您好,欢迎光临质控样品网!质控样品一站式采购平台
商品分类

新能源汽车储供能产业计量发展探讨

质检总局以国质检量函【2017】95号文同意依托安徽省计量科学研究院筹建“国家新能源汽车储供能产品产业计量测试中心”。中心的主要任务是研究具有产业特点的量值传递技术和产业关键领域关键参数的测量、测试技术, 开发产业专用测量、测试装备, 研究服务新能源汽车储供能产品产业全溯源链、全寿命周期、全产业链并具有前瞻性的计量技术, 加强计量测试能力、计量科技创新能力和运行能力建设, 为新能源汽车储供能产品产业发展提供高技术、高质量的服务。

一、产业介绍

新能源汽车储供能产品是新能源汽车产业的核心组成部分, 主要有动力电池、电池管理系统和充电设备。新能源汽车储供能产品产业链包括新能源汽车储供能材料、产品、生产设备和质量保证设备, 涉及新能源汽车储供能产品的需求、规划、设计、生产、经销、运行、使用、维修保养直到回收再用等全生命周期。

动力电池是指在汽车上配置使用、能够储存电能并可再充电、为驱动汽车行驶提供能量的装置, 包括锂离子动力蓄电池、金属氢化物镍动力蓄电池和超级电容器等, 不包括铅酸类蓄电池。

电池管理系统是连接车载动力电池和电动汽车的重要纽带, 具有电池物理参数实时监测, 电池状态估计, 在线诊断与预警, 充、放电与预充控制, 均衡管理和热管理等功能。

充电设备是与电动汽车或动力电池相连接, 并为其提供电能的设备, 一般包括非车载充电机、车载充电机、交流充电桩等。

二、产业发展现状及计量需求分析

1. 产业发展现状

动力电池是新能源汽车的核心配套产品, 也是目前新能源汽车技术和成本上的最大瓶颈, 成本超过发动机的成本。近年来, 锂离子动力电池在我国新能源汽车动力电池中使用比例不断升高, 已经成为市场主流。动力电池研发新成果不断涌现, 中科院上海硅酸盐研究所发布消息称, 已研制出一种高性能超级电容器电极材料———氮掺杂有序介孔石墨烯。超级电容在电动车领域有着广阔的应用前景, 是未来电动车发展的重要方向之一, 而我国超级电容的生产和应用还处于起步阶段。质子交换膜燃料电池PEMFC (也叫氢燃料电池) , 以纯氢为燃料, 具备能量转换效率高、噪音低、无污染、寿命长、启动迅速、比功率大和输出功率可随时调整等性能优势。日系、宝马等氢燃料混合动力汽车已经量产, 我国尚处于研发应用初期。随着质子交换膜技术发展和成本的降低, 其必将成为新能源汽车的主流。

电池管理系统对电动汽车安全和能量的管理非常重要, 是解决电池一致性的关键, 是新能源汽车必备的重要零部件, 与汽车动力电池组共同构成电池系统。纵观全球电池管理系统市场, 以Denso、Preh为代表的传统汽车零部件厂商凭借在整车厂供应链中的重要地位, 已经抢占先机。电池厂商也不甘落后, LGC与通用、福特、沃尔沃等多家企业建立了合作关系, 为其提供动力电池组并配套电池管理系统。整车企业中, 特斯拉先进的电池管理系统技术正是其在市场上脱颖而出的重要因素。反而专业的电池管理系统厂商受制于技术和资金, 发展较为缓慢。

充电设备是新能源汽车大规模推广应用的基础。2016年, 仅国家电网公司、普天新能源、万帮公司、南方电网公司等4家企业就计划新建充电站2千多座, 公共充电桩接近9万个, 总投资金额达到132亿元。国家电网2016年加速推进高速公路快充网络和重点城市充电网络建设, 将会在已经建成京沪、京港澳、青银、沪蓉和宁沪杭环线, “两纵两横一环”城际快充网络的基础上, 建设“七纵四横两网格”高速公路快速充电网络。

新能源汽车储供能产业计量发展探讨
 

2. 产业计量测试需求分析

动力电池产品设计方案中包括结构设计实现的测试方法、导电液配比的测控方法、产品性能指标一致性控制测试监控方法、安全性保证措施有效性验证方法等;生产过程控制中主要计量测试需求是在线测试位移、几何尺寸、涂层均匀度、张力及电压、电流、功率、温湿度等参数;产品使用及回收过程中主要计量测试需求也是在线测试电压、电流、SOC\SOH、温度、安全性等关键参数。

电池管理系统产品设计方案中包括结构设计实现的测试方法、单体电池参数测控方法、产品性能指标一致性控制测试监控方法、SOC计算误差修约偏离测控方法、通信协议有效性监控方法、动力电池安全保护措施有效性验证等;生产过程中主要计量测试需求是在线校准电压、电流、功率、温湿度测试传感器等参数的一致性;产品使用及回收过程中主要计量测试需求也是在线测试电压、电流、SOC\SOH、温度等关键参数。

充电设备产品设计方案中包括结构设计实现的测试方法、输出电能可控能力的测控方法、产品性能指标一致性控制测试监控方法、输出电能计量精准度测控方法、通信协议有效性监控方法等;生产过程控制中主要计量测试需求是在线测试加工几何尺寸、插拔力、焊接温度、速度、电压和电流传感器及功率校准、温度测控、安规测试校准等;产品使用及回收过程中主要计量测试需求也是在线测试电压、电流和电能及计费精准度、温度和安全特性等关键参数。

3. 亟待解决的计量测试技术问题

随着储供能产业技术突飞猛进的发展, 产业计量测试技术滞后现象日趋严重, 首先大量的高精度进口仪器设备溯源困难;其次大量新型的自动化生产线上测控设备缺少在线校准的手段;三是现有的动力电池产品重要的性能指标检测准确度满足不了动力电池安全使用性能的要求, 如动力电池“容量SOC”、“寿命SOH”———所有检测设备和测试方法无法给出测量准确度, 需要研究出一个统一、精准的检测方法, 填补电池检测设备的计量测试空白。

另外, 目前我国动力电池生产企业的电池单体绝大多数采取分类筛选后组成模块, 而国际上先进生产企业 (如三星等) 不需分拣直接组块, 主要是电池单体生产出来一致性和国际同行业差距很大, 精密过程测控技术是提高产品质量和一致性的瓶颈。

此外, 传统计量技术很难满足快速增长的充电设备检定需求。按照现行规程要求测算, 每检定一个充电桩需要两人0.5小时, 仅合肥市就有4万个充电桩需要检定, 在如此庞大的数量面前完全靠人力和设备去实现很难完成, 通过互联网实现在线校准是必由之路。

三、产业计量发展思路

我院获得国家质检总局批筹成立国家新能源汽车储供能产品产业计量测试中心, 为储供能产品产业计量测试技术发展提供了一个很好的创新平台。首先, 我们立足于整合资源、合作共赢原则, 成立新能源汽车储供能产业计量测试联盟, 以达到如下预期目的:

1.整合社会资源, 联合建立实验室, 开展实验、研究工作以及某些特定专用计量测试标准建设, 实现全产业链的计量测试服务能力。

2.整合产业、高校科研机构的人才资源, 建立行业各类专业专家库, 培养学科带头人。

3.成立产业专题科研小组, 共同申报和完成产业内重点和难点攻关课题、测量装备研制及方法研究、关键共性技术领域计量科技创新能力研究、标准和技术规范编制等。同时制定产业化推广方案, 采取多种融资渠道, 实施谁投资谁受益的原则。

4. 以联盟名义进行产业推广, 提升整个产业影响, 带动整个产业的健康发展。

在此基础上, 产业计量测试中心将搭建5个服务平台:

(1) 计量技术研究平台:主要负责测试方法和技术的研究, 与企业联合承担产业关键性、基础性和共性技术问题的研究和攻关, 并引进吸收消化国家先进标准和方法, 紧跟该行业前沿, 实现产业科学和可持续发展。

(2) 检验检测平台:提升专项产品检测能力, 完善检测方法, 使其检测水平达到国家先进水平, 为企业提供优质的检验检测服务, 成为第三方公正、权威检验机构, 为安徽省及全国储供能生产企业提供技术保障服务。

(3) 性能评价平台:依托安徽省新能源汽车研究院, 整合相关科研院所、企业资源, 为企业提供产业性能评价服务, 为企业产品提供可靠的技术支撑。

(4) 人才评价平台:与高校、科研院所建立战略合作关系, 培养专业的检测人才队伍, 使中心不仅成为国内产业权威检测机构, 也是行业培训机构, 满足企业对人才知识升级的需求, 提升产业人力资源整体水平。

(5) 标准研究平台:设立安徽省产业标准科技信息网, 收集并发布新工艺、新技术、新材料等技术信息、科研成果和技术需求, 发布行业动态、国际贸易、标准政策、科学管理等各类信息, 协助企业更好地进行各类生产经营活动。

联系我们

联系我们

0769-3362 8863

在线咨询:点击这里给我发消息

邮件:954917176@qq.com

手机:17051179347

工作时间:周一至周六,8:30-17:30,节假日休息

关注微信
关注微信
分享本页
返回顶部