8月21日,以“安全保障 创新引领”为主题的中国电动汽车百人会夏季论坛在河南郑州举行。论坛期间,中国电动汽车百人会发布了《电动汽车安全报告》,本次论坛围绕行业补贴政策、补贴后的政策走势,以及如何更多使用非货币政策和基础设施保障政策等主题,邀请了有关部委专家、国外有关机构专家发表意见。以下是东风日产乘用车技术中心电系开发部部长陈文进发言实录:
尊敬的孙校长、各位来宾,大家下午好!
我作为最后一个给大家分享的,希望大家感兴趣,因为我是今天发言当中唯一的来自主机厂的人,谢谢大家!
我今天给大家报告的主题是电动汽车安全技术体系的探讨。
第一部分,说明一下我们自己,大家知道东风日产是东风和日产双方各50%的合资公司,是目前国内最大的合资公司,作为我们的股东方之一,日产,在1947年就推出了他们的第一款纯电动汽车,1995年推出了第一款锂电子电池的车辆。对于东风日产来说,现在我们在2014年推出了晨风是基于跟日产聆风同样平台的产品,这款车上市以来有23万辆的销量,没有一起安全事故,我们的产品上市两年来,同样保持这样的优秀业绩。
东风日产从2013年成立以来,我们就有了自己的研发中心,这也是日产在海外的第三大研发中心,我们具有全流程的研究和开发。
第二部分,电动汽车安全评价,也是这次会议的主题。电动汽车安全技术体系欧阳老师上午介绍得很清楚了,除了传统汽车的安全事项之外,电动汽车也有自己特有的安全方面的要点。
充电安全,正碰、后碰等等,除了我们关注的人体的安全之外,还有高压电、化学气体等方面的危害,所以电动汽车的安全关注的方面更多更全面,高压电当然是重点关注的问题之一,还有其他几位同仁介绍的,雷击安全也是电动汽车所必须要考虑的。
下面我就这几个方面做一些介绍,前面大家讲的稍微高大上一点,我谈的相对质简一点。
对车辆而言,兼容性测试是要考察车辆对市场上各类充电桩的兼容能力,但我们认为更重要的是考察车辆在遭遇充电机的异常动作时,保证自身安全的能力。
这里举一个例子,就是通讯中断时异常输出的话题,今天好多嘉宾都介绍了,我们在市场上所出现的一些案例,这里标出的异常测试数据是我在做测试的时候所抓住的信息,车辆发出通讯中断的信息之后,充电机持续给车辆充电达到10.5秒,这是不可控的状态。所以说车辆能否在不可控状态下启动保护类的机制,确保安全,放映了失效保护性能。早上欧阳老师介绍的时候,反映了我们三重控制逻辑,保护基本的设定是非常重要的。
充电放电方面对安全来说是非常重要的,前面的嘉宾都或多或少地阐述了这方面的要点。车辆充电速度是用户便捷性的体验。理论上来说速度越快越好,传统的车辆开到加油站,一箱油五六分钟就解决了,但是电动汽车由于技术瓶颈的问题,现在我们最快的速度五六分钟达到80%,慢充八小时到十小时不等,要根据电池包容量决定。按照现在锂电池的情况来看,远比速度更复杂,一般的交流充电,我们一般在自家的车位或者公司的停车场,充电时间一般是在夜里或者上班时间,它会正常充电,而且会充满。我们国标当中充电的功率是完全可以满足要求的。对直流的充电来说,一般都是在公共的充电站,不特定的时间,像刚才充电桩企业就介绍了公交基本上都是快充的模式,充电深度最多达到80%左右。
我看到这次百人会发布的安全报告里面,也引用了我的资料上面的充电快充的电流控制方式,目前我们所捕捉到的国内的车辆充电方式有三种,第一种是这张图上的这条绿线(ppt),它非常简单,从开始到结束基本上是恒流的,130安,它控制的方式非常简单,但是它的缺点也非常明显,我们客户经常抱怨的是怎么我的车掉频掉得这么快?我刚充完显示100%,我还开了没10公里就掉到不到90%了,大家不知道什么原因,其实这就是虚假充满电的方式,第一种方式就会导致这种情况,同时会影响电池的寿命和安全因为它的电流太大了,从头到尾都是130安。
第二种控制方式相对安全,递进式的,恒流,控制方式相对简单,但是同样会影响电池的使用寿命和安全,只不过相对第一种方式,危害小一些。
第三种控制方式是真正能把电池充满的,而且它的安全性非常高,它实时动态的电池管理,调解电流的大小,到接近100%的时候,电流只有不到3安培的状态。就跟人吃饭一样的,人饿的时候会吃得非常快、非常猛,吃到快饱了的时候,再吃那么快是吃不下的,这也是一样的道理。
低温的可充电性,充电的安全保护策略是低温充电关注的要点。我们把我们的做法给大家展示一下(ppt),在低温充电的时候,我们设计了三种控制模式和控制状态,安全的状态是什么?在正常电压下是没有问题的,一级故障是保护电压,保护电池寿命,限制充电电流。二级故障是故障提示,停止充电。第三级故障是内部短路,强制切断继电器的动作。目前我们市场上有的产品,电池包内部的温度可以低至零下25度,尤其在北方,北京市经常抱怨冬天电池充不上,充不满,续航里程大幅度受影响,即使充进了也受限,这些都跟系统的设置有很大的关联性。
功能安全的问题,今天暴光率比较高的是深圳的事故电动大巴充电事故,过充1小时18分钟,过充的电量达到57.9千瓦时,这个时候电池受不了了,最后破裂、燃烧。大家不知道为什么会出现这种情况,开车的人都知道,如果雨下得非常大的时候,你的雨刮器失灵了,你会有什么样的感觉?你还敢开车吗?你要开的话,情况就类似于这样一个现象。
周荣总刚才也提到目前他们在做ISO26262的标准,我们国内也在做,安全的备份电路,比如说BMS失效的时候,你能够确保功能正常执行,这是至关重要的。目前在车这个层面上,唯一导入了备份电路备份控制策略的就是我们的晨风这一款车。
前面是讲充电的安全,电动汽车的制动安全的话题,和传统汽车有根本性的不同,因为我们传统的汽油车,基本上都是靠摩擦力来制动,而电动车身里面除了摩擦力制动之外,又增加了回生制动系统共同制动,所以它的复杂性比传统汽油车要高很多。意味着车主需要考虑的制动率的响应性,我们首先要考虑你的制动安全能不能确保,其次是制动率的平顺性,第三个方面是能量回收率,既然是节能产品,会考虑我们的制动能力的回收再利用以及相关的标准,所以在考核电动汽车的制动安全方面,还是希望不能以传统的汽车标准来简单评价。
第三个方面是涉水的安全试验,今天早上欧阳老师演讲中也提到了涉水安全的问题。国标里面要求10厘米,我们这款产品涉水70厘米没有半点问题,能够正常通过。
第四个方面是雷击的安全,大家非常担心,你既然是高压电,你在雷雨天气里面是安全的吗?我们在实验室模拟雷电的状态,绝对是百分之百安全的,没有半点问题。
第五个方面是碰撞的安全,刚才已经解释过了,除了陈总说的人员的防护之外,还需要考虑到高压电的安全,还有气体释放的安全等因素。
我们车辆的突破性,通过路崖子对底板的冲击,我们很多场合强调电池包的冲击安全,其实车辆不仅仅是要考虑电池包,还要把电池包跟车辆架构整体结合起来考虑它的刚性、强度、耐冲击等性能。
这是我们在测试起伏路面的状态,从车辆通过情况来看是完全没有问题的。但是我们在车展的时候,一般看到把电池包放在离地最低的位置,如果是那样设计的话,那么通过性肯定会存在问题,这是对于车辆设计中要充分考虑的。
电动汽车及零部件认证方面,前面两位刘主任都提到了这方面的因素,对于电动汽车以及关键零部件来讲,周荣总的贡献,整车11个标准,部品也有10个标准,从产品公告试验的,只有拿到这个报告才能做这个产品的公告。
这里的部品的第九条、第十条有争议,还在不停的讨论和完善,而且修订的计划也已经完善了。
大家强烈地呼吁,要增加BMS的标准,对BMS实施管理和控制,前面是针对模组的,但是对于Pack还不健全,我们希望不仅有单体和模组,在包方面更应该有相关的标准。
电动汽车零部件的认证方面,从车厂的角度来说,首先考虑到车的安全,其次逐渐分解,把我所关注的焦点、考虑的因子分解大包、模组和单体,我们国内有很多的做法,BMS判定电池包的供电和非供电,这是非常危险的,为什么?车一旦在运营的时候,你说电池包温度过高,我把电断了,如果车还在高速公路运行的时候,把车和乘客置于危险的境地。
东风日产做了20余品牌,50余机种测试,我们做了充分的合作,把我们做测试的资讯、情报统统贡献出来,这里存在的课题还是非常多的,前面各位嘉宾都已经给大家解读过了,我不做太多的描述。
我们有了标准的,还有没有标准的,标准的规定也有没有得到完整执行的。在百人会发布的安全报告里面有这些数据,也是我所提供的。没有标准的更不要说,五花八门,什么都有,这是整个兼容性的话题,目前我们市场上已有的装置兼容性非常糟糕。好的现象是2015年12月份新的标准发布了,像刘主任讲的,有些标准刚刚在北京做了修订,卡萨克的标准也会做审定会,新标准推进速度非常之快,效率非常之高,我们期待这个行业会健康发展。
为什么会强调这一点?这也是我们测试的数据,我们参照国外的标准,像电容只有1微,但是我们测量的树脂是3千倍的,造成的后果是反向击船车载的继电器,让车辆过热失效,危害车辆的安全。这里我提到反向充电电流,不同厂家的充电机大小不一样,从107安培的到200安培的,从12微秒的到90微秒的都存在。新规定里面有小于20安培的限制,对车辆和人员的安全起到极强的保护作用,值得我们期待。
电流调节的功能,过充电降低电池使用寿命,是不是引起起火,过充的风险,通过我们的测试也抓住了这些不应有的现象,这次的新闻标准也会对它做相应的限制。
刚才也谈到了现在我们市场状态比较混乱,车厂的状态不一致,桩的状态也不一致,北京2015年年底发布,你的桩要来测试、车要来配对测试才能来我北京测试,假如10个车型到北京市场去销售,要进行100次测试,对我们整个行业造成了困扰,造成了浪费。
努力的方向,首先完善标准的构建,强化标准的制定和实施,后续在认证的建立和产品一致性的审查,这些都值得我们期待。
作为电动汽车企业对于用户的责任,我们想从这几个方面讲,一个是AutoP的功能,不需要拉到空档或者停车档,节能树功能,传递节能驾驶理念,人性关怀和保护。还有电池辐射的安全性,对人体非常重要,废弃电池对环境的责任,电池回收利用再利用,标准正在制定中。电网的责任,我们在产品研发的过程中,也是充分地考虑相应的问题。
谢谢大家。