陳文進
東風(fēng)日產(chǎn)乘用車技術(shù)中心電系開發(fā)部部長
尊敬的孫校長、各位來賓,大家下午好!
我作為最后一個給大家分享的,希望大家感興趣,因為我是今天發(fā)言當中唯一的來自主機廠的人,謝謝大家!
我今天給大家報告的主題是電動汽車安全技術(shù)體系的探討。
第一部分,說明一下我們自己,大家知道東風(fēng)日產(chǎn)是東風(fēng)和日產(chǎn)雙方各50%的合資公司,是目前國內(nèi)最大的合資公司,作為我們的股東方之一,日產(chǎn),在1947年就推出了他們的第一款純電動汽車,1995年推出了第一款鋰電子電池的車輛。對于東風(fēng)日產(chǎn)來說,現(xiàn)在我們在2014年推出了晨風(fēng)是基于跟日產(chǎn)聆風(fēng)同樣平臺的產(chǎn)品,這款車上市以來有23萬輛的銷量,沒有一起安全事故,我們的產(chǎn)品上市兩年來,同樣保持這樣的優(yōu)秀業(yè)績。
東風(fēng)日產(chǎn)從2013年成立以來,我們就有了自己的研發(fā)中心,這也是日產(chǎn)在海外的第三大研發(fā)中心,我們具有全流程的研究和開發(fā)。
第二部分,電動汽車安全評價,也是這次會議的主題。電動汽車安全技術(shù)體系歐陽老師上午介紹得很清楚了,除了傳統(tǒng)汽車的安全事項之外,電動汽車也有自己特有的安全方面的要點。
充電安全,正碰、后碰等等,除了我們關(guān)注的人體的安全之外,還有高壓電、化學(xué)氣體等方面的危害,所以電動汽車的安全關(guān)注的方面更多更全面,高壓電當然是重點關(guān)注的問題之一,還有其他幾位同仁介紹的,雷擊安全也是電動汽車所必須要考慮的。
下面我就這幾個方面做一些介紹,前面大家講的稍微高大上一點,我談的相對質(zhì)簡一點。
對車輛而言,兼容性測試是要考察車輛對市場上各類充電樁的兼容能力,但我們認為更重要的是考察車輛在遭遇充電機的異常動作時,保證自身安全的能力。
這里舉一個例子,就是通訊中斷時異常輸出的話題,今天好多嘉賓都介紹了,我們在市場上所出現(xiàn)的一些案例,這里標出的異常測試數(shù)據(jù)是我在做測試的時候所抓住的信息,車輛發(fā)出通訊中斷的信息之后,充電機持續(xù)給車輛充電達到10.5秒,這是不可控的狀態(tài)。所以說車輛能否在不可控狀態(tài)下啟動保護類的機制,確保安全,放映了失效保護性能。早上歐陽老師介紹的時候,反映了我們?nèi)乜刂七壿?,保護基本的設(shè)定是非常重要的。
充電放電方面對安全來說是非常重要的,前面的嘉賓都或多或少地闡述了這方面的要點。車輛充電速度是用戶便捷性的體驗。理論上來說速度越快越好,傳統(tǒng)的車輛開到加油站,一箱油五六分鐘就解決了,但是電動汽車由于技術(shù)瓶頸的問題,現(xiàn)在我們最快的速度五六分鐘達到80%,慢充八小時到十小時不等,要根據(jù)電池包容量決定。按照現(xiàn)在鋰電池的情況來看,遠比速度更復(fù)雜,一般的交流充電,我們一般在自家的車位或者公司的停車場,充電時間一般是在夜里或者上班時間,它會正常充電,而且會充滿。我們國標當中充電的功率是完全可以滿足要求的。對直流的充電來說,一般都是在公共的充電站,不特定的時間,像剛才充電樁企業(yè)就介紹了公交基本上都是快充的模式,充電深度最多達到80%左右。
我看到這次百人會發(fā)布的安全報告里面,也引用了我的資料上面的充電快充的電流控制方式,目前我們所捕捉到的國內(nèi)的車輛充電方式有三種,第一種是這張圖上的這條綠線(ppt),它非常簡單,從開始到結(jié)束基本上是恒流的,130安,它控制的方式非常簡單,但是它的缺點也非常明顯,我們客戶經(jīng)常抱怨的是怎么我的車掉頻掉得這么快?我剛充完顯示100%,我還開了沒10公里就掉到不到90%了,大家不知道什么原因,其實這就是虛假充滿電的方式,第一種方式就會導(dǎo)致這種情況,同時會影響電池的壽命和安全因為它的電流太大了,從頭到尾都是130安。
第二種控制方式相對安全,遞進式的,恒流,控制方式相對簡單,但是同樣會影響電池的使用壽命和安全,只不過相對第一種方式,危害小一些。
第三種控制方式是真正能把電池充滿的,而且它的安全性非常高,它實時動態(tài)的電池管理,調(diào)解電流的大小,到接近100%的時候,電流只有不到3安培的狀態(tài)。就跟人吃飯一樣的,人餓的時候會吃得非???、非常猛,吃到快飽了的時候,再吃那么快是吃不下的,這也是一樣的道理。
低溫的可充電性,充電的安全保護策略是低溫充電關(guān)注的要點。我們把我們的做法給大家展示一下(ppt),在低溫充電的時候,我們設(shè)計了三種控制模式和控制狀態(tài),安全的狀態(tài)是什么?在正常電壓下是沒有問題的,一級故障是保護電壓,保護電池壽命,限制充電電流。二級故障是故障提示,停止充電。第三級故障是內(nèi)部短路,強制切斷繼電器的動作。目前我們市場上有的產(chǎn)品,電池包內(nèi)部的溫度可以低至零下25度,尤其在北方,北京市經(jīng)常抱怨冬天電池充不上,充不滿,續(xù)航里程大幅度受影響,即使充進了也受限,這些都跟系統(tǒng)的設(shè)置有很大的關(guān)聯(lián)性。
功能安全的問題,今天暴光率比較高的是深圳的事故電動大巴充電事故,過充1小時18分鐘,過充的電量達到57.9千瓦時,這個時候電池受不了了,最后破裂、燃燒。大家不知道為什么會出現(xiàn)這種情況,開車的人都知道,如果雨下得非常大的時候,你的雨刮器失靈了,你會有什么樣的感覺?你還敢開車嗎?你要開的話,情況就類似于這樣一個現(xiàn)象。
周榮總剛才也提到目前他們在做ISO26262的標準,我們國內(nèi)也在做,安全的備份電路,比如說BMS失效的時候,你能夠確保功能正常執(zhí)行,這是至關(guān)重要的。目前在車這個層面上,唯一導(dǎo)入了備份電路備份控制策略的就是我們的晨風(fēng)這一款車。
前面是講充電的安全,電動汽車的制動安全的話題,和傳統(tǒng)汽車有根本性的不同,因為我們傳統(tǒng)的汽油車,基本上都是靠摩擦力來制動,而電動車身里面除了摩擦力制動之外,又增加了回生制動系統(tǒng)共同制動,所以它的復(fù)雜性比傳統(tǒng)汽油車要高很多。意味著車主需要考慮的制動率的響應(yīng)性,我們首先要考慮你的制動安全能不能確保,其次是制動率的平順性,第三個方面是能量回收率,既然是節(jié)能產(chǎn)品,會考慮我們的制動能力的回收再利用以及相關(guān)的標準,所以在考核電動汽車的制動安全方面,還是希望不能以傳統(tǒng)的汽車標準來簡單評價。
第三個方面是涉水的安全試驗,今天早上歐陽老師演講中也提到了涉水安全的問題。國標里面要求10厘米,我們這款產(chǎn)品涉水70厘米沒有半點問題,能夠正常通過。
第四個方面是雷擊的安全,大家非常擔(dān)心,你既然是高壓電,你在雷雨天氣里面是安全的嗎?我們在實驗室模擬雷電的狀態(tài),絕對是百分之百安全的,沒有半點問題。
第五個方面是碰撞的安全,剛才已經(jīng)解釋過了,除了陳總說的人員的防護之外,還需要考慮到高壓電的安全,還有氣體釋放的安全等因素。
我們車輛的突破性,通過路崖子對底板的沖擊,我們很多場合強調(diào)電池包的沖擊安全,其實車輛不僅僅是要考慮電池包,還要把電池包跟車輛架構(gòu)整體結(jié)合起來考慮它的剛性、強度、耐沖擊等性能。
這是我們在測試起伏路面的狀態(tài),從車輛通過情況來看是完全沒有問題的。但是我們在車展的時候,一般看到把電池包放在離地最低的位置,如果是那樣設(shè)計的話,那么通過性肯定會存在問題,這是對于車輛設(shè)計中要充分考慮的。
電動汽車及零部件認證方面,前面兩位劉主任都提到了這方面的因素,對于電動汽車以及關(guān)鍵零部件來講,周榮總的貢獻,整車11個標準,部品也有10個標準,從產(chǎn)品公告試驗的,只有拿到這個報告才能做這個產(chǎn)品的公告。
這里的部品的第九條、第十條有爭議,還在不停的討論和完善,而且修訂的計劃也已經(jīng)完善了。
大家強烈地呼吁,要增加BMS的標準,對BMS實施管理和控制,前面是針對模組的,但是對于Pack還不健全,我們希望不僅有單體和模組,在包方面更應(yīng)該有相關(guān)的標準。
電動汽車零部件的認證方面,從車廠的角度來說,首先考慮到車的安全,其次逐漸分解,把我所關(guān)注的焦點、考慮的因子分解大包、模組和單體,我們國內(nèi)有很多的做法,BMS判定電池包的供電和非供電,這是非常危險的,為什么?車一旦在運營的時候,你說電池包溫度過高,我把電斷了,如果車還在高速公路運行的時候,把車和乘客置于危險的境地。
東風(fēng)日產(chǎn)做了20余品牌,50余機種測試,我們做了充分的合作,把我們做測試的資訊、情報統(tǒng)統(tǒng)貢獻出來,這里存在的課題還是非常多的,前面各位嘉賓都已經(jīng)給大家解讀過了,我不做太多的描述。
我們有了標準的,還有沒有標準的,標準的規(guī)定也有沒有得到完整執(zhí)行的。在百人會發(fā)布的安全報告里面有這些數(shù)據(jù),也是我所提供的。沒有標準的更不要說,五花八門,什么都有,這是整個兼容性的話題,目前我們市場上已有的裝置兼容性非常糟糕。好的現(xiàn)象是2015年12月份新的標準發(fā)布了,像劉主任講的,有些標準剛剛在北京做了修訂,卡薩克的標準也會做審定會,新標準推進速度非常之快,效率非常之高,我們期待這個行業(yè)會健康發(fā)展。
為什么會強調(diào)這一點?這也是我們測試的數(shù)據(jù),我們參照國外的標準,像電容只有1微,但是我們測量的樹脂是3千倍的,造成的后果是反向擊船車載的繼電器,讓車輛過熱失效,危害車輛的安全。這里我提到反向充電電流,不同廠家的充電機大小不一樣,從107安培的到200安培的,從12微秒的到90微秒的都存在。新規(guī)定里面有小于20安培的限制,對車輛和人員的安全起到極強的保護作用,值得我們期待。
電流調(diào)節(jié)的功能,過充電降低電池使用壽命,是不是引起起火,過充的風(fēng)險,通過我們的測試也抓住了這些不應(yīng)有的現(xiàn)象,這次的新聞標準也會對它做相應(yīng)的限制。
剛才也談到了現(xiàn)在我們市場狀態(tài)比較混亂,車廠的狀態(tài)不一致,樁的狀態(tài)也不一致,北京2015年年底發(fā)布,你的樁要來測試、車要來配對測試才能來我北京測試,假如10個車型到北京市場去銷售,要進行100次測試,對我們整個行業(yè)造成了困擾,造成了浪費。
努力的方向,首先完善標準的構(gòu)建,強化標準的制定和實施,后續(xù)在認證的建立和產(chǎn)品一致性的審查,這些都值得我們期待。
作為電動汽車企業(yè)對于用戶的責(zé)任,我們想從這幾個方面講,一個是AutoP的功能,不需要拉到空檔或者停車檔,節(jié)能樹功能,傳遞節(jié)能駕駛理念,人性關(guān)懷和保護。還有電池輻射的安全性,對人體非常重要,廢棄電池對環(huán)境的責(zé)任,電池回收利用再利用,標準正在制定中。電網(wǎng)的責(zé)任,我們在產(chǎn)品研發(fā)的過程中,也是充分地考慮相應(yīng)的問題。
謝謝大家。
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