国内外电动汽车测试评价技术发展现状及趋势

国内外电动汽车测试评价技术发展现状及趋势

2011-5-10

电动汽车测试评价一直是电动汽车技术开发和产业化过程中的研究重点。美国、欧洲、日本等在推动本国电动汽车研发的同时，也不断地提高电动汽车测试评价技术来推动电动汽车技术进步、示范推广和产业发展。我国电动汽车的测试评价技术在科技部“十五”和“十一五”科技计划的支持下，通过各参与单位的积极努力，在标准和技术规范方面取得了显著的成绩，并完成了多个专项测试基地的建设。

国外电动汽车测试评价

1.美国电动汽车测试评价

（1）美国先进车辆测试项目

在美国，为了建立起电动汽车等先进车辆技术研发与产业化的桥梁，在美国能源部（Department Of Energy，以下简称DOE）自由车辆技术项目（Freedom CAR and Vehicle Technologies Program）的支持下，开展了先进车辆测试）项目（Advanced Vehicle Testing Activity，简称AVTA），旨在提供国家级、综合性、公正的先进车辆技术测试评价服务，该项目是美国国内最主要的由国家主导的测试评价活动，包括进行轻型车、先进动力总成、蓄电池及充电基础设施的测试评价。AVTA建立了电动汽车比较完整的测试评价体系与规程，包括基准测试（Baseline performance testing）、快速可靠性测试（Accelerated reliability testing）及车队运行测试（Fleet testing）。美国通过AVTA项目的开展，完善测试评价能力建设，建立相关的测试评价技术规范，推动电动汽车相关标准的制定；为企业进行产品开发提供试验技术支持，从而加速电动汽车的商品化、产业化；为购买电动汽车的企业及个人提供真实的电动汽车性能从而使他们做出科学的购买决定；同时也为政府制定政策推动电动汽车的发展提供了依据。

（2）SAE电动车辆技术标准

美国机动工程师协会（SAE）从1990年发布第一项关于电磁辐射规定的标准以来，已发布了各类电动车辆技术标准51项，内容包括各类电动车辆的术语和安全技术要求，整车动力性、经济性和排放、电磁场强度等的试验、测量方法，蓄电池和蓄电池模块的各种试验规程及对电动车辆用的高压电缆、线束与元器件、连接件的技术要求和试验方法。2001年成立的“SAE燃料电池标准委员会”，已经发布了对氢燃料的质量要求、氢燃料电池系统的性能试验和回收、氢燃料加注连接装置等方面的7个标准。随着电动汽车技术的不断进步及各种新型式的电动汽车（如增程式电动汽车、插电式混合动力电动汽车）的出现，SAE也在不断修订与完善其标准体系，如SAE J 1711《轻型混合动力汽车排放和能量消耗量试验方法》。

2.欧洲电动汽车测试评价

欧洲从事电动汽车标准化工作的区域性组织主要有：欧洲标准化委员会（CEN）、欧洲电工标准化委员会（CENELEC），联合国欧洲经济委员会（ECE）等。CEN/TC301成立于1992年，其主要工作范围是负责纯电动汽车和混合动力汽车领域的标准化工作，主要解决这两类车辆上路行驶所需的标准问题。1995年CEN/TC301发布了电动汽车制动的建议，提出了再生制动系统的不同设计方案，以后所编制的各项标准主要包括车辆结构安全要求和故障及触电的防护，车辆性能的测量（车速、加速性能、爬坡性能、能耗及续驶里程、混合动力车的排放等），车辆电源方面的要求（充电站、车载充电器噪声等）。

3.日本电动汽车测试评价

日本以日本电动汽车协会（JEVA）为主开展电动车辆标准化工作，所制定的电动车辆标准（JEVS）比较系统完整，内容涉及电动车辆本身、试验方法、电机/控制器、蓄电池和充电系统等。目前已发布的电动汽车标准包括整车13项、电机及控制器2项、蓄电池7项、充电机5项。JEVA正在开展以下两方面工

作：首先是电动车辆及其零部件能效的评价方法，其中包括充电器的能效评价及术语等；另一方面则是混合动力车辆的能效评价方法。

国内电动汽车测试评价

1.国内电动汽车测试评价技术及标准

根据行业发展的需要，科技部从“十五”开始，通过电动汽车重大项目对电动汽车测试评价方法进行了持续支持，推动了我国电动汽车相关测试评价技术的进步。目前在电动汽车整车及关键零部件通用性、安全性、互换性、技术条件及试验方法等标准方面，已经发布的电动汽车标准项目42项（含电动摩托车6项），其中国家标准35项，汽车行业标准7项。标准按照技术路线分包括纯电动汽车11项，混合动力汽车6项，燃料电池汽车4项，电动摩托车6项，动力蓄电池8项，电机及控制器2项，能源供给和充电相关5项。除以上发布的标准外，目前已通过标委会审查、正在报批等待发布的标准12项（修订标准1项，新制定标准11项）；正在规划过程中，行业急需制修订的项目有40余项，主要包括低速电动汽车、电动汽车安全要求（修订）、混合动力汽车排放与能耗（制定和修订）、混合动力系统总成、QC/T 741-744动力蓄电池标准的修订（或转化为国标）、动力蓄电池系统级别的系列标准（性能、安全性、可靠性等）、动力蓄电池回收利用、蓄电池快速更换、蓄电池加速寿命考核、电动汽车发电机、充电设施标准、燃料电池汽车配套设施、驱动电机标准的国际化等。

（1）电动汽车整车测试评价技术

作为国家“十五”863计划电动汽车重大专项重要组成部分，由中国汽车工程研究院等单位在“十五”期间承担的“电动汽车检测试验技术研究”课题之“电动汽车整车运行检测实验研究”开展对电动汽车整车道路运行工况的研究工作，实际测量汕头、广州、武汉、北京、上海、重庆等典型城市的电动汽车整车道路运行工况并制定出可用于指导电动汽车动力性、经济性以及排放性能等研究开发和模拟试验用的“电动汽车整车

道路运行工况”，并制定出以汕头南澳岛环岛公路和沙石泥土路为基础、能够反映电动汽车在我国典型城市实际运行道路状况的“电动汽车整车运行道路可靠性考核试验用载荷谱、典型路段及其里程分配”。通过对

电动汽车整车运行性能（动力性、经济性以及安全性等）检测试验技术、检测试验方法、检测试验标准、

检测试验规程的研究，研究开发或配置电动汽车整车运行性能检测试验所需的检测试验设备仪器。

（2）动力蓄电池测试评价

“十五”期间，在科技部电动汽车重大项目的支持下，我国开展了混合电动汽车、燃料电池汽车和纯电

动汽车用先进动力蓄电池的研制及测试评估技术的研究工作。期间科技部采取了一系列新的举措，极大地

推动了我国动力蓄电池技术及测试评估技术的快速进步，特别是在实用化方面的进步，主要集中在动力蓄

电池单体电池的综合性能和模块的部分电性能方面。通过国家“十五”电动汽车重大项目的实施，制定了《电动汽车用锂离子蓄电池》、《电动汽车用金属氢化物镍蓄电池》、《车用超级电容器》、《电动汽车用铅

酸蓄电池》四项标准并成为中华人民共和国汽车行业标准（QC/T743-2006《电动汽车用锂离子蓄电池》，QC/T744-2006《电动汽车用金属氢化物镍蓄电池》，QC/T741-2006《车用超级电容器》，QC/T742-2006《电动汽车用铅酸蓄电池》）；制定了《2003-2005EV/HEV车用金属氢化物镍蓄电池》、《2003-2005 EV/HEV 车用锂离子蓄电池测试规范》等测试评价技术规范。“十一五”期间，在国家863电动汽车重大项目的支持下，我国对先进动力蓄电池测试评估技术开展了进一步的研究，由中国北方车辆研究所承担的863课题“大容量车用动力电池模块共性测试技术研究”和由中国电子科技集团公司第十八研究所承担的“小容量车用动

力蓄电池模块共性测试技术研究”，开展了动力蓄电池模块的测试评估研究工作，由中国电子科技集团公司第十八研究所承担的“动力蓄电池关键材料测试技术研究”课题对动力蓄电池用正负极关键材料的物理特性、化学特性、温度特性等的表征和测试评价技术进行了研究。目前电动汽车行业已有的蓄电池（包括超级电

容器）的标准有8项，已通过标委会审查、正在报批等待发布的有1项。近年来我国动力蓄电池的测试评价技术朝着蓄电池模块与系统的动态使用性能、工况循环寿命与使用寿命、使用寿命快速测试评价技术等

方向发展，现已完成国家标准《电动汽车用动力蓄电池的循环性能要求》征求意见稿的制定。

（3）驱动电机测试评价

“十一五”期间，由北京理工大学承担的课题“车用驱动电机系统检测技术和快速评价方法研究”，围绕车用驱动电机关键技术，进行了驱动电机系统故障模式和失效模式分析，可靠性、耐久性台架试验方法和快速评价方法研究，以及驱动电机系统动态特性测试及标定方法、能量回馈考核方法、噪声测试技术、综合性能评价方法的研究等。近年来我国电机的测试评价技术朝着可靠性、耐久性、动态特性、噪声、环境适应性等综合性能的方向发展，目前已有3项电机标准发布，其中《电动汽车用电机及其控制器第1部分：技术条件》与《电动汽车用电机及其控制器第2部分：试验方法》2项国家标准现正在进行修订。

（4）燃料电池测试评价

“十五”期间，同济大学和清华大学就进行燃料电池汽车及燃料电池发动机测试技术的研究，形成了863系列测试规范，为燃料电池汽车相关标准的制定奠定了基础。“十一五”期间，由同济大学承担的“轿车用燃料电池发动机检测技术和快速评价方法研究”和由清华大学承担的“客车用燃料电池发动机检测技术和快速评价方法研究”分别进行了轿车和客车燃料电池发动机检测技术和快速评价方法的研究。由中国科学院大连化学物理研究所承担的“燃料电池关键材料及部件检测和环境适应性研究”项目，对质子交换膜燃料电池关键材料及核心部件测试评价平台、测试方法以及耐久性快速评价方法进行了研究。由中国汽车技术研究中心承担的“燃料电池汽车安全性能试验研究与检测评价”项目，研究了燃料电池汽车安全保障技术、技术标准要求以及安全评价体系，燃料电池汽车的碰撞安全性及测试方法，以及氢气泄漏检测技术、高压氢气罐安全性及测试方法、燃料电池堆的安全测试方法等。目前国内电动汽车行业已有4项燃料电池测试标准，已通过标委会审查、正在报批等待发布的有3项。

（5）电动汽车附件测试评价

“十五”863课题“电动汽车检测试验技术研究”中的“电动汽车整车运行检测实验研究”项目，开展对电动汽车用充电机检测试验技术的研究工作，研究开发可以对车载充电机、地面充电机以及感应式充电机的电气特性进行检测试验以及结合动力蓄电池模块检测试验系统对充电机的整体性能作出检测试验评价的充电机自动检测装置。在“十五”期间，“电动汽车整车运行检测实验研究”项目还进行了电动汽车在危险工况下的动力系统及整车安全性能检测试验技术研究，开展对电动汽车在危险工况下的整车运行参数、动力系统的电参数（电流、电压以及绝缘电阻）、动力蓄电池的电压和温度、电解液泄漏量、充电时所排氢气浓度以及电动汽车整车安全性等方面的试验检测技术的研究工作，并进行了电动汽车车载和地面高压绝缘短路安全检测试验技术研究，开展对电动汽车整车、动力蓄电池模块、电机驱动系统、电机以及车载充电机等绝缘短路试验检测技术的研究工作，研究开发出可进行电动汽车高压、绝缘、短路检测试验的地面静态检测试验装置和车载动态检测试验装置。

（6）电动汽车充电装备测试评价

在充电装备标准制定方面，2010年1月，国家标准委员会发布了《电动汽车充电站的通用要求》。另外地方政府和各能源集团都积极开展了电动汽车充电设施的标准制定工作，如深圳、上海、江苏等地纷纷制定了各自充电站的地方标准；2010年7月份，北京市政府也出台了北京首部电动汽车充电站标准。国家电网和南方电网根据各自实际情况制定了电动汽车充电方面的相关标准。目前制定的标准大多数仅限于充电设备的性能要求，而对于充电设备的测试在国内外尚未形成统一的技术标准。以北京理工大学、北京交通大学、国家电网公司、中石化公司以及相应的充电设备生产和研发单位为主，根据电动汽车示范运行的需要，开展了相应的充电机等通用技术要求研究工作。目前，国内充电设备相应的检测方法尚未完善，相应的检测平台尚未建立。

2.我国电动汽车测试评价能力建设情况

（1）863蓄电池测试评价基地

“十五”期间，在科技部电动汽车重大项目的支持下，我国开展了混合电动汽车、燃料电池汽车和纯电动汽车用先进动力蓄电池的研制及测试评估技术的研究工作。“十五”期间，在科技部的大力支持下建立了中国电子科技集团公司第十八研究所与中国北方车辆研究所两个动力蓄电池测试基地，并在“十一五”期间通过863计划重大项目给予了继续的支持。

（2）863电机测试评价基地

“十五”和“十一五”期间，科技部还支持北京理工大学建成了863电机测试评价基地。该基地购置了电力测功机、蓄电池模拟器、环境试验系统等仪器设备，进行了相应的电机测试评价技术研究，开展了多项863电机开发成果和行业电机的测试评价和检测工作，为各种新能源车辆电机系统性能评价提供客观合理的测试平台，为国家科技规划部门提供公正一致的评价平台，提供了电动汽车电机基本的可靠性、耐久性和快速评价方法。

（3）863燃料电池测试评价基地

在“十五”863电动汽车重大专项实施过程中，同济大学和清华大学分别建立了燃料电池轿车和燃料电池城市客车用燃料电池发动机的检测基地，可以对燃料电池发动机的功率特性、效率特性、氢气利用率等特性进行测试。

（4）国家授权汽车检测机构电动汽车测试评价能力

国家汽车行业主管部门授权的汽车质量监督检验机构中，有电动汽车测试评价能力的包括国家轿车质量监督检验中心、国家汽车质量监督检验中心（长春）、国家汽车质量监督检验中心（襄樊）、国家汽车

质量监督检验中心（重庆）、国家客车质量监督检验中心、国家消防设备质量监督检验中心、国家工程机械质量监督检验中心等。

目前国内外针对电动汽车整车及关键零部件的测试评价开展了大量的研究工作，也制定了很多测试标准，但是在增程式电动汽车能量消耗、排放测试，以及电动汽车电磁兼容特性测试、整车噪声特性测试、蓄电池系统的寿命测试、电动商用车（M3/N3类）动力总成测试、增程器测试、燃料电池发动机测试、车载充电机测试等方面尚无明确的技术条件和测试规范，还有待完善或新增，以便更好地推进电动汽车产业的发展。