豐田上月高調宣布放棄純電動汽車的計劃引發諸多猜測。豐田高管吐槽純電動汽車三大瓶頸:續航里程過短、充電時間過長、成本過高。其實,鋰動力電池組作為電動汽車的核心部件,如果設計不過關,隨時有爆炸的隱憂,可見純電動汽車普及的最大攔路虎在鋰動力電池組安全性問題!
鋰動力電池的特性,決定了不可能完全杜絕安全性問題。這是一個系統設計的問題,包括電池本身特性。所有的系統設計目標,只能向零失效的目標無限接近。為了達到這個目標,首先需要針對混合動力車(HEV)和純電動車(EV)制定失效率目標,比如純電動車的電池過壓這種失效,其設計目標是多少年發生一次,發生時的系統自動檢測率是多少。然后根據這個具體目標制定系統設計措施,達到這個目標。現在被越來越多汽車企業采用的ISO26262標準,就是給出了系統失效率的量化標準和設計實踐方法。
國內在電動車安全性設計方面有兩個問題:一是碰撞起火是個復雜問題,涉及到結構設計、電氣設計、以及極端碰撞條件,需要分割開來分析。比如針對電動車,多少速度和什么位置的碰撞試驗標準是適用的。二是系統標準比較缺失。針對動力電池有相關認證標準,但是在系統結構防護、系統電氣保護、系統安全性方面沒有嚴格標準,不同企業在該領域有不同認知和不同的實踐標準。
BMS技術,其系統架構可以做的非常復雜,實現非常高的系統失效檢測率。從這一點上講,該技術是具備商業化的條件的。之前有案例顯示系統失效由BMS引起,只能說明其BMS系統設計未達到一定的系統安全等級。如果系統的安全性設計引入ISO26262標準,BMS是非常重要的一個環節,不同復雜度的BMS,可以幫助整體系統實現ASIL-C或ASIL-D等級的系統安全性。BMS是提升系統安全性、實現系統失效率目標的關鍵環節。而國內在BMS領域的設計能力,尤其是系統安全性設計方面,需要加強重視,引頭趕上。
車載“電池包”安全性的檢查標準
我國關于電動汽車用鋰離子電池的測試工作,最早由下屬于全國汽車標準化技術委員會(SAC/TC114)的電動汽車分技術委員會(SAC/TC114/SC27)開始制定。目前應用于動力鋰電池檢測的相關標準主要有兩個:國家標準《GB/T18333.1-2001電動道路車輛用鋰離子蓄電池》和行業標準《QC/T743-2006電動汽車用鋰離子蓄電池》。從2006年開始,國家有關部門即開始對動力鋰電池實行強制性認證工作,主要執行的是汽車行業標準QC/743-2006。國內做動力電池檢測認證工作的機構主要包括863電動車重大專項動力電池測試中心以及中國化學與物理電源質量監督檢測中心這兩家單位,執行的就是“743標準”。
《QC/T743-2006電動汽車用鋰離子蓄電池》標準規定了電動汽車用鋰離子蓄電池的相關要求、試驗方法、試驗規則等內容。標準涉及測試項目包括單體電池19項和單元模塊測試13項。目前該系列標準已經應用了6年,隨著動力電池技術發展日新月異,標準中的許多地方已經不能適應現在的技術發展。
