低速電動車轉正之路該如何走?首當其沖的標準成為行業近期最熱點,主要爭議點集中在:“安全性不降低”和“采用鋰電池”兩項內容上。本文為大家詳細解讀這兩大爭議點究竟包含哪些內容?涉及哪些標準?又會給行業帶來什么影響?
從第一次標準工作會議開始,“安全性不降低”即被列為標準制定的第一大原則。對低速電動車來講,“安全性”涉及內容包括:一般性安全事項、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,大部分企業和低速車產品都可以做到,典型舉例如下:
1)充電安全:車輛應具有過充保護功能。當車輛被物理連接到外部電源進行充電時,應不能通過自身的驅動系統移動;
2)低速提示音及超速報警和限速功能:車輛起步且車速低于20km/h時,應能給車外人員發出適當的提示性聲響。當行駛速度超過65km/h時,能通過視覺或聲覺信號報警;
3)視野性能及間接視野裝置:車輛的前風窗玻璃應裝備刮水器,刮刷面積應確保駕駛人具有良好的前方視野。車輛應在左右至少各設置一面后視鏡,和一只內后視鏡;
4)車輛側傾安全等。
2. 碰撞安全,按照低速電動車標準指定部門協商的內容來看,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進行正面碰撞試驗,碰撞結果滿足GB/T 31498 和GB11551的規定;
2)車輛按照GB/T31498進行側面側碰,碰撞結果滿足GBT31498和GB20071的規定。
碰撞安全標準及要求對比簡述
標準名稱
規定內容(“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,防觸電保護等:規定安全電壓、電能、物理防護絕緣電阻等。
2.電解液泄露要求:碰撞試驗后30分鐘內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;乘客艙內部REESS,應保持安全位置。
4.碰撞30分鐘內,REESS不爆炸起火。
GB11551汽車正面碰撞的乘員保護
1.規定正碰和側碰之后,假人頭部、頸部、盆骨等部位的的受傷害指標范圍。
2.相關方便乘員撤離的規定,比如碰撞中車門不得開啟,前門的鎖止系統不得發生鎖止等等。
GB20071汽車側面碰撞的乘員保護
3.車輛電安全規定,包括整車和動力電池系統的相關電安全標準。
車輛電安全符合GBT 18384 規定。動力電池系統,如果采用鉛酸電池,標準相對簡單,《QC_T 742-2006 電動汽車用鉛酸蓄電池》,采用鋰電池系統則應符合以下標注:
1) 循環壽命應符合GB/T 31484的要求;
2) 安全應符合GB/T 31485和GB/T 31467.3的要求;
3)電性能應符合GB/T 31486、GB/T 31467.2的要求。

研究周報 | 詳解低速電動車標準中“安全性”“鋰電”與產業化的博弈, 企業需未雨綢繆
序號
新標準
內容及目的
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GB/T 18384.1
整車電安全要求內容: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GB/T 18384.2
針對整車提出了操作過程、故障防護、用戶手冊、緊急響應等方面的安全要求。
第3部分:人員觸電防護GB/T 18384.3
主要內容為如何防護人員觸電危害,比如模擬涉水等。
電動汽車動力電池單體及模塊的相關標準
GB/T 31484電動汽車用動力蓄電池循環壽命要求及試驗方法
主要考核動力電池單體、模組和系統的循環壽命指標。典型如室溫放電容量、標準循環壽命、工況循環壽命等標定。
GB/T 31485電動汽車用動力蓄電池安全要求及試驗方法
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能的安全(燃燒、爆炸等)的規范。比如海水浸泡、模組跌落、針刺試驗等。
GB/T 31486電動汽車用動力蓄電池電性能要求及試驗方法
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的規定。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:高能量應用測試規程
上面標準針對單體模組,這里主要針對動力電池系統,包含了電池+冷卻/加熱組件+高壓組件+低壓組件+結構件+電池管理系統等的規定。
GB/T 31467.3電動汽車用鋰離子動力蓄電池包和系統:安全性要求與測試方法
本標準則主要針對動力電池包和動力電池系統的完整的化學能防護規范。 典型測試如振動、跌落、碰撞、擠壓、海水浸泡、濕熱循環、高海拔等。
4. 以下為標準會議給出的低速電動車定型試驗及依據,涵蓋了M1類純電動乘用車強檢項目(CV+EV):
檢驗項目
依據
檢驗項目
依據
前照燈配光性能
GB4599-2007
機動車安全運行強制性項目
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
轉向信號燈配光性能
GB17509-2008
電動汽車用電機及其控制器
GB/T 18488.1-2006
GB/T 18488.2-2006
機動車喇叭裝車特性
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
GB21670-2008
汽車轉向系統
GB17675-1999
電動車輛的電磁場輻射強度
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志
GB/T 4094.2-2005
汽車標記
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,制定出來的標準幾乎涵蓋了M1類純電動乘用車的所有標準,甚至列出了《電動車輛的電磁場輻射強度GB/T 18387—2008》的要求。這種標準要求下的低速電動車和現有的純電動乘用車相比,除了電池容量少一點,電機功率小一點(要做的測試都一樣)以外,所對應的標準幾乎是完全相同的,不同主要在于制動性能方面的標準《乘用車制動系統技術要求及試驗方法動 GB21670》里相關試驗的速度設定不一樣了。基本可以得出兩個結論:
1)按照這個要求,“升級一批、規范一批、淘汰一批”的批示,確實已經演變成了“升級一批、淘汰一批”,因為中間的“規范一批”已經沒有存在的技術道理了。
2)標準趕在3月份兩會前發布出來理論上可行,因為絕大部分的標準和試驗規范都是乘用車現成的,只要定下低速車的尺寸、重量、速度等指標就完成了任務。
“安全性不降低”為什么成為爭議點?
低速電動車相對于傳統車來講,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汽車低,甚至某些方面要更困難。
表1低速電動車與傳統汽車安全難點對照表(整車)
對比項
低速電動車
傳統汽車
備注
車身
結構
傳統車身結構+上幾百公斤的動力電池
整體式車身結構
車體加上電池后,整體強度變差
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
碰撞吸能區不足,安全難度更大
前倉
布置
前驅前倉布置電機和傳統系,不少廠家前倉布置動力電池
前置前驅基本發動機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
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等
座椅下部地板為整體式加強結構,利于座椅安全
整體結構強度減弱,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
用于穩定件備胎的放置
減低了此處整體結構強度
碰撞
安全
碰撞時要照顧動力電池和眾多電氣件安全
經過長時間的檢驗,碰撞安全已經基本得到保障
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品,采用的是傳統汽車結構的車身,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,影響了整體結構安全。因此,對于新生的低速電動車行業來講,要整車達到汽車安全性的要求,必定需要給出周期,在產業化的過程中,來逐步進行新平臺的開發和整車結構的重新設計。
2. 低速電動車安全性是一個系統工程,除了整車外,還需要對各系統的匹配性能方面進行安全性的匹配設計,這樣,低速電動車的安全性能才能有更好的體現。但是在產業化的過程中,由于行業產生時間短,目前產量相對很小,絕對數字也不大,供應商體系也都在同步的發展過程之中。理性來看,產業也必然存在一個發展的周期,上下游企業都需要在產業化中靠市場來的足夠資金,來支撐核心部件的開發和實驗驗證。
3. 鋰離子動力電池遭受嚴重撞擊和變形時,容易發生短路、起火、爆炸等情況,這是整個電動汽車行業的難題,在進行產業化的時候,也要考慮到動力電池安全性能和產業化之間的平衡。
4. 乘用車的碰撞試驗、定型試驗、包括可靠性試驗幾乎都要做,企業的費用不會低,比如進行一次正碰的試驗費用為15萬,以此推算,加上側碰,以及各類定型試驗和可靠性試驗,僅一個車型的費用保守也在50萬以上。強制認證試驗項目多,審査周期長,會造成產品開發周期延長,增加企業經濟負擔。在鼓勵技創新和實施強制標準上,也需要找一個平衡點。
電動汽車產業化和安全性是兩個博弈的對象,安全性肯定要以成本犧牲為代價,而產業化又必須以成本為重要考慮,這兩者的矛盾,需要國家層面進行疏導,尊重規律,逐步達標,最終達到統一。
“采用鋰電池”為什么成為爭議點?
為方便說明問題,我們采用行業代表企業“御捷”的兩款主力車型做一個典型案例分析:
1) 260車型舒適版,整備質量610kg,裝備5塊12v100AH免維護鉛酸電池,電機功率3kw。
2) 330車型勁暢板,整備質量849kg,裝備6塊12v100AH免維護鉛酸電池,電機功率5kw。
更換鋰電系統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準,低速車鋰電池成組后系統的比能量約85-95wh/kg左右。鉛酸電池12v100A約35kg/塊,比能量約34wh/kg。
企業典型車型產品鉛酸版及鋰電版對比表
企業典型車型產品鉛酸版及鋰電版對比表
項目
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
電池系統總質量(kg)
176
70
212
85
整車整備質量(kg)
610
504
849
722
續行里程
整車重量減輕約15%,理論續行里程增加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
電池組循環壽命(實際工況)
300
600
300
600
整車零售市場價格(估算)
23000
32000
36800
47000
根據電動汽車網發布的《2016低速電動車行業消費者消費習慣調研報告》: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農村區域,2到3萬的價格區間占市場主流。
研究周報 | 詳解低速電動車標準中“安全性”“鋰電”與產業化的博弈, 企業需未雨綢繆
更換鋰電池系統后,最便宜的260平臺車型的零售價格都要3萬以上了,超過了目前這部分客戶可以接受的價格范圍。其實隨著低速電動車的普及,客戶能接受的市場價格一直成上升趨勢,對鋰電的需求也剛剛有點點苗頭,理性解決目前這個問題的辦法有兩個:
1) 給予鉛酸電池一段過渡周期,隨市場和產業化的發展,在適當的節點,予以切換。在過渡期,對生產企業回收電池做強制要求,并鼓勵企業用品質過關的鋰電池進行替代。
2) 既然是納入了政府管理范圍內的新能源汽車產品,建議在規劃管理上同等對待,政策也給予一定的扶持。作為民生產品,可以考慮給一定的下鄉補貼,哪怕低一點,也能幫助行業渡過這個時期。
行業企業如何面對這兩大爭議?
“安全性”和“鋰電”作為一個最終要達到的目標,即使這次能給出過渡期,行業企業仍需早做準備:
1) 進行安全的儲備,不能一味采用簡化版的傳統汽車車身結構,需要打造真正符合低速電動車特點及安全性的新的產品平臺;
2) 進行鋰電產品的儲備,并有目的、有組織、有意識的往市場推出,引導市場需求,同時在這個過程中完成技術和可靠性的準備;
3) 標準和管理規定的出臺,必將帶來客戶群體的巨大變化,如何重新定義產品,如何重新定義市場,是企業要及早規劃的戰略內容;
4) “安全性”和“鋰電”帶來的產品上升,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,建立相對優勢,關乎生死存亡。