姜兆婷

上海機動車檢測中心新能源機動車檢測技術(shù)研究所

上海地方標(biāo)準(zhǔn)DB31/T634-2012的應(yīng)用淺析

姜兆婷

上海機動車檢測中心新能源機動車檢測技術(shù)研究所

本文從試驗要求，試驗方法以及試驗結(jié)果等方面對上海市地方標(biāo)準(zhǔn)DB31/T634-2012《電動乘用車運行安全和維護(hù)保障技術(shù)規(guī)范》進(jìn)行了應(yīng)用分析，并從電安全等方面，將該標(biāo)準(zhǔn)與相關(guān)國家標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行差異比較分析，以加深對該地方標(biāo)準(zhǔn)的理解。

電動乘用車；電安全；標(biāo)準(zhǔn)

課題名稱：上海市新能源汽車及關(guān)鍵零部件檢測專業(yè)技術(shù)服務(wù)平臺.課題號：14DZ2292400。

隨著國家鼓勵新能源汽車應(yīng)用的政策出臺，各地推廣方案也相繼落地。上海市政府制訂的《上海市鼓勵私人購買和使用新能源汽車試點實施暫行辦法》，對純電動乘用車和插電式混合動力乘用車私人購買者給予政策扶植（免費使用新能源車專用號牌）及相應(yīng)的地方補貼，鼓勵消費者使用新能源汽車，汽車生產(chǎn)企業(yè)及其產(chǎn)品須符合中央財政規(guī)定的補助資金申報條件及《上海市電動乘用車示范運行安全和維護(hù)保障技術(shù)規(guī)范（DB/T31/634-2012）》技術(shù)要求，方可申報上海市財政補助資金。作者通過對該標(biāo)準(zhǔn)實施過程中中采集到的數(shù)據(jù)、信息的分析研究，總結(jié)了自己對該標(biāo)準(zhǔn)的理解及應(yīng)用心得，供相關(guān)新能源汽車企業(yè)采用、實施該標(biāo)準(zhǔn)參考。

一、DB31/T634-2012《電動乘用車運行安全和維護(hù)保障技術(shù)規(guī)范》標(biāo)準(zhǔn)簡介

DB31/T634-2012標(biāo)準(zhǔn)《電動乘用車運行安全和維護(hù)保障技術(shù)規(guī)范》（以下簡稱地標(biāo)）針對上海地區(qū)臺風(fēng)暴雨較多，高溫高濕天氣多，車輛使用中涉水工況較多等特點，突出了車輛電安全性的技術(shù)要求。該標(biāo)準(zhǔn)中要求通過高壓部件浸水試驗，整車涉水試驗等考核其電安全性能。此外，考慮到上海地域廣、橋涵隧眾多，高速路、城市快速路、高架、地面道路混合交通等交通特征，為維護(hù)城市道路交通秩序，對車輛的動力性能、耐久性能提出了明確的要求；為確保運行安全，還要求新能源汽車制造企業(yè)對車輛的運行安全負(fù)責(zé)——必須實施遠(yuǎn)程監(jiān)控。因此，在上海行駛的電動乘用車執(zhí)行該標(biāo)準(zhǔn)的目的是，保證車輛運行的安全、高效可靠。

二、技術(shù)要求

（一）遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)

根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)中4.2條款要求，示范運行企業(yè)應(yīng)具備遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)，并對監(jiān)控系統(tǒng)采集信息、采樣間隔時間與傳輸間隔予以詳細(xì)規(guī)定。遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)可實現(xiàn)對示范運營的新能源汽車進(jìn)行遠(yuǎn)程在線監(jiān)控，實現(xiàn)車輛數(shù)據(jù)實時傳輸。同時該系統(tǒng)應(yīng)全自動運行，同時具備車輛狀態(tài)評估技術(shù)能力，能在故障未發(fā)生之前參與系統(tǒng)運行，實現(xiàn)車輛故障診斷智能化。同時監(jiān)控中心與車載終端可實現(xiàn)雙向通訊的實時報警，指導(dǎo)故障情況下的救援、搶修。圖1所示為我國某自主品牌企業(yè)生產(chǎn)的插電式混合動力汽車的遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)界面，該系統(tǒng)中實時顯示車速、SOC、車輛位置等信息，有助于車輛故障的診斷及運行信息采集。當(dāng)車輛運行出現(xiàn)異常時界面跳出報警信號并同時通知救援和駕駛員采取相應(yīng)措施，系統(tǒng)滿足地標(biāo)的要求。

圖1

（二）電安全要求

1.電安全是新能源汽車推廣的重中之重，不但關(guān)乎人身安全還直接影響新能源汽車的形象。曾經(jīng)發(fā)生的多次電動車輛的自燃，碰撞后的燃燒等事故，對新能源汽車的推廣使用，影響極壞。地標(biāo)對新能源車輛電安全性作嚴(yán)格、明確的要求以保證車輛的安全運行。地標(biāo)中的電安全要求是參照GB-T18384.1-2001、GBT18384.3-2001中的要求而制定的，并按照國標(biāo)中對動力蓄電池系統(tǒng)、動力系統(tǒng)的測量方法進(jìn)行絕緣電阻的檢測：

地標(biāo)中要求布置在乘客艙或行李艙外部的B級電壓電路的防護(hù)性能應(yīng)能滿足IP67的要求。該要求是參照GB4208-2008中規(guī)定，IPX7試驗時將被測樣品按技術(shù)要求連接在一起浸入水槽，要求浸入部件的底平面距水面1m，且部件的頂部在水平面下300mm。浸入30分鐘后將各部件提出水面，對電路各段進(jìn)行絕緣電阻檢測，同時還要檢查各部件的滲漏情況。地標(biāo)中要求試驗后測件的絕緣電阻大于500Ω/V，且無滲漏現(xiàn)象發(fā)生。圖2所示為某新能源汽車B級電壓部件正在進(jìn)行浸水試驗。

試驗結(jié)束后，在進(jìn)行各個部件絕緣電阻檢測時（如圖3），從電機控制器的輸入端對其殼體施加1000V的電壓測得絕緣電阻值為0Ω，說明此處電流已導(dǎo)通。隨后對該控制器進(jìn)行開蓋檢查，發(fā)現(xiàn)控制器內(nèi)有輕微滲水現(xiàn)象，應(yīng)該以是滲水導(dǎo)致了上述檢測結(jié)果的不符合。經(jīng)查，該控制器的高、低壓部件相連接的出線口密封圈在裝配時不慎被刮掉，水從此處浸入控制器內(nèi)。更換新的控制器并對其進(jìn)行合理的密封措施。再次進(jìn)行浸水試驗后測得控制器絕緣電阻值為1.1MΩ/V，符合地標(biāo)技術(shù)要求。由此可見，部件的密封對其安全性起到?jīng)Q定性的作用。

2.除了上述的浸水試驗，還要進(jìn)行整車涉水新能源試驗以評估車輛的電安全性能。按GB/T18384.1-2001中第7章方法進(jìn)行涉水試驗，每次試驗后立即進(jìn)行絕緣電阻的測量。地標(biāo)加嚴(yán)了試驗控制條件，使之更符合上海臺風(fēng)、暴雨時的道路狀況：在有效距離90米長的涉水道里對樣品車分別進(jìn)行水深150mm和300mm的涉水試驗，要求被測樣品車在水深為150mm的涉水道，以30km/h的涉水車速在水中行駛累積時間為10分鐘。在水深為300mm的涉水道以 5km/h的涉水車速在水中前進(jìn)、倒車行駛各進(jìn)行一次，每次在水中行駛的累積時間為10分鐘。圖4為純電動汽車正在進(jìn)行150mm水深的涉水道進(jìn)行試驗。

試驗結(jié)束在確認(rèn)車廂內(nèi)無進(jìn)水的前提下，立即進(jìn)行絕緣電阻檢測，要求絕緣電阻大于500Ω/V。記錄測得結(jié)果并以此為初試數(shù)據(jù)。復(fù)試數(shù)據(jù)則在其進(jìn)行可靠性行駛試驗后，以同樣的試驗方法測得絕緣電阻值與初試數(shù)據(jù)進(jìn)行比較。

3.地標(biāo)要求當(dāng)B級電壓的電路系統(tǒng)絕緣電阻下降至500Ω/V以下時，應(yīng)采用聲或光信號持續(xù)報警，且車輛進(jìn)入斷電保護(hù)模式。試驗中我們選取樣品車的高壓分配箱的正極接一根引出線，引出高壓電源。通過引出線在動力電路與電底盤間并入一個電阻（這里選取100kΩ的標(biāo)準(zhǔn)電阻）模擬絕緣電阻下降。在動力系統(tǒng)上電的狀態(tài)下，按下標(biāo)準(zhǔn)電阻開關(guān)，車輛出現(xiàn)聲光信號持續(xù)報警，并且進(jìn)入斷電保護(hù)模式。圖5為在B級電壓電路接入100kΩ的標(biāo)準(zhǔn)電阻模擬絕緣電阻下降，在按下標(biāo)準(zhǔn)電阻開關(guān)后樣品車立即發(fā)出聲光信號的持續(xù)報警。

通過以上的一系列的試驗，可以看出地標(biāo)中的“電安全要求”相較于國家標(biāo)準(zhǔn)更為嚴(yán)苛，但并非高不可攀。此項條款主要是針對上海市城區(qū)夏季多雨及道路多橋涵等造成的路面積水環(huán)境，對于以電力為主要動力的新能源汽車是否能經(jīng)受惡劣路況的考驗。在車身及動力蓄電池浸入水中的情況下，是否可以保證人員安全。

圖2

圖3

圖4

圖5

（三）動力蓄電池性能要求

1.地標(biāo)4.7動力蓄電池性能要求，即動力電池組循環(huán)壽命測試，是基于電池單體、模塊符合QC/T743的標(biāo)準(zhǔn)條件下，將動力蓄電池在實驗室處于整車工作狀態(tài)，電池管理系統(tǒng)處于正常工作狀態(tài)。以1C電流、100%DOD完全充電，直至達(dá)到廠商規(guī)定的充電截止條件。靜置30min后再以1C電流、100%DOD完全放電，直至達(dá)到廠商規(guī)定的放電截止條件。（1C電流：例如容量為50AH的動力蓄電池則其1C電流為50A）以此循環(huán)測試200次后，動力蓄電池的最終容量于試驗前的初始容量比較，衰減率不得大于3%。這對動力蓄電池的使用壽命是個較為嚴(yán)格要求，又是對國家對“電池5年10萬公里質(zhì)保期”要求具體體現(xiàn)。

2.地標(biāo)中要求純電動乘用車需具備快充功能，即30min內(nèi)應(yīng)將車輛的SOC值從最低值充至80%。由于純電動乘用車?yán)m(xù)駛里程有限，而普通充電方式的充電時間往往需要8小時左右才可充滿。該條款主要是針對以電能為唯一動力的純電動乘用車作為一種應(yīng)急方法而制定的要求。表1是對同某一純電動乘用車，使用不同大小的直流電流進(jìn)行快充試驗的數(shù)據(jù)。兩次試驗都是從20%的SOC值充至80%SOC值，第1次試驗充電時間為33分鐘，不符合標(biāo)準(zhǔn)要求。第2次試驗我們改用2C的直流電進(jìn)行充電，由于充電電流變大，僅用25分鐘就將SOC值充至80%。適當(dāng)?shù)脑龃蟪潆婋娏骺梢钥s短充電時間，但由于磷酸鐵鋰的特性，頻繁使用大電流為鋰電池充電有可能會影響電芯的使用壽命。

表1

在執(zhí)行這一條款要求時，應(yīng)注意SOC的起始點應(yīng)是用戶手冊中告知用戶需進(jìn)行充電作業(yè)點或車載儀表提示用戶進(jìn)行充電作業(yè)的起始點，且該起始點也作為“續(xù)駛里程試驗”的試驗參考截止點。

（四）動力性、經(jīng)濟(jì)性要求

地標(biāo)中4.8條款提到，按GB/T18385-2005、GB/T19752-2005試驗方法的要求進(jìn)行動力性實驗，按GB/T18386-2005、GB/ T19753-2005試驗方法的進(jìn)行經(jīng)濟(jì)性實驗。并對各項性能指標(biāo)提出要求。（見表2）

對于現(xiàn)階段我國在新能源汽車研發(fā)的技術(shù)水平來看，電動汽車的續(xù)駛里程普遍較低。尤其是純電動乘用車，由于動力蓄電池的儲能有限，而充電時間相較傳統(tǒng)燃油汽車加注燃油的時間又太長。使得純電動汽車大多被用來作為短距離城市代步車，所以地標(biāo)要求的續(xù)駛里程為 120km，隨著電池及其管理技術(shù)的進(jìn)步，續(xù)駛里程增加是必然的趨勢，目前國家已將補貼要求提高到150km。

（五）可靠性試驗

此項條款的試驗方法同樣是參照GB/T18388、GB/T19750規(guī)定進(jìn)行可靠性試驗，試驗里程為15000km。增加了在試驗結(jié)束后對將對30min最高車速、加速性能、續(xù)駛里程、絕緣電阻衰減進(jìn)行復(fù)測，并將檢測結(jié)果納入考核，要求復(fù)試時的檢測試驗結(jié)果不小于初試數(shù)據(jù)的97%、B級電壓電路部件不得出現(xiàn)絕緣電阻損耗。電動乘用車可靠性試驗同樣是對整車的綜合性能以及動力蓄電池在實際行駛中的狀態(tài)進(jìn)行考核，而不大于3%的衰減率也是對車輛生產(chǎn)企業(yè)的一項較為嚴(yán)格的考驗。表3和表4中分別是某插電式混合動力汽車樣品和某純電動汽車樣品的性能試驗的數(shù)據(jù)，在經(jīng)過可靠性試驗后對樣品進(jìn)行動力性能和經(jīng)濟(jì)性能的復(fù)試，試驗結(jié)果顯示性能衰減率均小于3%符合地標(biāo)要求。

表3

表4

三、結(jié)論

上海市地方標(biāo)準(zhǔn)DB31/T634-2012《電動乘用車運行安全和維護(hù)保障技術(shù)》標(biāo)準(zhǔn)自發(fā)布以來，作為申請上海市私人購買新能源汽車地方財政補貼的考核唯一標(biāo)準(zhǔn)，受到各大汽車企業(yè)的廣泛關(guān)注與重視。我們依照地標(biāo)的各項條款對申請車型進(jìn)行了檢測試驗，其試驗方法基本與國家標(biāo)準(zhǔn)的要求一致，總的來說該標(biāo)準(zhǔn)的技術(shù)要求清晰明了、可操作性強，對新能源汽車廠商推進(jìn)相關(guān)技術(shù)研發(fā)、提升產(chǎn)品質(zhì)量起到了明確的推進(jìn)、指導(dǎo)作用。本文結(jié)合試驗，對該標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行了解釋說明，對指導(dǎo)廠商的設(shè)計生產(chǎn)及檢測機構(gòu)的檢測工作有一定的參考意義。

[1]DB31/T634-2012電動乘用車運行安全和維護(hù)保障技術(shù)規(guī)范

[2]上海市經(jīng)濟(jì)和信息化委員會，滬經(jīng)信裝（2012）964號，2012年12月27日

[3]上海市人民政府辦公廳，滬府辦發(fā)〔2012〕73號，2012年12月15日

[4]GB/T18384.1-2001電動汽車安全要求第1部分：車載儲能裝置

[5]GB/T18384.3-2001電動汽車安全要求第3部分：人員觸電防護(hù)國家質(zhì)量家督檢驗檢疫總局

[6]GB4208-2008外殼防護(hù)等級（IP代碼）

[7]GB/T 18385-2005電動汽車動力性能試驗方法

[8]GB/T18388-2005電動汽車定型試驗規(guī)程

[9]GB/T19750-2005混合動力電動汽車定型試驗規(guī)程

[10]QC/T743-2006電動汽車用鋰離子蓄電池