一、《中國(guó)新(xīn)能(néng)源汽車(chē)大数据研究报告(2018)》指出:不同类别新(xīn)能(néng)源汽車(chē)运行故障各有(yǒu)侧重,但安全相关性和電(diàn)池一致性问题较為(wèi)突出(P022~P025)
新(xīn)能(néng)源汽車(chē)的安全运行关系重大,是我國(guó)新(xīn)能(néng)源汽車(chē)产业可(kě)持续发展的基础,新(xīn)能(néng)源汽車(chē)國(guó)家监测与管理(lǐ)平台的一项重要功能(néng)就是故障监测,即在車(chē)辆运行过程中,整車(chē)企业根据國(guó)家平台对监测项目的相关要求将其报警信息上传到平台,每一台运行車(chē)辆的相应故障情况会在平台上體(tǐ)现出来。
目前平台监测的故障项目共有(yǒu)20项,主要包括三方面内容,一是与重要部件相关的,如动力電(diàn)池的SOC跳变、一致性、車(chē)载储能(néng)装置電(diàn)压异常、极柱温度过高、電(diàn)机及電(diàn)机控制器温度异常等;二是与充電(diàn)相关,如充電(diàn)系统不匹配,SOC过高等;三是整車(chē)方面的故障,如DC-DC状态或温度报警、高压互锁报警、绝缘报警、制动系统报警等。通过故障信息收集与整理(lǐ),发现在运行统计期间(2017年4月至2018年3月),多(duō)发故障主要集中在14项——DC-DC状态报警、DC-DC温度报警、绝缘报警、高压互锁状态报警、車(chē)载储能(néng)装置类型欠压、車(chē)载储能(néng)装置类型过压、动力蓄電(diàn)池一致性差、单體(tǐ)電(diàn)池欠压报警、SOC跳变、電(diàn)池极柱高温、SOC低报警、SOC过高报警、可(kě)充電(diàn)储能(néng)系统不匹配、制动系统报警,这14项故障占故障总量的比例在各类車(chē)中均接近或超过90%,具有(yǒu)较显著的代表意义。
通过统计各类故障报警的累计次数,可(kě)以发现,纯電(diàn)动車(chē)和插電(diàn)式車(chē)故障各自相对集中且有(yǒu)所侧重,纯電(diàn)动汽車(chē)(乘用(yòng)車(chē)、客車(chē)、专用(yòng)車(chē))的故障多(duō)集中于電(diàn)池工作状态异常和汽車(chē)電(diàn)子系统故障,而插電(diàn)式車(chē)(乘用(yòng)車(chē)、客車(chē))的故障则多(duō)集中于与充電(diàn)相关的状态异常。
A、纯電(diàn)动汽車(chē)动力電(diàn)池和汽車(chē)電(diàn)子故障比例较高
纯電(diàn)动汽車(chē)动力電(diàn)池相关故障较多(duō)。纯電(diàn)动乘用(yòng)車(chē)、客車(chē)和专用(yòng)車(chē)在动力電(diàn)池相关故障方面(包括車(chē)载储能(néng)装置过压或欠压、单體(tǐ)欠压、一致性差、SOC跳变)故障占比总和分(fēn)别為(wèi)32%、38%、41%,问题较為(wèi)突出,值得引起重视。
纯電(diàn)动車(chē)汽車(chē)電(diàn)子相关故障比例较高。纯電(diàn)动汽車(chē)的汽車(chē)電(diàn)子相关故障(主要包括:DC-DC温度和状态异常、绝缘报警,以及高压互锁状态报警)较高,纯電(diàn)动乘用(yòng)車(chē)、客車(chē)、专用(yòng)車(chē)在上述几类故障的占比总和分(fēn)别為(wèi)57%、35%和55%,其中纯電(diàn)动乘用(yòng)車(chē)DC-DC状态和温度报警的比例更高,占据53%,纯電(diàn)动客車(chē)和纯電(diàn)动专用(yòng)車(chē)在高压互锁状态方面的报警更為(wèi)突出,分(fēn)别占32%和53%。上述故障与整車(chē)的電(diàn)控、整車(chē)電(diàn)子電(diàn)气、電(diàn)动附件(電(diàn)制动)更為(wèi)密切相关,也更关乎整車(chē)的安全性,值得加以关注。
B、插電(diàn)式汽車(chē)与充電(diàn)相关故障报警更集中,插電(diàn)式客車(chē)電(diàn)池故障也相对较高
插電(diàn)式汽車(chē)与充電(diàn)相关故障报警比例较多(duō)。插電(diàn)式汽車(chē)的故障率较多(duō)集中于与充電(diàn)相关的故障或提示,这些故障或提示包括:比如SOC低报警、SOC过高报警、可(kě)充電(diàn)储能(néng)系统不匹配。SOC低报警多(duō)发生于SOC低提示需要充電(diàn),SOC过高多(duō)為(wèi)充電(diàn)时过充造成,充電(diàn)系统不匹配则显著提示充電(diàn)系统有(yǒu)问题,插電(diàn)式乘用(yòng)車(chē)和插電(diàn)式客車(chē)与充電(diàn)相关的报警比例分(fēn)别為(wèi)81%和23%,较為(wèi)突出,插電(diàn)式乘用(yòng)車(chē)充電(diàn)系统匹配较好,报警数為(wèi)零。与充電(diàn)相关的主要故障集中于SOC过高或过低,这可(kě)能(néng)缘于使用(yòng)者可(kě)以使用(yòng)燃油继续行驶所以对带電(diàn)量过低时并不特别关注,这也提示设计者在電(diàn)池管理(lǐ)方面要考虑到用(yòng)户的这个使用(yòng)习惯。
插電(diàn)式客車(chē)電(diàn)池一致性相关故障较為(wèi)集中。插電(diàn)式客車(chē)除了在与充電(diàn)相关方面故障较多(duō)以外,電(diàn)池一致性方面的问题也相对较為(wèi)突出,比如車(chē)载储能(néng)装置欠压、車(chē)载储能(néng)装置过压、动力蓄電(diàn)池一致性差、SOC跳变、電(diàn)池极柱高温等故障相对高发,相关故障占比总和达到55%,说明虽然插電(diàn)式客車(chē)动力電(diàn)池容量相对纯電(diàn)动客車(chē)并不大,但電(diàn)池的一致性和電(diàn)池管理(lǐ)工作仍需加以重视。
二、《中國(guó)新(xīn)能(néng)源汽車(chē)大数据研究报告(2018)》指出:我國(guó)应建立多(duō)元化新(xīn)能(néng)源汽車(chē)应用(yòng)體(tǐ)系(P027~P028)
我國(guó)地域广阔、新(xīn)能(néng)源汽車(chē)应用(yòng)领域多(duō)样,是典型的多(duō)元化的应用(yòng)市场,应充分(fēn)评估各类应用(yòng)的需求,建立纯電(diàn)动汽車(chē)、插電(diàn)式汽車(chē)、燃料電(diàn)池汽車(chē)协调发展、互為(wèi)补充的多(duō)元化新(xīn)能(néng)源汽車(chē)应用(yòng)體(tǐ)系。尤其是面临2020年后补贴退出,成本可(kě)能(néng)会成為(wèi)新(xīn)能(néng)源汽車(chē)能(néng)否可(kě)持续发展的关键,面对是否需要纯電(diàn)动汽車(chē)不断增加续驶里程满足各类使用(yòng)需求值得深入探讨:提升续驶里程势必要增加電(diàn)池容量,成本增加,同时也会带来整車(chē)整备质量的提高,車(chē)辆经济性下降以及全生命周期碳排放的增加。另外根据平台数据的统计,電(diàn)池容量越大,其实际续驶里程较标称里程差异率越大,以纯電(diàn)动乘用(yòng)車(chē)為(wèi)例,電(diàn)池容量在20kWh以下和40kWh以上的差异率分(fēn)别為(wèi)19%和30%,差距较大,因此现有(yǒu)電(diàn)池體(tǐ)系下一味追求纯電(diàn)动汽車(chē)的续驶里程增加并不科(kē)學(xué)。
平台数据统计,当前纯電(diàn)动乘用(yòng)車(chē)的日均行驶里程20公里左右,200~250公里的续驶里程的纯電(diàn)动乘用(yòng)車(chē)只需一周或更長(cháng)时间充一次電(diàn)即可(kě),即使按照普通燃油車(chē)日均行驶里程40公里左右,一周充两次電(diàn)也可(kě)以解决,在車(chē)桩比合理(lǐ)的范围内,使用(yòng)的便捷度并不受影响。因此建议一方面加大研发下一代電(diàn)池高比能(néng)量電(diàn)池,另一方面在现有(yǒu)成熟電(diàn)池體(tǐ)系前提下,建立更适合中國(guó)國(guó)情的以纯電(diàn)驱动為(wèi)特征的多(duō)元化绿色交通體(tǐ)系。比如為(wèi)以通勤為(wèi)主的用(yòng)户提供续驶里程200-300公里的纯電(diàn)动車(chē),為(wèi)通勤為(wèi)主少量長(cháng)途出行的用(yòng)户提供插電(diàn)式乘用(yòng)車(chē),随着燃料電(diàn)池汽車(chē)的发展,為(wèi)以長(cháng)途出行為(wèi)主的用(yòng)户提供燃料電(diàn)池汽車(chē),互為(wèi)补充,协调发展。
三、《中國(guó)新(xīn)能(néng)源汽車(chē)大数据研究报告(2018)》指出:纯電(diàn)动乘用(yòng)車(chē)以三元材料动力電(diàn)池為(wèi)主,A0级及以上車(chē)型以方形动力電(diàn)池為(wèi)主(P033-P034)
纯電(diàn)动乘用(yòng)車(chē)以三元材料动力電(diàn)池為(wèi)主。纯電(diàn)动乘用(yòng)車(chē)中三元材料动力電(diàn)池車(chē)辆数量占比77%,三元材料动力電(diàn)池中方形、软包和圆柱三分(fēn)天下,不同外形的动力電(diàn)池企业皆在快速涉足三元材料动力電(diàn)池领域,三元方形占比约40%,三元圆柱动力電(diàn)池从18650逐步向21700升级;纯電(diàn)动乘用(yòng)車(chē)22%的接入車(chē)辆采用(yòng)磷酸铁锂动力電(diàn)池,磷酸铁锂電(diàn)池90%以上為(wèi)方形铝壳或钢壳,以比亚迪、國(guó)轩、宁德时代等大企业為(wèi)主,其中一小(xiǎo)部分(fēn)从事大型圆柱动力電(diàn)池企业推出了長(cháng)寿命的磷酸铁锂圆柱電(diàn)池用(yòng)于纯電(diàn)动乘用(yòng)車(chē);纯電(diàn)动乘用(yòng)車(chē)中锰酸锂占比较低,且主要以方形為(wèi)主。
A0级及以上乘用(yòng)車(chē)以方形动力電(diàn)池為(wèi)主。纯電(diàn)动乘用(yòng)車(chē)中A00级采用(yòng)三元材料圆柱和软包动力電(diàn)池為(wèi)主,A00级車(chē)型由于结构紧凑、空间小(xiǎo),方形动力電(diàn)池的Pack可(kě)塑性低于软包和圆柱,所以A00级車(chē)型中方壳電(diàn)池包占比相对较小(xiǎo),当然電(diàn)池包的售价也是一个非常重要的因素,A0级車(chē)型采用(yòng)三元方形為(wèi)主,A级車(chē)型以三元材料和磷酸铁锂方形动力電(diàn)池為(wèi)主;SUV車(chē)型采用(yòng)三元方形和三元圆柱动力電(diàn)池為(wèi)主;B级車(chē)中三元材料和磷酸铁锂各占一半,以方形電(diàn)池為(wèi)主;MPV以磷酸铁锂和锰酸锂方形電(diàn)池為(wèi)主;其他(tā)車(chē)型主要為(wèi)微面,采用(yòng)锰酸锂和三元材料方形電(diàn)池;C级車(chē)90%以上為(wèi)磷酸铁锂方形动力電(diàn)池。
纯電(diàn)动乘用(yòng)車(chē)主要采用(yòng)永磁同步電(diàn)机和交流异步電(diàn)机。纯電(diàn)动乘用(yòng)車(chē)用(yòng)電(diàn)机以永磁同步電(diàn)机和交流异步電(diàn)机為(wèi)主,装配永磁同步電(diàn)机的車(chē)辆占69%,主要用(yòng)于A00级和A0级車(chē)型,用(yòng)于私家車(chē)和租赁車(chē)领域,永磁同步電(diàn)机體(tǐ)积小(xiǎo)、比功率及效率高,符合新(xīn)能(néng)源汽車(chē)对電(diàn)机系统的迷你化、轻量化、节能(néng)化的趋势要求;交流异步電(diàn)机使用(yòng)占比30%,以A00级、A0级車(chē)型為(wèi)主,主要用(yòng)于私家車(chē)和租赁車(chē)领域;外励磁同步電(diàn)机主要用(yòng)于A级出租車(chē)领域。
四、《中國(guó)新(xīn)能(néng)源汽車(chē)大数据研究报告(2018)》指出:纯電(diàn)动客車(chē)百公里耗電(diàn)量与整車(chē)总质量相关度高(P085-P086)
纯電(diàn)动客車(chē)百公里耗電(diàn)量与整車(chē)总质量相关度高。區(qū)分(fēn)不同整車(chē)总质量,其百公里電(diàn)耗呈现较大的梯次变化,相关度非常高。以公交車(chē)為(wèi)例,整車(chē)总质量>14吨时百公里耗電(diàn)量為(wèi)82.01kWh/百公里,3吨<总质量≤6吨时百公里耗電(diàn)量為(wèi)29.51kWh/百公里。而同等质量水平上的纯電(diàn)动客車(chē),用(yòng)途不同,百公里耗電(diàn)量差别并不大,以10吨<总质量≤14吨為(wèi)例,公交車(chē)百公里耗電(diàn)量為(wèi)60.88kWh/百公里,公路客車(chē)百公里耗電(diàn)量為(wèi)56.67kWh/百公里,旅游客車(chē)百公里耗電(diàn)量為(wèi)60.68kWh/百公里,通勤車(chē)百公里耗電(diàn)量為(wèi)62.14kWh/百公里。由此可(kě)以看出,纯電(diàn)动客車(chē)的整車(chē)轻量化工作对于整車(chē)经济性是非常重要的。
纯電(diàn)动客車(chē)夏冬季耗電(diàn)量达區(qū)间峰值。纯電(diàn)动客車(chē)百公里耗電(diàn)量随季节并不呈现很(hěn)大的变动幅度,但夏季和冬季耗電(diàn)量仍可(kě)见區(qū)间峰值。以总质量>14吨的纯電(diàn)动汽車(chē)最為(wèi)明显,7月份百公里耗電(diàn)量為(wèi)84.27kWh/百公里,1月份百公里耗電(diàn)量為(wèi)86.28kWh/百公里,这正是全年气温极高和极低的两个月,此期间纯電(diàn)动客車(chē)需要更多(duō)开启空调行驶。
五、《中國(guó)新(xīn)能(néng)源汽車(chē)大数据研究报告(2018)》指出:北京市為(wèi)國(guó)内新(xīn)能(néng)源乘用(yòng)車(chē)推广量最大的市场(P128-P129)
从全國(guó)新(xīn)能(néng)源乘用(yòng)車(chē)接入量排名统计来看,排名Top20城市合计接入量為(wèi)47.09万辆,占总接入量的76%。其中北京市接入量最多(duō),达9.95万辆,占全國(guó)总接入量的16.0%,接下来是上海市、天津、深圳和杭州,接入量分(fēn)别為(wèi)4.84万辆、3.59万辆、3.41万辆和2.79万辆,Top5城市合计接入量占总量的39.55%。
新(xīn)能(néng)源客車(chē)接入量北京居首。从全國(guó)新(xīn)能(néng)源客車(chē)接入量排名统计来看,排名Top20城市合计接入量為(wèi)54554辆,占总接入量的39.15%。其中接入量最多(duō)的城市為(wèi)北京市,达到13116辆,占全國(guó)总接入量的9.41%,接下来依次為(wèi)上海市、深圳市、長(cháng)沙市和广州市,接入量分(fēn)别為(wèi)4963辆、4942辆、3924辆、3249辆,Top5城市合计接入量占总量的21.67%。
深圳市為(wèi)國(guó)内新(xīn)能(néng)源专用(yòng)車(chē)推广量最高市场。从全國(guó)新(xīn)能(néng)源专用(yòng)車(chē)接入量排名统计来看,排名Top20城市合计接入量為(wèi)11.81万辆,占总接入量的81.5%。其中接入量最多(duō)的城市為(wèi)深圳市,达2.68万辆,占全國(guó)总接入量的18.5%,其次分(fēn)别是北京市、天津市、西安市和成都市,接入量分(fēn)别為(wèi)1.26万辆、1.01万辆、0.96万辆和0.80万辆,Top5城市合计接入量占总量的46.3%。
以上為(wèi)《中國(guó)新(xīn)能(néng)源汽車(chē)大数据研究报告(2018)》的部分(fēn)精彩观点,同时本书还涉及到新(xīn)能(néng)源乘用(yòng)車(chē)、新(xīn)能(néng)源客車(chē)和新(xīn)能(néng)源专用(yòng)車(chē)方面的其他(tā)观点,此类观点皆是依据新(xīn)能(néng)源汽車(chē)國(guó)家监测与管理(lǐ)平台百万级的实时监测数据,采用(yòng)大数据统计的方法分(fēn)析得到,具有(yǒu)较高的科(kē)學(xué)性和权威性,相信此书的出版对于汽車(chē)行业的研究将起到巨大的推动作用(yòng)。