中汽中心王芳：动力电池标准与测试评价
由工业和信息化部赛迪研究院与泰州市人民政府联合主办“2018中国新能源动力电池暨储能产业大会”于2018年4月20-21日在江苏泰州举办。大会围绕当前国内动力电池发展现状、存在问题和未来趋势，从技术发展路线、电池安全、产业困局等话题进行深度研讨，共话动力电池产业发展大计。能见App全程直播本次大会。
中国汽车技术研究中心首席专家王芳出席大会并发表了题为“动力电池标准与测试评价”的主旨演讲。
以下为发言内容：
王芳：很高兴有这样一个机会来到泰州，其实泰州以前上大学的时候自己也听过，我在南京上大学，每每回家都要路过这里。我上午听了大家的报告，也看到了很多日程，我给大家分享一下电动汽车标准与测试评价的内容。我的报告分为三个部分，第一是现行的标准体系，第二综合测试评价，第三标准近期的一些动向。
第一部分是现行标准体系。无论是测试评价体系也好，现行标准也好，电池本身作为车的关键部件，我们首先要看到车的关键性能是什么，从这个图里面我们可以看到，其实的车大家提到的180万的车辆，这种情况下大家会关心到车的安全，其次它的使用性能，比如说它的加速、爬坡以及续航里程的感受，第三是经济学，第四是它的环境友好，可持续发展性。对应到电池上面，我们可以看到关键内容就是电池标准体系的建设和测试评价的内容。重点对应安全性毋庸置疑，安全是第一要素。第二，加速爬坡续航里程对应电池性能，能量密度以及这种一致性等等特性。第三，想提一下环境友好对应的电池回收利用。我们实际上现行的动力电池标准体系里面已经初步涵盖了从电芯能到安全性寿命以及负面相关性能的要求，里面最最重要的有这样几个标准，大家看一下红框这些是强制执行的准，我们也不要忘了电池的强制标准，而这个强制标准出台以后，会直接替代上面两个单体和系统的安全性标准，所以也是现在非常重视的，正在起草的标准。
我们可以看一下框子里面的相关标准在一些产品里面被强制是使用了。我要提一下电动汽车的安全条件，它是一些技术条件，里面对于电池也有一些性能和安全性的要求，一会儿我就针对这几个方面内容给大家做一个测试过程中的状况介绍。首先来看提了非常的能量密度的状态。实际上从2015年到2018年进入强市测试阶段以来，它的测试样品的阶段。我们可以看到，2015年电池系统能量密度是90万，我们可以看到2017年是116万，2018年刚刚过去了4个月，我统计前三个月多的数据，可以看到能量密度明显快速提升。我们看到它的成组率，我们可以看一下，2016年到2018年从0.63到0.74，这是一个快速提升，尤其是2018年。我们具体来看一下数据，这是我们统计了2017年145款电池系统及其单体能量密度统计数据，平均是173瓦时每公斤，平均值得67，把它分成各个体系来看，橙色是三元的电池，蓝色的是磷酸铁锂的，磷酸铁锂的样本数少一些，我们把里面的数具体分析一下，三元电池2017年所有电池单体能量密度平均值是183，然后到系统级别是115.4，它的平均值大概是63%，磷酸铁锂单体能量密度是164，它的平均率82%。我们昨天来的时候也在聊这个问题，我们已经做到了85%左右，从这个里面可以看到差异性，实际上我们也是可以理解的。
因为我前两天在北京会上做报告，大家在新闻上也可以看到，那个会场主要分析技术和发展，里面有一页总结了一下2016年、2017年电池使用的领域，我们可以在那个里面有一个饼图，电池在2017年的时候，三元电池所在比例是73%，而磷酸铁锂是50%多，基本上二分天下的状态，我们从那个里面是可以看到三元的电池用在电动汽车上，而磷酸铁锂用在客车上，我们从这个数也可以看到一些对应关系。从三元电池像很多专家提到的，高比能电池安全性的要求使得我们在做长久的时候，希望能够他在散热、隔热、传热这几个方面走需要有一些系统的工程，这些就会使它显著降低，而另外一个原因，磷酸铁锂大部分是用商用车上的，大巴车上的标准箱对系统继承要求相应来说会比电池包会低很多，所以这是几方面的原因，所以就会导致它比较高，使它对外壳轻量化提供了可能性，也使得它可以进一步提升。
我们来看一下不同结构的电池是什么的，我们统计了一下测试的样品，基本上是三分天下的状态。我们看一下重组率谁高谁低，软包会高于其他的一些电池，这里面我们也看到圆柱电池可以做得很高，但是到了系统层级所附加的冷却，这种集成辅助装置过于复杂，所以它到了系统以后能量并没有那么高这个我们从特斯拉系统上也可以看到，单体密度达到了240以上，而系统是一半的水平。
我们再看一下冷却方式的统计，我们统计了一下2017年下半年的数据，统计了想要看一下，我这个电池哪一种冷却方式能量密度最高，我跟他讲的是，我给大家看一下最关键看什么呢？看下面几个数，我在2017年5月份会上做的报告又放在这里了，从2017年3月之前，2016年10月到2017年3月份，新的补贴实施之后，再到2017年3月份以后，这几个图比较，从2015年做测试系统来看，发展是越来越多的，但是随着一些高比能的要求，大家希望能够尽量提升系统能量密度的状态下，其实很多时候会选择越来越使用自然冷却，可以看出来自然冷却占的很大比例，当然我不做任何的评论性言语，我只是想把数据放在这里让大家看一下，它背后隐含的一些本质状态和大家应该关心和重视的一些内容。我们可以看了这个数据，其实现在的电池系统里，热管理的概念相对来说还是有点欠缺的。
再看一下电池安全。我们之前电池安全里面机械电池通过率是最低的，我们从原来随即振动变成了正弦，但是实际上这个正弦振动并不符合要求，这个修改以后率提升了，因为没有过多的数据去支撑我们能够给出一个合理的随即赠送的谱图的研究。而且我们实际采集了20多辆的振动路谱图。另外简单提一下电动客车安全条件里面，里面提到了电池最小的测试和热扩散的测试，我这里不过多想说了，但是我想在这个基础上开展说一下我的第二部分内容，综合测试评价。刚刚谈到的是把电池放到120以后，再加热到300度以上看它是不是不起火，不爆炸，高比能在能量提升的时候，安全性本身就会下降的，这种高比能情况下，要想考核电池，更是范围内的概念，把电池的可用边界找着了，也知道它的边界在哪里，做好整个系统的继承，对它做好可控的评价，什么时候是它的边界，也要做好后期失控的评价，这是我们现在在做的一个测试评价的重点，这个评价一方面是基于国家标准，一方面也是高于国家标准，在企业产品研发我们应该关心的话题。
其实电池对对于可用评价包括性能、能量、密度、安全性以及循环寿命，我们今天时间非常有限，只是简单提一点，安全性的考量。我们认为电池的安全性应该是一个系统的工程，从材料到电池，到BMS到系统，是多层级的，而且是涉及全生命周期的，我们表观上的安全性和内部的热腾性对应关系的评测，提出了热管理和其他的一些功能安全管理的概念，在这个基础上形成一个相对能够让电动汽车安全使用，把它控制可用范围内的相对安全的系统，这是我们要做的评价，我们也形成了一些大量的评价体系，也帮企业在做一些分析。
因为我刚才给大家分析了一些数据，我觉得就提一点，我觉得有所欠缺就是热管理，也得到了大家一些很关心的重视，里面有重要一点，我们要理解本身的安全性，它的热头性和SOC.T，找到它的边界，安全的产热功率有一个包热图。同时我们还要找传导路径和传播速度和热量，在这个基础上，我们开展可控的评价，可控的评价就是电动客车里面的控制，实际上用一种方法去模拟电池内部一个电池，来看整个电池系统能不能安全，这里面就会涉及到几个方面的内容。第一个用什么方法做热湿控，同时在什么样的情况下就已经热失控了，最后有要看什么情况下这个电池系统是安全，因为安全的状态是这样的，因为是人员安全不是财产安全，我们要知道两个时间，车停到路边的制动时间，和安全范围以外的时间，所以这个时间加起来就是我们应该对电池要求它不起火的时间，我们目前给的是5分钟，这也是跟交通部门联合开展的工作。
最后想提的就是致灾的危害分析，它可能引起火灾，可能有一系列的特点。在发生这种致灾等级，以及火焰传播的路径，以及危害程度。领导经验也要关心在不同的时间空间内它的这种毒气的成分，浓度扩散的路径，是我们下一步还会加强的工作。
最后简单提一下标准动向。我们里面牵头了热三的研究，并且现在也已经开展了工作，重点会在这几个方面热扩散，电池的振动，海水扩散我们体验都提到国际上去。第二，是国际上的法规，4月12日在成都开了会，对这个场景强制标准也依据会的内容初步形成一个送审稿，会是这样一个状态。另外，今天上午编码制度和规格尺寸，只是提一个信息，5月15日会逐条解决这个内容，大家有关心也可以去现场听。这两个标准会跟电池溯源管理和梯次利用直接相关。最后提一下电池的循环利用，因为今天会的主题是动力和储能实际上在储能的板块也有一个方面的思路，就是电池的批次利用等，在这个上面已经成为了势在必行的事。我们可以看到民意上推移的时候是剩余80%，而这个时间可用能量大概有64%左右，这个时候直接进入到回收的阶段，我们还是认为有大量的资源浪费，所以希望在中部的阶段有一个先梯次利用再后生利用的环节，所以一系列标准体系，这个管理体系，以及梯次利用以后，电池产品的安全性和性能管理，这种制度也在陆续出台。我们希望在这样的状态下，能够形成电池和储能再到材料回收，再回到能够制造先进动力电池的原材料的再生，能够形成这样一个闭环良性健康循环产业，我想这在是我们电动汽车希望节能环保发展初衷，我今天分享的内容就是这些，谢谢大家。
（根据发言整理，未经本人审阅）
