編者按:為凝聚新能源汽車行業(yè)的研究力量,發(fā)揮協(xié)作效應(yīng),第一電動網(wǎng)建立特約研究員機(jī)制,邀請行業(yè)知名專家、大牛作者作為特約研究員,集中多方智慧,深入探索新能源汽車政策、資本、技術(shù)、市場等領(lǐng)域,并定期推出【研究周報(bào)】,解析行業(yè)熱點(diǎn)問題。
【特約研究員 冰封之城】低速電動車轉(zhuǎn)正之路該如何走?首當(dāng)其沖的標(biāo)準(zhǔn)成為行業(yè)近期最熱點(diǎn),主要爭議點(diǎn)集中在:“安全性不降低”和“采用鋰電池”兩項(xiàng)內(nèi)容上。本文為大家詳細(xì)解讀這兩大爭議點(diǎn)究竟包含哪些內(nèi)容?涉及哪些標(biāo)準(zhǔn)?又會給行業(yè)帶來什么影響?
從第一次標(biāo)準(zhǔn)工作會議開始,“安全性不降低”即被列為標(biāo)準(zhǔn)制定的第一大原則。對低速電動車來講,“安全性”涉及內(nèi)容包括:一般性安全事項(xiàng)、碰撞安全、整車與動力電池安全三大方面。
1. 一般性安全事項(xiàng),大部分企業(yè)和低速車產(chǎn)品都可以做到,典型舉例如下:
1)充電安全:車輛應(yīng)具有過充保護(hù)功能。當(dāng)車輛被物理連接到外部電源進(jìn)行充電時(shí),應(yīng)不能通過自身的驅(qū)動系統(tǒng)移動;
2)低速提示音及超速報(bào)警和限速功能:車輛起步且車速低于20km/h時(shí),應(yīng)能給車外人員發(fā)出適當(dāng)?shù)奶崾拘月曧?。?dāng)行駛速度超過65km/h時(shí),能通過視覺或聲覺信號報(bào)警;
3)視野性能及間接視野裝置:車輛的前風(fēng)窗玻璃應(yīng)裝備刮水器,刮刷面積應(yīng)確保駕駛?cè)司哂辛己玫那胺揭曇?。車輛應(yīng)在左右至少各設(shè)置一面后視鏡,和一只內(nèi)后視鏡;
4)車輛側(cè)傾安全等。
2. 碰撞安全,按照低速電動車標(biāo)準(zhǔn)指定部門協(xié)商的內(nèi)容來看,基本確定的碰撞后安全要求如下:
1)車輛以40km/h速度(汽車為48km/h),按照 GB/T 31498進(jìn)行正面碰撞試驗(yàn),碰撞結(jié)果滿足GB/T 31498 和GB11551的規(guī)定;
2)車輛按照GB/T31498進(jìn)行側(cè)面?zhèn)扰?,碰撞結(jié)果滿足GBT31498和GB20071的規(guī)定。
碰撞安全標(biāo)準(zhǔn)及要求對比簡述 | |
標(biāo)準(zhǔn)名稱 | 規(guī)定內(nèi)容(“動力蓄電池或蓄電池包”以下簡稱“REESS”) |
GB/T 31498-2015 電動汽車碰撞后安全要求 | 1.碰撞前后的電安全,防觸電保護(hù)等:規(guī)定安全電壓、電能、物理防護(hù)絕緣電阻等。 2.電解液泄露要求:碰撞試驗(yàn)后30分鐘內(nèi)溢出乘客艙外部的電解液不能超過5L。 3.乘客艙外部,不得穿人乘客艙內(nèi);乘客艙內(nèi)部REESS,應(yīng)保持安全位置。 4.碰撞30分鐘內(nèi),REESS不爆炸起火。 |
GB11551汽車正面碰撞的乘員保護(hù) | 1.規(guī)定正碰和側(cè)碰之后,假人頭部、頸部、盆骨等部位的的受傷害指標(biāo)范圍。 2.相關(guān)方便乘員撤離的規(guī)定,比如碰撞中車門不得開啟,前門的鎖止系統(tǒng)不得發(fā)生鎖止等等。 |
GB20071汽車側(cè)面碰撞的乘員保護(hù) |
3.車輛電安全規(guī)定,包括整車和動力電池系統(tǒng)的相關(guān)電安全標(biāo)準(zhǔn)。
車輛電安全符合GBT 18384 規(guī)定。動力電池系統(tǒng),如果采用鉛酸電池,標(biāo)準(zhǔn)相對簡單,《QC_T 742-2006 電動汽車用鉛酸蓄電池》,采用鋰電池系統(tǒng)則應(yīng)符合以下標(biāo)注:
1) 循環(huán)壽命應(yīng)符合GB/T 31484的要求;
2) 安全應(yīng)符合GB/T 31485和GB/T 31467.3的要求;
3)電性能應(yīng)符合GB/T 31486、GB/T 31467.2的要求。
車輛電安全標(biāo)準(zhǔn)體系構(gòu)成示意圖
序號 | 新標(biāo)準(zhǔn) | 內(nèi)容及目的 |
GB/T 18384電動汽車安全要求(分3部分) | 第1部分:車載可充電儲能系統(tǒng)GB/T 18384.1 | 整車電安全要求內(nèi)容:正常充電、行駛過程中的氣體排放;絕緣電阻;爬電距離;過電流斷開器;及碰撞后安全要求。 |
第2部分:操作安全和故障防護(hù)GB/T 18384.2 | 針對整車提出了操作過程、故障防護(hù)、用戶手冊、緊急響應(yīng)等方面的安全要求。 | |
第3部分:人員觸電防護(hù)GB/T 18384.3 | 主要內(nèi)容為如何防護(hù)人員觸電危害,比如模擬涉水等。 | |
電動汽車動力電池單體及模塊的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn) | GB/T 31484電動汽車用動力蓄電池循環(huán)壽命要求及試驗(yàn)方法 |
主要考核動力電池單體、模組和系統(tǒng)的循環(huán)壽命指標(biāo)。典型如室溫放電容量、標(biāo)準(zhǔn)循環(huán)壽命、工況循環(huán)壽命等標(biāo)定。 |
GB/T 31485電動汽車用動力蓄電池安全要求及試驗(yàn)方法 | 在操作濫用以及極端情況下,動力電池單體和模組如何保證化學(xué)能的安全(燃燒、爆炸等)的規(guī)范。比如海水浸泡、模組跌落、針刺試驗(yàn)等。 | |
GB/T 31486電動汽車用動力蓄電池電性能要求及試驗(yàn)方法 | 主要針對電池單體的外觀、尺寸、重量和室溫放電容量,以及模組的外觀、尺寸、重量、常溫性能、高低溫性能、耐振動性能、存儲等方面做出相應(yīng)的規(guī)定。比如低溫零下20度的放電容量等。 | |
GB/T 31467.2電動汽車用鋰離子動力蓄電池包和系統(tǒng):高能量應(yīng)用測試規(guī)程 | 上面標(biāo)準(zhǔn)針對單體模組,這里主要針對動力電池系統(tǒng),包含了電池+冷卻/加熱組件+高壓組件+低壓組件+結(jié)構(gòu)件+電池管理系統(tǒng)等的規(guī)定。 | |
GB/T 31467.3電動汽車用鋰離子動力蓄電池包和系統(tǒng):安全性要求與測試方法 | 本標(biāo)準(zhǔn)則主要針對動力電池包和動力電池系統(tǒng)的完整的化學(xué)能防護(hù)規(guī)范。 典型測試如振動、跌落、碰撞、擠壓、海水浸泡、濕熱循環(huán)、高海拔等。 |
4. 以下為標(biāo)準(zhǔn)會議給出的低速電動車定型試驗(yàn)及依據(jù),涵蓋了M1類純電動乘用車強(qiáng)檢項(xiàng)目(CV+EV):
檢驗(yàn)項(xiàng)目 | 依據(jù) | 檢驗(yàn)項(xiàng)目 | 依據(jù) |
前照燈配光性能 | GB4599-2007 | 機(jī)動車安全運(yùn)行強(qiáng)制性項(xiàng)目 | GB7258-2012 |
后霧燈配光性能 | GB11554-2008 | ||
制動燈配光性能 | GB 5920-2008 | 車載能源電性能 | GB/T 31486-2015 GB/T 31467.2-2015 |
轉(zhuǎn)向信號燈配光性能 | GB17509-2008 | 車載能源安全性能 | GB/T 31485-2015 GB/T 31467.3-2015 |
轉(zhuǎn)向信號燈配光性能 | GB17509-2008 | 電動汽車用電機(jī)及其控制器 | GB/T 18488.1-2006 GB/T 18488.2-2006 |
機(jī)動車?yán)妊b車特性 | GB15742-2001 | 電動汽車安全要求 | GB/T 18384.1-2001 GB/T 18384.2-2001 GB/T 18384.3-2001 |
汽車制動系統(tǒng) | GB21670-2008 | ||
汽車轉(zhuǎn)向系統(tǒng) | GB17675-1999 | 電動車輛的電磁場輻射強(qiáng)度 | GB/T 18387—2008 |
汽車號牌板(架)及其位置 | GB15741-1995 | 電動汽車操縱件、指示器及信號裝置的標(biāo)志 | GB/T 4094.2-2005 |
汽車標(biāo)記 | GB7258-2012 GB16735-2004 | 電動汽車用儀表 | GB/T 19836-2005 |
安全玻璃 | GB9656-2003 | 電動汽車 能量消耗率和續(xù)駛里程 | GB/T 18386—2005 |
汽車輪胎 | GB9743-2007 |
由上述分析可以看出,在“安全性不降低”和“采用鋰電池”兩大原則框架下,制定出來的標(biāo)準(zhǔn)幾乎涵蓋了M1類純電動乘用車的所有標(biāo)準(zhǔn),甚至列出了《電動車輛的電磁場輻射強(qiáng)度GB/T 18387—2008》的要求。這種標(biāo)準(zhǔn)要求下的低速電動車和現(xiàn)有的純電動乘用車相比,除了電池容量少一點(diǎn),電機(jī)功率小一點(diǎn)(要做的測試都一樣)以外,所對應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)幾乎是完全相同的,不同主要在于制動性能方面的標(biāo)準(zhǔn)《乘用車制動系統(tǒng)技術(shù)要求及試驗(yàn)方法動 GB21670》里相關(guān)試驗(yàn)的速度設(shè)定不一樣了。基本可以得出兩個(gè)結(jié)論:
1)按照這個(gè)要求,“升級一批、規(guī)范一批、淘汰一批”的批示,確實(shí)已經(jīng)演變成了“升級一批、淘汰一批”,因?yàn)橹虚g的“規(guī)范一批”已經(jīng)沒有存在的技術(shù)道理了。
2)標(biāo)準(zhǔn)趕在3月份兩會前發(fā)布出來理論上可行,因?yàn)榻^大部分的標(biāo)準(zhǔn)和試驗(yàn)規(guī)范都是乘用車現(xiàn)成的,只要定下低速車的尺寸、重量、速度等指標(biāo)就完成了任務(wù)。
“安全性不降低”為什么成為爭議點(diǎn)?
低速電動車相對于傳統(tǒng)車來講,車身尺寸小,又要在碰撞中保證電池和控制回路的安全性,其碰撞安全性要求及難度并不比傳統(tǒng)汽車低,甚至某些方面要更困難。
表1低速電動車與傳統(tǒng)汽車安全難點(diǎn)對照表(整車)
對比項(xiàng) | 低速電動車 | 傳統(tǒng)汽車 | 備注 |
車身 結(jié)構(gòu) | 傳統(tǒng)車身結(jié)構(gòu)+上幾百公斤的動力電池 | 整體式車身結(jié)構(gòu) | 車體加上電池后,整體強(qiáng)度變差 |
車身 尺寸 | 車身尺寸小,前艙等部位吸能空間明顯不足 | 車身尺寸大,前艙空間大,變形吸能區(qū) | 碰撞吸能區(qū)不足,安全難度更大 |
前倉 布置 | 前驅(qū)前倉布置電機(jī)和傳統(tǒng)系,不少廠家前倉布置動力電池 | 前置前驅(qū)基本發(fā)動機(jī)和變速器均布置在前倉 | 動力電池布置在前倉有一定的危險(xiǎn) |
座椅下 部布置 | 座椅底下一般布置動力電池或者其管理系統(tǒng)等 | 座椅下部地板為整體式加強(qiáng)結(jié)構(gòu),利于座椅安全 | 整體結(jié)構(gòu)強(qiáng)度減弱,座椅安全受到威脅 |
后備 胎倉 | 此處用來布置車載充電器或者動力電池 | 用于穩(wěn)定件備胎的放置 | 減低了此處整體結(jié)構(gòu)強(qiáng)度 |
碰撞 安全 | 碰撞時(shí)要照顧動力電池和眾多電氣件安全 | 經(jīng)過長時(shí)間的檢驗(yàn),碰撞安全已經(jīng)基本得到保障 | 電動汽車碰撞安全隱患更多 |
1. 目前大部分的低速電動車產(chǎn)品,采用的是傳統(tǒng)汽車結(jié)構(gòu)的車身,再將動力蓄電池總成或整體或分割成多塊放在車的前倉、座椅下面、后備胎倉等位置,影響了整體結(jié)構(gòu)安全。因此,對于新生的低速電動車行業(yè)來講,要整車達(dá)到汽車安全性的要求,必定需要給出周期,在產(chǎn)業(yè)化的過程中,來逐步進(jìn)行新平臺的開發(fā)和整車結(jié)構(gòu)的重新設(shè)計(jì)。
2. 低速電動車安全性是一個(gè)系統(tǒng)工程,除了整車外,還需要對各系統(tǒng)的匹配性能方面進(jìn)行安全性的匹配設(shè)計(jì),這樣,低速電動車的安全性能才能有更好的體現(xiàn)。但是在產(chǎn)業(yè)化的過程中,由于行業(yè)產(chǎn)生時(shí)間短,目前產(chǎn)量相對很小,絕對數(shù)字也不大,供應(yīng)商體系也都在同步的發(fā)展過程之中。理性來看,產(chǎn)業(yè)也必然存在一個(gè)發(fā)展的周期,上下游企業(yè)都需要在產(chǎn)業(yè)化中靠市場來的足夠資金,來支撐核心部件的開發(fā)和實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。
3. 鋰離子動力電池遭受嚴(yán)重撞擊和變形時(shí),容易發(fā)生短路、起火、爆炸等情況,這是整個(gè)電動汽車行業(yè)的難題,在進(jìn)行產(chǎn)業(yè)化的時(shí)候,也要考慮到動力電池安全性能和產(chǎn)業(yè)化之間的平衡。
4. 乘用車的碰撞試驗(yàn)、定型試驗(yàn)、包括可靠性試驗(yàn)幾乎都要做,企業(yè)的費(fèi)用不會低,比如進(jìn)行一次正碰的試驗(yàn)費(fèi)用為15萬,以此推算,加上側(cè)碰,以及各類定型試驗(yàn)和可靠性試驗(yàn),僅一個(gè)車型的費(fèi)用保守也在50萬以上。強(qiáng)制認(rèn)證試驗(yàn)項(xiàng)目多,審査周期長,會造成產(chǎn)品開發(fā)周期延長,增加企業(yè)經(jīng)濟(jì)負(fù)擔(dān)。在鼓勵技創(chuàng)新和實(shí)施強(qiáng)制標(biāo)準(zhǔn)上,也需要找一個(gè)平衡點(diǎn)。
電動汽車產(chǎn)業(yè)化和安全性是兩個(gè)博弈的對象,安全性肯定要以成本犧牲為代價(jià),而產(chǎn)業(yè)化又必須以成本為重要考慮,這兩者的矛盾,需要國家層面進(jìn)行疏導(dǎo),尊重規(guī)律,逐步達(dá)標(biāo),最終達(dá)到統(tǒng)一。
“采用鋰電池”為什么成為爭議點(diǎn)?
為方便說明問題,我們采用行業(yè)代表企業(yè)“御捷”的兩款主力車型做一個(gè)典型案例分析:
1) 260車型舒適版,整備質(zhì)量610kg,裝備5塊12v100AH免維護(hù)鉛酸電池,電機(jī)功率3kw。
2) 330車型勁暢板,整備質(zhì)量849kg,裝備6塊12v100AH免維護(hù)鉛酸電池,電機(jī)功率5kw。
更換鋰電系統(tǒng)后的成本變化及性能變化比較:
考慮到低速電動車的特性,采用成本低一點(diǎn)的動力電池,大約在1200-1500元/度(視為不同的廠家和材料而定)。類比物流車的動力電池標(biāo)準(zhǔn),低速車鋰電池成組后系統(tǒng)的比能量約85-95wh/kg左右。鉛酸電池12v100A約35kg/塊,比能量約34wh/kg。
企業(yè)典型車型產(chǎn)品鉛酸版及鋰電版對比表
企業(yè)典型車型產(chǎn)品鉛酸版及鋰電版對比表 | ||||
項(xiàng)目 | 260鉛酸版 | 260鋰電版 | 330鉛酸版 | 330鋰電版 |
電池組容量(wh) | 6000 | 6000 | 7200 | 7200 |
能量密度(wh/kg) | 34 | 85 | 34 | 85 |
電池系統(tǒng)總質(zhì)量(kg) | 176 | 70 | 212 | 85 |
整車整備質(zhì)量(kg) | 610 | 504 | 849 | 722 |
續(xù)行里程 | 整車重量減輕約15%,理論續(xù)行里程增加10-12%。相對330車型,大概10-15公里左右。 | |||
電池組成本(元) | 3400 | 7200-9000 | 4080 | 8640-10800 |
電池組循環(huán)壽命(實(shí)際工況) | 300 | 600 | 300 | 600 |
整車零售市場價(jià)格(估算) | 23000 | 32000 | 36800 | 47000 |
根據(jù)電動汽車網(wǎng)發(fā)布的《2016低速電動車行業(yè)消費(fèi)者消費(fèi)習(xí)慣調(diào)研報(bào)告》:目前低速電動車的市場仍然停留在三四線城市的城中村以及城鎮(zhèn)農(nóng)村區(qū)域,2到3萬的價(jià)格區(qū)間占市場主流。
更換鋰電池系統(tǒng)后,最便宜的260平臺車型的零售價(jià)格都要3萬以上了,超過了目前這部分客戶可以接受的價(jià)格范圍。其實(shí)隨著低速電動車的普及,客戶能接受的市場價(jià)格一直成上升趨勢,對鋰電的需求也剛剛有點(diǎn)點(diǎn)苗頭,理性解決目前這個(gè)問題的辦法有兩個(gè):
1) 給予鉛酸電池一段過渡周期,隨市場和產(chǎn)業(yè)化的發(fā)展,在適當(dāng)?shù)墓?jié)點(diǎn),予以切換。在過渡期,對生產(chǎn)企業(yè)回收電池做強(qiáng)制要求,并鼓勵企業(yè)用品質(zhì)過關(guān)的鋰電池進(jìn)行替代。
2) 既然是納入了政府管理范圍內(nèi)的新能源汽車產(chǎn)品,建議在規(guī)劃管理上同等對待,政策也給予一定的扶持。作為民生產(chǎn)品,可以考慮給一定的下鄉(xiāng)補(bǔ)貼,哪怕低一點(diǎn),也能幫助行業(yè)渡過這個(gè)時(shí)期。
行業(yè)企業(yè)如何面對這兩大爭議?
“安全性”和“鋰電”作為一個(gè)最終要達(dá)到的目標(biāo),即使這次能給出過渡期,行業(yè)企業(yè)仍需早做準(zhǔn)備:
1) 進(jìn)行安全的儲備,不能一味采用簡化版的傳統(tǒng)汽車車身結(jié)構(gòu),需要打造真正符合低速電動車特點(diǎn)及安全性的新的產(chǎn)品平臺;
2) 進(jìn)行鋰電產(chǎn)品的儲備,并有目的、有組織、有意識的往市場推出,引導(dǎo)市場需求,同時(shí)在這個(gè)過程中完成技術(shù)和可靠性的準(zhǔn)備;
3) 標(biāo)準(zhǔn)和管理規(guī)定的出臺,必將帶來客戶群體的巨大變化,如何重新定義產(chǎn)品,如何重新定義市場,是企業(yè)要及早規(guī)劃的戰(zhàn)略內(nèi)容;
4) “安全性”和“鋰電”帶來的產(chǎn)品上升,將使得低速電動車直面很多高速微型電動車的壓力,如何找到突破點(diǎn),建立相對優(yōu)勢,關(guān)乎生死存亡。
來源:第一電動網(wǎng)
作者:冰封之城
本文地址:http://www.medic-health.cn/kol/48432
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