環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，有很多東西現在無法特別客觀去評估，也是國家越來越重視了，我們相關的標準，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6000米的高度，電池包高海拔試驗，試驗了以后，發現百分比還是比較大的。

最后簡單提一下攻堅技術，這個不多講了，現在根據不同的車型，可適用的電池類型也是不一樣的，大家關注的內容都是一樣的，比如安全性，當然大家希望能夠滿足消費者的期望，越安全越好，但這個至少大家應該有一個共識，安全性是一個相對的幾率的問題，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，就是普通消費者能否接受，環境是否在一年四季影響他的使用。

電池現在所采用的技術路線，相對來說比較明確了，有這么幾大類，其中大家看到在結構方面，有幾大類比較特別的，大家討論話題也比較多，一個就是PHEV1和PHEV2，這個是現在討論比較多的。在體系方面，這個是我近一年多測的國內外的電池，左邊國內，右邊國外，以前綠色都是磷酸鐵鋰為主，現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上，去追求更高的一個比能量，這是目前來說比較統一的。這個是之前行業專家有的，我借用一下，我們目前發展的現狀，能量密度、價格、質保期，跟以前相比都已經是提升了一個水平，而材料和大規模生產的能力以及系統集成的能力也得到了很大的提升。電池的發展趨勢，大家可以看到，現在肯定還是以3元的體系為發展方向，將來還有下一代的電池體系也是在現代研發的計劃當中。

無論什么樣的體系，無論什么樣的技術路線，首先關心是我們現在應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上去提升電池的生產一致性和其他的一些性能，這樣才能夠保證生產和后期的使用當中，去進行正確的評價和評估和提升它的技術，這樣可以去保障電池在實際的電動汽車上能夠得到一個很好的應用，謝謝大家！

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