SAECCE 2020 | 中汽中心王芳：新能源汽车测试与评价技术

2020中国汽车工程学会年会暨展览会（SAECCE 2020）于2020年10月27-29日在嘉定上海国际汽车城-上海汽车会展中心举办，汇聚汽车及相关行业的企业高层、技术领军人物、资深专家学者、广大科技工作者。10月29日，中国汽车技术研究中心有限公司动力电池领域首席专家、检测认证事业部副总工程师王芳在本次大会上发表了主旨演讲。

 以下为演讲实录：

刚才我的同事已经给大家介绍了新能源汽车的标准的体系，我的工作正好跟他是一个互补的，是测试评价的体系，有很多的工作首先就是在标准化的过程当中会做很多的测试验证，然后把它作为标准化，标准化以后我们会引领测试的方向。

结合我自己的工作，我是在检测认证事业部负责整个新能源测试评价的技术，所以我是把我们工作当中，包括现在测试评价的一些重点，一些方向性的东西跟大家做一个分享，主要是两个大的方面。一个是整车的测试评价的体系，第二个就是零部件的测试评价体系。

首先说一下整车，对于电动汽车来说广义上的测试评价会涉及到研发、生产、运输、存储、使用、维修和报废整个生命周期，再看它的整个对象会涵盖整车、三电系统这样一些部件，也包括充电系统以及充电系统到整车连接的装置等等这样的一些部分。测试评价的方向是分为三个方面，第一个是可用评价，指的就是无论是在传统的场景下还是高温、高热、高湿、高寒极端的场景工况下它的电动汽车能够符合正常使用的可用的评价，它的可用评价方面到底是什么样的状态，是什么样的水平和指标参数。第二个就是作为电动汽车，传统车也一样必然会有可能发生一些故障或者是意外的事情，我们能不能把它掌控在我们希望达到的这样一个安全范围内，这是我们期望的车的安全的状态。第三个就是如果发生了这样的一些意外的事故以后，在做事故救援或者是处置的时候以及对新产品提升的时候能不能够对它的这样一个失控的状态能不能有一个好的救援和消防，这是我们的失控评价。

首先来看可用评价，我们中气中心原来在17年推出来了EV—TEST的测试规程，主要是从能耗、续航、充电这样一些便捷性和安全性，以及整车使用的一些安全性方面考虑，但是实际上里面测试的规程里面大部分是消费者关心的内容，安全性比如碰撞、高压那些更多的是依据结合法规测试的结果。我们在今年进行了一个升级，出了一个新的规程叫CCRT，面向消费端拥抱新四化，叫智能电动汽车测评，今年8月份在行业召开了一个征求意见，11月份发布，明年1月份正式实施，里面涵盖智能驾驶、智能体验这样一些智能的概念，里面会含智、电、车这三个因素。

在测评指标方面，除了试验场的测试结果以外，也会增加比较多的权重是消费者实际的感受，所以消费者调研的评价会在里面占相当重要的部分，这部分内容基本都是一半一半的权重，里面会涉及到的内容包括现在大家知道我们18年已经推出了中国工况，CLTC，现在很多测试都是依据中国工况做评价。第二个消费者关心的就是续航里程显示的准确度，百公里的直流充电的速率，直流充电的兼容性、道路的风险的保障，比如涉水以及复杂的电磁环境这是我们关心的内容，大家可以看到这些都是消费者实际使用的时候最关心的，消费者最关心的就是这些参数，安全性这块，普通消费者认为你把一款产品给我以后，安全就不是我关心的内容，而是我们在座的从业者关心的内容，他认为产品交给他以后必然是安全的，所以安全不是他关心的，他关心的是使用的便捷性还有驾乘感受给他带来的快感。这是CCRT的测评指标，明年1月份会正式实施，大家感兴趣的可以多关心一下。

第二个是可控评价，主要讲几点，第一个是电安全，刚才徐工已经给大家讲到标准体系里面电安全的一些内容，实际上在电安全这块我们非常关心还是从人员安全防护的角度，比如绝缘耐压的一些状况，以及接触电流的危险能量等等概念，刚才标准里也提到2020年新的三个GD标准的发布，其中一个就是18384的标准升级，里面会包括人员的触电防护和功能安全防护的测试。另外一个就是电动客车的，这个是从原来的电动客车技术挑战升级变成一个GB的标准，38032，里面会涵盖电池本身的一些部件安全在里面又做了一个特殊的要求，就是说用在客车上的电池，除了按照电池的GB标准做测试以外还要满足这里面特殊的要求，里面有热失控和热扩散。还有充电安全和碰撞的，我们这些测试都在开展当中。

除了电安全，第二个想讲一下可控的是电磁安全，原来但是关心是电池的干扰和防辐射的能力，但是实际上这几年随着电动汽车保有量的增加，消费者的关心和车企的关心现在在往外延伸，一个就是复杂的电磁环境可能会对驾驶带来的影响，尤其是智能电动汽车这一块可能重要性会提升到一个新的高度，大家会关心它的信息安全的可靠性，跟电磁兼容又会关联在一起。第二个就是在复杂的电磁环境下对于人员和敏感人群安全的防护。

第三块是充电的，传统的充电包括交流、直流，现在基本上所有车都有这两个充电模式，我们在测试的时候，我们在评价体系建立的时候大家更多是关心在直流快充的状态，这几年有一些事故发生的时候大家都在关心这样一些问题，去年国家成立了一个新能源汽车的事故调查专家组，我也在里面一直在参与相关的工作，这两年调查了几十起事故，里面有一些事故还是有一些共性的特点，就是快充非常的频繁，实际上我们也会在这里面去评估快充在全生命周期内快充对于它的性能影响。特别是充电安全又是一个跨产业链的工作，会涉及到比如对充电站和车辆监控这一块的测试评价，也会涉及到车本身的评价，每一个环节出现问题都会有可能导致充电状态的发生，所以充电安全是跨产业链，而且是多层级的，包括充电连接装置，充电枪等等，还有电池本身，这又是一个大的话题，我们曾经因为这个讨论过，我们有一个课题，把这里面拆分成很多个维度，多层级的研讨，有时间我们可以把这个课题展开来跟大家在别的场合做一个交流。

此外还有一个机械的，实际上机械在事故的过程当中看到也是占了相当一部分的比例，主要有两种，一种就是碰撞，包括正碰和侧碰，实际上我们在做评价的时候，大家看到国家标准里面已经有明确的新车碰撞的测试，下面这个图是模拟了实际的道路上，比如说在红绿灯路口有一个车停在那儿等红灯，后面的车没刹住把他给撞出去了，另外的正常行驶三车碰撞的形式。我们关心在这种碰撞形态下电安全，电池的保护以及人员的保护，里面关心的焦点有时候会集中在电池部分的状态，以及它在布置的位置，有可能能够得到的这样一个保护。

另外一种形式就是拖地，好几起的事故有这样一个形态，我归结为四大类，第一类就是马路牙子，第二个就是今年发生的是中间的隔离带骑上去以后，隔离带的有些东西会刺到底盘的位置。第三个就是过铁轨。第四类就是有路面石块的异物直接撞击到底盘的电池。这些我们现在也在做研究，形成一些标准的东西，测试评价体系已经在逐步建立，就是在一定的状态下模拟地面路障，电动汽车在经过路障的时候所能承受的抗底部托底的能力。

失控方面简单提一下，消防安全和救援安全，我们关心的是当发生事故的时候，因为电池特殊燃烧的特性，在消防方面，对电池的处理方面以及为了能够对这个事故的原因进行分析，比较有利于分析的过程，我们在消防、救援方面应该做哪些注意的措施，这个我们跟消防部门一直在做互动做研究和探索，因为我在事故调查的时候这两年发现有一个特征，有很多事故最后没法下一个确定的结论，说这个事故是什么原因造成的，为什么呢？有几个原因，第一个就是由于电池一次着火的速度比较快，喷水救援的时候因为水要大量的进去才有可能让它控制住火势，这个过程当中就会毁灭掉起火的一些痕迹。第二有一些电池容易二次复燃，再救火又毁灭了前面的一些痕迹，第二个就是高密能电池的应用，起火的特征就是速度非常迅猛，有的时候一些电池已经让你看不出痕迹了，基本都是烧毁之后的，很难看到事故点的一些状态和轨迹以及什么原因，还有就是前期数据里面没有太多的能够帮助我们指证的一些内容，我们希望在救援方面尽量少毁灭这些东西，能够帮助我们汽车行业更好的提升安全性，能够让这个产业健康发展。

第二块就是部件的，我们把部件分成这样的一些方面，包括电池、电机、电控部分和充电系统部分，加了无线充电这一块。电池这块，我们现在对于电池的评价会涉及到全生命周期、多层级、多工况、多尺度，因为电池是一个电化学的载体，会涉及到材料层面对电池的影响，也就是说材料跟界面，就是电极片的变化过程也会影响，每个变化都有可能使电池最终的特性发生不同方向的变化。第二个就是电池本身对它的评价会涉及到性能、安全和寿命的这样一个多层级的评估。BMS板块对于整个电池系统的这样一个科学的管控策略，最终我们希望看到的是整个电池系统的安全、合理、可靠的使用，所以会涉及到这几个层级的评价，我们现在都在开展大量的工作。

全生命周期的概念有这样一个图，其实电池的正极和负极在使用的过程当中会有很多的一些变化，我把这些变化进行了一个总结，大家看到会分成这样几大类，就是固固界面，一些极片部分的变化。第二个就是固液界面劣化的问题，第三个就是气固液界面，产气的过程会影响一些变化。而电池整个的衰减都跟这个界面变化有关系，性能衰减、安全衰减都跟这个有关系，这又是一个特别大的话题，我有一个团队专门在做这个事，有机会可以跟大家探讨。随着它的变化，电池在全生命周期内是一个动态变化的过程跟整车相对应的可用、可控和安全的边界一直在变，随着寿命的衰减里面的电极片和里面的物质都在变化，以及产热的功率都在变化，所以对于电池来说只能知道他在什么时候安全等级处在什么样的一个水平范围内，我们怎么样能够缩小它的使用范围能够让电动汽车在全生命周期内都用在一个可用的范围内，这是我们要做的工作。而且我们要知道从一个电芯传递到另外一个电芯的传播路径和整个系统的安全可控，这是跟整车相对应的电池部件的内容。

再说一下GB38031电池的标准，里面特地提出对电池热扩散的要求，以及另外一个还提出了在实际的振动以后再去做泡水的实验，为什么呢？是要看在经过一段时间以后IP等级的可靠性，因为我们看到事故里面，就是电池没有问题但是行驶了一段时间以后涉水IP等级降低了，涉水进水了，导致一段时间以后绝缘降低然后起火，所以实际的测试评价都会跟实际的状态去相结合。

电驱动总成我简单提两点，就是高集成化的发展，功能安全的评价是重点，所以我们对它的性能评价，包括对它的环境的可靠性的关注，EMC的关注，功能安全的关注，能量流的关注，会涉及到这些方面，大家看到有这么多方面我们都在把它展开延伸来做研究，当然功能安全会是一个很大的方向，包括硬件在环的一些评估，我们都会跟大家做这样的一些评价的内容。

充电系统互联互通和安全可靠评价，充电兼容性我们做了很多年了，包括实车实装的在实验室的匹配和现场的一些评估，这是我们关注的内容，就是充电的兼容性和充电安全，但是事实上我们每年都会发现暴露出来的一些问题，这个也是我们在建议现在要在充电的板块去做一些充电桩论证的一些想法。

再提一下无线充电，一个是互操作性，就是公共应用的互操作性，通信的一致性和主动安全防护，这是我们在无线充电方面要提的。

我的报告就是这些，根据之前几个专家的报告，我这里面没有提到的一个就是换电，换电的体系现在也在慢慢建立，换电安全的标准已经报批了，车电分离也是一个热点话题，在测试评价和标准方面我们也会关注这个内容。还有一个话题是燃料电池汽车，这又是一个比较完整比较大的方向，所以今天没有时间跟大家展开来说，我们现在燃料电池测试关注的焦点有几个方面，第一个就是氢电安全，第二个就是耐久性，第三个就是低温冷启动，第四个就是能耗测试、能量流的测试，这是我们关注的焦点，也欢迎跟大家在其他的场合在这方面展开来做一些沟通，我的报告就是这些，谢谢大家。

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（注：本文根据现场速记整理，未经演讲嘉宾审阅，仅作为参考资料，请勿转载！）