两个细则对新能源的考核有哪些

对于2021年电力中长期合同的签订工作，两部门对电力企业等相关单位做出了明确要求。

12月24日，国家发改委官网显示，国家发改委、国家能源局日前联合发布了《关于做好2021年电力中长期合同签订工作量的通知》（下称《通知》）。

《通知》要求各地政府主管部门、电力企业、交易机构，努力在2020年12月底前完成年度中长期合同签订工作。

电力中长期交易，主要是指符合准入条件的发电企业、售电企业、电力用户和独立辅助服务提供者等市场主体，通过自主协商、集中竞价等市场化方式，开展的多年、年、季、月、周等日以上的电力交易。

电力中长期交易，被认为是电力市场主体规避市场风险、平抑市场价格、保障电力供应的重要手段。

两部门表示，上述《通知》的落实，有利于更好发挥电力中长期交易“压舱石”作用，保障电力市场高效运行，促进形成“放开两头、管住中间”（X+1+X）的能源网络格局，构建中长期交易为主的市场制度。

《通知》对签订2021年电力中长期合同工作提出了六项明确要求：全量签约，即中长期合同签约电量比例力争达到90%-95%；长签，即鼓励签一年期以上的中长期合同；分时段签，即区分峰、平、谷等时段，分时段约定电量电价，拉大峰谷差价。

此外，要求规范签，即参考中长期合同示范文本协商签约；见签，即引入信用机构见签中长期合同；电子签，即鼓励签订电子合同，提高工作效率。

与2019年12月30日发布的《关于做好2020年电力中长期合同签订工作的通知》相比，新版《通知》的核心变化是重点提出推动中长期分时段签约，以及拉大峰谷差价。

《通知》显示，各地政府主管部门要鼓励市场主体签订中长期合同，特别是年度及以上中长期合同，力争签约电量不低于前三年用电量平均值的80%，并通过后续月度合同签订，保障中长期合同签约电量不低于前三年用电量平均值90%-95%。

两部门还提出建立和完善中长期合同签约履约的激励机制。

对2020年度中长期交易履约比例以及2021年度中长期交易签约比例达到要求的用户侧市场主体，可优先安排合同转让、调整，部分减免偏差考核费用等。

对具备条件的、年购电量500万千瓦时以上的电力用户及售电公司，《通知》鼓励签订分时段电力中长期合同；年购电量500万千瓦时以下的电力用户及售电公司，可自主选择是否签订分时段电力中长期合同。

《通知》还表示，将优先发电计划分时段电量，实现优先发电与市场的衔接。对于风电、光伏发电和水电等较难精准预测的电源，可适当放宽要求。

此外，交易双方签订分时段合同时，可约定峰谷时段交易价格，也可参考上一年平均交易价格确定平段电价，峰谷电价基于平段电价上下浮动。

峰谷差价作为购售电双方电力交易合同的约定条款，在发用电两侧共同施行，拉大峰谷差价。

峰谷电价即差别性峰谷电价，也称“分时电价”，调高高峰电价，调低低谷用电价，可利用价格杠杆调节电力消费不均状况，均衡供应电力。

《中国能源报》援引业内人士观点称，现行峰谷电价是“统购统销”背景下设计的，只考虑了用户移峰填谷，并未动态考虑供需变化。

“过去负荷曲线有较强周期性，但现在系统内不可控的新能源装机越来越多，传统峰谷定价或朝不利于系统运行的方向激励用户。”上述人士表示。

《通知》表示，市场初期，为保证市场平稳 健康 有序，各地政府主管部门可根据需要制定分时段指导价，指导价的峰谷差价应不低于已有目录电价的峰谷差价。

【太平洋汽车网】1、明确了2021~2023年新能源汽车积分比例要求；2、调整了新能源乘用车车型的积分计算方式；3、对小规模企业的油耗积分核算给予了一定的优惠措施；4、新增引导传统乘用车节能的措施；5、明确建立企业传统能源乘用车节能水平与新能源汽车正积分结转的关联机制；6、传统能源乘用车范畴增加醇醚燃料汽车。

双积分政策是什么意思双积分政策是一种考核制度，考核的指标是平均燃料消耗量积分以及新能源汽车积分，目的是促进企业研发新能源汽车，从而提升乘用车节能水平，缓解能源和环境压力。企业要努力实现平均燃油消耗量积分与新能源汽车积分为零甚至是正积分，否则就会受到惩罚。

惩罚包括了暂停高油耗产品申报、高油耗产品生产处罚，如果车企真的没办法凭自身实现积分达标，也可以购买其他车企的正积分用于抵消负积分。

双积分政策对汽车行业的影响其实双积分政策的目的很明确，就是为了促进新能源产业的发展，这会使得车企加大力度研发新能源车，并且减少对燃油车研发的投入。

就目前来看，推动转型已经有一定效果，像吉利、奇瑞、长安等传统自主品牌都开始推出各式各样的新能源车。只是这样的成绩远远不够，主流合资品牌如大众、丰田、本田在国内仍然是以燃油车为主，这也是为什么这些企业2020年度的积分情况都是很大的负值。

由于积分可以在不同车企之间买卖交易，所以还促使某些车企专门生产微型代步车来生产积分，以此来填补燃油车产生的负积分，并不能让企业真的去研发新能源车。

对于只有新能源车的造车新势力来说，积分买卖可以在一定程度上减轻资金负债。目前，蔚来、小鹏、理想等新势力还是处于亏本状态，但它们可以卖积分给其他车企，根据2020年的积分报告，负几十万分积分的车企一大把，一汽大众最严重，负分接近120万。

（图/文/摄：太平洋汽车网问答叫兽）

导语：纯电动汽车动力总成中的转矩控制精度，是整车关注的关键指标之一，直接影响了整车的驾驶性、能耗优化、以及转矩突变时的响应时间。究竟什么是转矩精度？如何测试？转矩精度和系统哪些参数相关？又要如何在设计开发过程中将其限制在一个可接受的范围内？这些问题是我们关注的焦点。

关于转矩控制精度，分三部分解读：

1. 什么是转矩控制精度？

2. 转矩控制精度的测试方法

3. 转矩精度的估算

1. 什么是转矩控制精度

在《GB/T 18488.1-2015-电动汽车用电机及其控制器第1部分-技术条件》3.11中给出了转矩控制精度的定义：

解读：对于电动车电驱动系统，输出转矩范围大，精度需要分情况定义，标准中给出了偏差与百分比两种不同的定义方式，一般在低转矩段，采用转矩偏差定义，在高转矩段，采用百分比定义，如输出转矩0~100Nm，转矩控制精度±5Nm，大于100Nm，转矩控制精度±5%。

2. 转矩控制精度测试方法

《GB/T 18488.2-2015-电动汽车用电机及其控制器第2部分-实验方法》7.3.2 中已经具体地写明了转矩精度测试的方法：

解读： 标准中试验步骤已经写的很详细，BUT，从标出的重点中还可以看出，电机的运行温度与转速还未明确。而电控的标定过程，会在某特定温度与转速下进行，如定子70°C，转速3500rpm。在此条件下测试的转矩精度相对较高，然而若偏离了此温度或者转速，控制参数需根据电机温度模型自适应调整，温度模型的好坏对转矩精度还是有很大影响的，笔者认为测试中对转速与温度采样点也应有具体的规定。

3. 转矩精度估算

电动车电驱动中很难集成高精度的转矩传感器，所以大多电驱动生产厂商用电流电压及转速传感器以及电机设计的相关参数估算电机输出转矩，比如以下计算模型，分别是 转矩电流计算模型 和 转矩能量计算模型 ：

其中：

? f1,f2：计算函数

? T_estimate：估算转矩

? n：电机转速

? id,iq：d轴与q轴电流

? φd, φq：d轴与q轴磁链

? ud，uq：d轴与q轴电压

? T_friction：电机摩擦阻力

? T_iron：电机铁耗转矩损失

? Ploss_ac,dc：交流和直流母线损耗

我们知道了影响转矩计算的参数，我们再看下 电驱动系统的转矩控制图 ，看看哪部分对这些参数产生影响：

对照控制图，依据转矩估计的公式，我们可以分析出影响转矩精度计算的因素，大致可以分为三类：

i. 延迟：控制器计算延迟、直流电压获取延迟、调制延迟、电流传感器延迟

ii. 传感器精度：电流传感器、旋变

iii.电机参数，包括：

1）电机磁链偏差

2）电机磁链随温度变化的改变

3）定子电阻偏差

4）摩擦损耗偏差

5）铁耗的偏差

当然，考虑因素的越多越好，可以对每一点定量分析，如电流传感器精度±2%，旋变角度误差0.7°等，再依据蒙特卡洛法，可以对系统每个工作点的静态转矩精度做分析，这里不做详细展开，想详细了解的读者可以留言。

转矩控制精度的分析，可以对电驱动系统的性能提前预言，是初期设计以及系统改进阶段必要的步骤，这方面的测试标准也要随着控制技术的提高不断改进。

写在最后：关于”转矩精度估算“这一块，除了文中所示的电流和能量计算模型外，根据功能安全等级的不同，其计算模型和变量参数也有所侧重，这里仅示意说明，感兴趣朋友的可留言交流。

关于”转矩精度对整车性能的影响分析”这一块，涉及到控制策略和标定流程，了解有限，期待能得到同行专家的点拨。

本文来源于汽车之家车家号作者，不代表汽车之家的观点立场。

由于电力供需紧张，广东整合省内发电资源，加强一次能源燃料监测预警。浙江通过数字化、智能化电网技术，在 1.2 万家用电企业内部形成了一个 1000 万千瓦“虚拟电厂”，可以随时智能调控负荷，发动企业主动参与削峰填谷。

注解：

分布式发电装置（Distributed Generation，DG）

分布式供能（Distributed Energy Resource，DER）

虚拟电厂通过协调控制、智能计量以及信息通信等技术聚合 DG、储能系统、可控负荷、电动汽车等不同类型的分布式能源，通过更高层的软件构架实现多个 DER 之间的协调优化运作，达到资源的优势配置和使用，并作为一个特殊电厂参与电力市场和电网运行的电源协调管理系统。

借助 Hightopo 能有效进行数据融合，将分散的 DER 聚合到可视化系统中统一进行管理，通过 Web 提供丰富的展示形式和效果。“虚拟电厂”的可视化协调控制减小了以往 DER 并网对公网造成的冲击，降低了 DG 增长带来的调度难度，使配电管理趋于合理有序，提高了系统运行的稳定性。

商业型虚拟电厂是从商业收益角度考虑的虚拟电厂，是 DER 投资组合的一种灵活表述。可基于用户需求、负荷预测和发电潜力预测，从而制定发电计划，参与市场竞标。在本地网络中，DER 运行参数、发电计划、市场竞价等信息由商业型虚拟电厂提供。

容量指标

将区域内的注册虚拟电厂数量、注册发电机组数量、注册发电单元、分布式能源额定装机容量分别统计，利于管理者进行负荷和发电潜力预测，控制 DER 执行发电计划。

运行模式

注册虚拟电厂的调控能力监测，接入削峰、填谷实时数据，评判调控能力。网供负荷和上网负荷实时对比，判断虚拟电厂的供电能力。分布式发电系统多采用性能先进的中小型模块化设备，开停机快速，维修管理方便，调节灵活，且各电源相对独立，可快速满足供电需求。

总发电、总用电量、发电和用电负荷曲线图是了解本座城市电力调控结果的有效指标，管理者可根据图表调控策略。响应偏差率、响应完成率、机组爬坡率数据可作为虚拟电厂和各个 DG 的考核指标，对于响应速度较慢的 DG 可逐步淘汰，建立响应速度更快的分布式能源。

发电单元类型分布

图扑软件提供了构建先进 2D 数据可视化的解决方案，基于自主研发的 HT for Web 图形引擎，可快速构建“虚拟电厂”中实时数据驱动的图表，提供丰富的可视化展示形式和效果。采用柱状图和散点图分别统计 DG、储能系统、可控负荷等的分布情况。在城区等负荷密集地区需以可控负荷构成虚拟电厂，作为系统备用，或削减高峰用电；在乡村或郊区，以大规模 DG、储能等构成虚拟电厂，实现对系统的稳定和持续供电。

资源管理

聚合多样化的 DER 实现对系统高要求的电能输出是虚拟电厂协调控制的重点和难点。实际上，一些可再生能源发电站（如风力发电站和光伏发电站）具有间歇性或随机性以及存在预测误差等特点，因此，将其大规模并网必须考虑不确定性的影响。这就要求储能系统、可分配发电机组、可控负荷与之合理配合，以保证电能质量并提高发电经济性。

综合分析

各虚拟电厂排名

排名越高表示虚拟电厂有更强的调控能力和更快的响应速度，在竞标时相关部门可着重考虑。

注册调控能力占比

削峰数据、填谷数据百分比统计，了解每个虚拟电厂的实力。中国是典型的负荷中心与发电中心不协调国家，东南地区经济发达，为负荷中心，但是缺煤、少光、缺风；西北、西南地区经济相对落后，但是煤多、水多、风多、光多。这种不协调决定了中国的清洁能源的利用只能寄希望于打造数十个超大型清洁能源发电中心，然后通过特高压通道（直流或者交流）输送到东南负荷中心。

能力占比

采用雷达图表示各行业发电机组注册调控和各发电单元类别注册调控的数据，区分不同 DER 在不同时间段执行发电计划的百分比。

数量占比

统计聚合 DG、储能系统、可控负荷、电动汽车等不同类型的分布式能源的数量占比，预测发电潜力，有序制定发电计划。

分区信息

变电站作为电力系统不可或缺的部分，对电压和电流进行变换，接受电能及分配电能。图扑可视化大屏标注的变电站以 110kV 及以下的四类变电站为主，包括亭卫变电站、远东变电站、黄渡变电站、练塘变电站等上海市不同区域的变电站，点击变电站名称可显示削峰、填谷数据。

管理总览

电网负荷主要包含刚性负荷、柔性负荷两大类。其中刚性负荷是用户生活工作必须满足的负荷，不能够接受电网的调控，受控程度很低。广义柔性负荷，既包含弹性负荷（可削减负荷）、可调节负荷（负荷聚合商）、可转移负荷，也包括源性负荷（储能、电动汽车）。

收集不可控分布式能源、储能、可控式能源、可控负荷的发电单元数量、发电容量占比数据，确定用户在不同时段对电网负荷的需求量，让用户通过分时电价提前安排工作的时间，减少峰期用电。

能力占比和数量占比的统计，便于确定小型发电装置在调峰、为边远用户、商业区和居民区供电时的能力。分布式电源可大大地提高供电可靠性，可在电网崩溃和意外灾害（例如地震、暴风雪、人为破坏）情况下，维持重要用户的供电。

资源注册

虚拟电厂具体信息

Hightopo 聚焦工业互联网监控运维可视化应用领域，通过接入 DER 的多路视频，便于分布式能源的管理。分布式发电系统主要包含：热电联产（CHP）与微型热电联产、燃料电池、太阳能发电、风力发电、斯特林发动机、往复式发动机、柴油引擎、汽油引擎等。

节能成效

我国用电量大的主要原因之一是工业设备和家用电器能效偏低，可实时监测中央空调、电动汽车等柔性可控负荷。统计节约电量、日均节电、未端精密空调节能率、机房整体节能率、机组负荷量的数据，减少高耗能设备的使用频次。

虚拟电厂审核管理

庞大的虚拟电厂数据，在图扑可视化系统中批量聚合，HT for Web 可承受万级甚至十万级别数据量。不同类型的虚拟电厂侧重点不同，有以实现 DG 可靠并网和电力市场运营为目标的电厂，DG 占据DER 的主要成分；有基于需求响应计划发展而来，兼顾考虑可再生能源利用的电厂，可控负荷占据主要成分。在审核时要根据能源分布情况，选择适合本地的虚拟电厂。

发电单元管理

每个发电单元接入实时数据进行监控，避免发电不足引发重要设备停机，保障供电的持续性、稳定性。

实时状态监测

智能计量技术是虚拟电厂的一个重要组成部分，是实现虚拟电厂对 DG 和可控负荷等监测和控制的重要基础。智能计量系统最基本的作用是自动测量和读取用户住宅内的电、气、热、水的消耗量或生产量，即自动抄表（Automated Meter Reading，AMR），以此为虚拟电厂提供电源和需求侧的实时信息。作为 AMR 的发展，自动计量管理和高级计量体系能够远程测量实时用户信息，合理管理数据，并将其发送给相关各方。

通过 HT 可视化的 2D 面板和图表的数据绑定，以及利用不同样式的图表统计方式展示不同区县的工业企业排名、工业企业潜力排名、工业企业实测负荷排名，能分辨本地的用电大户，他们是虚拟电厂的主要客户。

监测实时负荷、发电负荷因子、可调控负荷、主变容量、发电机组、发电单元，围绕用户和系统需求，自动调节并优化响应质量，减少电源和电网建设的投资，在创造良好舒适生活环境的同时，实现用户和系统，技术和商业模式的双赢。

负荷预测

将工业、农业、邮电、交通、市政、商业以及城乡居民所消耗的功率相加，就得电力系统的综合用电负荷。负荷是随机变化，每当用电设备启动或停止都会有对应的负荷发生变化，从某种程度上可以发现具有一定规律性，可依据规律进行预测。

数据查询

不可控 DG、可控 DG、储能、可控负荷的数量统计结合商业型虚拟电厂网络信息（拓扑结构、限制条件等），利于技术型虚拟电厂计算本地系统中每个 DER 可作出的贡献，形成技术型虚拟电厂成本和运行特性。

多维度负荷预测

发电负荷和用电负荷处于天平的两端，需要保持平衡，才能保障双方利益。发电机组和虚拟电厂的历史数据查询，能让管理者了解不同时段的供需变化，进行有效调控。查询界面采用事件机制进行界面局部更新，避免 FPS 的游戏方式，过多进行无意义的界面刷新，避免桌面卡顿和手机发烫等问题。

发电任务管理

虚拟电厂采用双向通信技术，它不仅能够接收各个单元的当前状态信息，而且能够向控制目标发送控制信号。应用于虚拟电厂中的通信技术主要是基于互联网的技术，如基于互联网协议的服务、虚拟专用网络、电力线路载波技术和无线技术（如全球移动通信系统/通用分组无线服务技术（USM/UPRS）等）。

价格信号

实时电价和分时电价的设定应根据虚拟电厂中的可再生能源所占成分区别设定，同时规定可再生能源发电应尽量并网，进一步完善现行的分时电价办法，鼓励和促进用电高峰时用户节电和 DG 发电。

采用雷达图分配虚拟电厂计划负荷，明确计划发电负荷。

激励信号

时间轴设置

丰水期电价可采取一定优惠措施，可根据历史数据将活动通知期和进行期的时间确定，有序开展活动。

调控模式设置

负荷调整模式和控制模式统计，短期和中长期需求响应事件管理，可减小最大负荷和最小负荷的差值，使负荷曲线图形较为平坦。通过合理地、有计划地安排种类用户的用电时间，有利于充分利用发电、供电设备（主变压器等）容量，提高系统运行的经济性。

发电任务追溯

通过追溯可判断出夏季和冬季是负荷的高峰时期，此时如采用以天然气为燃料的燃气轮机等冷、热、电三联供系统，不但可解决夏季的供冷与冬季的供热需要，同时也提供了一部分电力，由此可对电网起到削峰填谷作用。此外，也部分解决了天然气供应时的峰谷差过大问题，发挥了天然气与电力的互补作用。

激励型信息

可根据年份追溯负荷控制、有序用电、紧急需求响应、需求侧竞价、容量/辅助服务等信息。折线图和面积图展示了一周内实测负荷和预测负荷的对比，帮助预测者修正数据的准确性。

电源追溯可以快速搜索出某重要供电设备的实际供电路径，并结合可视化的展示方式，以清晰、直观的方式予以展示，使电网人员能够快速地对电网中的各重要负荷的供电通道进行梳理并形成保电通道和设备集，为重要负荷的供电保障任务提供有力的技术支持，而且还可以帮助电网调度人员更为全面、迅速地掌握电网结构，为电网安全、稳定地运行提供技术保障。

需求响应详情

需求响应是指电力市场价格明显升高（降低）或系统安全可靠性存在风险时，电力用户根据价格信号或激励措施，改变其用电行为，减少（增加）用电。雷达图展示响应速度、响应完成率、响应偏差率等的比率。同时，显示具体事件名称和类型，利于重大事件的统计。

虚拟电厂和发电机组在需求响应中的能力占比，显示了他们的反应速度，是对运维人员考核的重要一环。

参与虚拟电厂列表

虚拟电厂的各类资源（相比传统需求响应，新增添了各类分布式能源）自动接收需求响应信号，通过自己的能量管理系统控制调整用电，并对需求响应结果自动进行报告。使需求响应能够实现迅速、高效和精准的电力实时动态调控，能有效解决电力供给侧可再生能源发电带来的巨大不确定性。列表可展示响应能力较强的虚拟电厂。

预览事件曲线动态展示通知期、斜坡期、活动期、恢复期、复原期、结束期的负荷变化，更直观。通过时间轴设置，了解各个时期的耗用时间，作为下次运行的依据。

有序用电详情

事件信息显示偶然事件的准备阶段、执行阶段、恢复阶段、结算阶段，对某一次的偶然事件可记录下目标调控负荷、目标调控电量、实际调控负荷、实际调控电量、事件收益、开始时间、结束时间。明确此类事件的处理流程和所需负荷，作为后续此类事件处理的方案。

针对不同的偶然和必然事件，统计出在事件中发电机组数量占比、虚拟电厂调控能力占比、参与虚拟电厂列表、负荷数量占比，可分析整个电力系统是否稳定。

运行效果决策

技术参数考核

虚拟电厂中分布式能源的地域信息一目了然，便于管理。虚拟电厂运营系统能监测到客户参与需求响应的具体设备的负荷变化，负荷管理工作的颗粒度更为精细，响应更快速。

虚拟电厂技术参数考核

虚拟电厂从需求侧响应起步，根据技术参数差异化设置收益激励，创新交易机制，打造出全新的电力负荷调度模式。依据爬坡耗时、参与机组数量、在线机组数量、爬坡速度、响应量、完成耗时、电量偏差、负荷偏差、目标调控负荷、实际调控负荷统一进行管理。

发布单元类型排名

将太阳能利用、风能利用、燃料电池、燃气冷、热、电三联供、气体燃料等多种形式的能源按照电力负荷排名，甄选优质能源。

偏差率考核

图扑的 HT 可视化系统，可按照事件名称、电厂名称、日期、年份名称分别查询爬坡速度、响应量、完成耗时、电量偏差、负荷偏差、目标调控负荷、实际调控负荷的数据，让用电负荷有据可查。

虚拟电厂最具吸引力的功能在于能够聚合 DER 参与电力市场和辅助服务市场运行，为配电网和输电网提供管理和辅助服务。“虚拟电厂”的解决思路在我国有着非常大的市场潜力，对于面临“电力紧张和能效偏低矛盾”的中国来说，无疑是一种好的选择。

虚拟电厂虽然进行了 DER 的聚合，可当前储能基本配置在“源”侧和“网”侧。为最大化利用清洁电力，平滑清洁电力的“间歇性、波动性”，稳定电源供应，储能成为解决问题的关键。传统的“源网荷”电力系统将由此变为“源网荷储”电力系统。

1、新能源车电安全引人担忧

近年来伴随新能源车市场的火爆， 社会 上已发生多起新能源车起火事故，电池安全渐渐成为了新能源电动 汽车 最重要的议题之一，也是各方关注的焦点。新能源 汽车 国家大数据联盟在2019年08月发布的《新能源 汽车 国家监管平台大数据安全监管成果报告》显示：2019年5月起3个月之内共发现79起安全事故，涉及96台车，情况很严重。已查明着火原因主要是电池自燃、车辆碰撞、车辆浸水、车辆不合理使用问题，它们导致了锂离子热失控。事故车辆中磷酸铁锂电池占比7%左右、三元锂离电池占比86%左右，剩余车辆电池不明。

图1 电动 汽车 起火相关案例

基于此，针对电动 汽车 的法规升级越加频繁，要求也越来越高。国标GB30381-2020《电动 汽车 用动力蓄电池安全要求》加入了电池热失控预警要求，要求车辆在热失控导致乘员舱发生危险前5min发出提示信息提示人员安全撤离，对热失控的检测以及蔓延抑制提出了紧迫而具体的要求。C-NCAP在2021年也引入了柱碰测试法规，国外机构Tesla、三洋、三星等在2014年前就电池热失控领域开展了大量研究，Tesla已申请60多份相关专利；国内机构如CATL、清华大学近几年均成立专门的技术团队研究电池安全特性；以清华大学为例，其热失控方面部分研究成果已用于宝马、戴姆勒、三星、长安、CATL等合作项目。

图2 电动 汽车 中涉及电池安全的相关标准

由于法规的升级和树立 汽车 品牌形象需要，目前国内越来越多的主机厂生产的新能源电动车也开始考虑了绝缘安全防护，如基本绝缘、外壳防护、漏电监测、手动断开等安全防护措施；除此之外，在新能源 汽车 安全开发过程中，GB 以及NCAP 工况只是基本的考核要求，为实现真正的新能源 汽车 的安全性，减小消费者对新能源车不安全的误区，我们需考虑更多的实际交通道路事故中所出现的碰撞工况，在所有测试工况下避免高压电防护失效导致的高压伤害。

图3 新能源车型电安全开发考核工况

2、动力电池简介

从系统的角度来说，电池分为化学电池、物理电池和生物电池三大类。对于我们比较熟悉的化学电池，则是按正负极材料进行分类，有铅酸电池、镍氢电池、锂离子电池等车辆比较常用的动力电池。铅酸电池技术成熟、价格便宜，但其污染严重，比能量低，一般应用于大型不间断供电电源以及电动自行车；镍氢电池安全性高、耐过充过放性能好，但其比能量低、低温性能差、自放电率高，一般应用于混合电动 汽车 以及电动工具；锂离子电池相比以上2种电池具有比能量高、循环寿命长、充电功率范围宽、倍率放电性能好、污染小等优良特性，现今被电动 汽车 广泛采用，也是现今国网力推的一种电动 汽车 充电电池类型。

图4 电池分类

市场上常见的锂离子电池基本分为4类，其中磷酸铁锂电池的热稳定性最好，锰酸锂电池次优，三元锂LiNiCoMnO2电池略差，而钴酸锂电池最差。磷酸铁锂电池循环寿命长、毒副作用小、成本低廉、充放电倍率大、高温稳定性好，但一致性不好，能量密度低。锰酸锂电池成本低，毒害性较低，但热稳定性差，循环寿命短，应用较少。三元锂（LiMn2O4）电池能量密度高，但大功率充放电后温度升高，高温时释放氧气，热稳定性较差，寿命较短。钴酸锂电池热稳定性最差，它的正极在高温时容易分解，加速热失控，但能量密度高，续航更出色，特斯拉 汽车 采用了这种电池。

图5 主流锂离子电池性能比较

这些种类的锂离子电池最大的区别就是正极材料的不同, 实际上正极材料是影响锂离子电池性能和成本的关键因素，目前国内新能源 汽车 动力电池应用最多的是磷酸铁锂电池和三元锂电池。

图6 磷酸铁锂刀片电池

图7 三元锂硬壳电池

图8 一般动力电池包结构形式

3、电池存在的安全风险

各种电池起火的共性原因是电池热失控，隐患总体可以分为三大类，一类是环境高温，引起电池正负极的剧烈反应，反应会向可燃的电解液中释放大量的能量，并析出氧气，导致电池膨胀、过热甚至失火；一类则是外部的物理性破坏，导致电池隔膜贯穿，正负极直接接触使得电池内短路，短时间内释放大量电能（可转换成热能），导致电池热失控；最后一类则是电池过充、过放导致的内部结构损坏，从而引发电池的热失控。

热失控(Thermal runaway)是指由于锂离子液态电池在外部高温、内部短路，电池包进水或者电池在大电流充放电各种外部和内部诱因的作用下，导致电池内部的正、负极自身发热，或者直接短路，触发“热引发”，热量无法扩散，温度逐步上升，电池中负极表面的SEI(Solid Electrolyte Interface)膜、电解液、正负极等在高温下发生一系列热失控反应(热分解) 。直到某一温度点，温度和内部压力急剧增加，电池的能量在瞬间转换成热能，形成单个电池燃烧或爆炸。引起单个电池热失控的因素很多、很复杂，但电流过大或温度过高导致的热失控占多数，下面重点介绍这种热失控的机理。

以锂离子电池为例，温度达到90 时，负极表面SEI膜开始分解。温度再次升高后，正负极之间的隔膜（PP或PE）遇高温收缩分解，正、负极直接接触，短路引起大量的热量和火花，导致温度进一步升高。热失控时，230 250 的高温导致电解液几乎完全蒸发、分解了。它含有大量易燃、易爆的有机溶剂，逐步受到热失控的影响，最终分解发生燃烧，是热失控的重要原因。电解液在燃烧同时，产生一氧化碳等有毒气体，也是重大的安全隐患。电解液如果泄漏，在外部空气中形成比重较大的蒸汽，容易在较低位置大范围扩散，这种扩散范围极易遇火源引起安全事故。清华大学的研究显示：正极中含镍越多则热稳定性越差，碳素材料的负极在寿命的前期较稳定，但是寿命衰减后变差。这从侧面说明三元锂电池的高镍比例，虽然容量更大，但会导致更大的热失控风险。

图9 热失控随温度的变化过程

4、应对电池可能存在的电池安全风险

应对电池可能存在的电池安全风险，可以从四个层级、七个维度来考虑电池的安全，四个层级指电芯、模组、电池包、整车，七个维度包括可靠连接、高压防护、机械挤压、过充、布置形式、短路和热失控，在每个维度跟层级都有对应的防护措施，全方位有效的保护电池安全。

新能源 汽车 发生冒烟起火的场景一般为车辆静置时充放电和车辆行驶中发生碰撞，下面我们基于锂离子动力电池在机械挤压这个维度来讲解下目前开展的一般研究方法，探究整车碰撞中电池包的受力形态与损伤（失效、起火、爆炸）机理。

本研究从卷芯到单体到模组再到电池包共4个层级，每个层级的研究又分为试验和仿真两个方面，通过不同加载方向、不同加载速度的试验来研究卷芯、单体和模组的各向异性和应变率效应，以及加载方向和加载速度的不同给动力电池变形行为和失效行为带来的影响，全面认识动力电池在不同载荷工况下的响应规律和内在失效机理；借助对试验结果的认知，开发能够表征其应变率效应、各向异性和失效行为的卷芯模型，并以卷芯模型为基础，逐级向上开发兼顾仿真精度和计算效率的电池单体模型和模组模型，以试验结果为参考对各仿真模型的仿真精度进行验证，为电动 汽车 电池包碰撞安全保护的开发提供虚拟仿真工具。

图10 研究总体框架

1）卷芯层级研究

卷芯是组成单体进而构成模组的基础，也是电池包里面最基本的电化学单元，了解卷芯的力学性能，及其力学失效和电化学失效之间的联系，有助于深入认识电池包在碰撞挤压载荷下的响应规律和失效机理。锂离子电池的正极材料通常以铝质集流体为基底，涂布钴酸锂（LiCoO2）、锰酸锂（LiMn2O4）和磷酸铁锂（LiFePO4）等锂离子活性物质。负极材料通常以铜质集流体为基底，涂布石墨或硅层。而隔膜则常为由聚乙烯或聚丙烯等材料制成的多孔薄膜。通过对卷芯中的正极复合体、铝箔、隔膜、负极复合体、铜箔等进行拉伸、压缩、穿孔试验，得到相应材料的材料卡片，为卷芯的精细化建模搭好基础。

图11 卷芯组分研究流程图 研究总体框架

2）单体层级研究

电池单体是向下集成卷芯、向上构成模组的结构，每一个单体都是一个可以独立工作的电化学集合体。目前车用锂离子动力电池单体，通常采用卷绕或叠片式卷芯（交替布置的正负电极和电极间的隔膜）和液态电解质，用金属外壳封装成圆柱形（a）或方形硬壳电池（b），或用镀金属塑料膜封装为软包电池（c）单体层级研究。

图12 (a) 圆柱形硬壳电池单体 (b) 方形硬壳电池单体

(c) 软包电池单体

为了全面了解电池单体在碰撞挤压载荷下的响应规律和失效机理，研究同样对单体进行了不同加载方向和不同加载速度的挤压试验。

图13 （a）Z向圆柱挤压 (b) Y向圆柱挤压 (c) X向圆柱挤压

(d) Z向球头挤压 (e) Z向锥面挤压

通过实验，可以得到对应的力-位移-电压曲线，结合对样件电镜扫描结果，来研究响应规律和失效机理，和建立了单体的有限元模型。

图14 某工况下单体力-位移-电压曲线

对于电池单体，我们通过多种方向和多种不同的加载速度的组合试验对其力电响应进行了测试，可以发现，单体也有着明显的各向异性和应变率效应。其次，单体的短路行为也具有明显的各向异性，相比于Y向和X向，Z向是单体最容易发生短路失效的挤压方向。借助对试验结果的认知，开发能够表征其应变率效应、各向异性和失效行为且兼顾仿真精度和计算效率的单体模型。

图15 单体有限元模型

3）模组层级研究

模组是将一个以上电池单体按照串联、并联或串并联方式组合，并作为电源使用的组合体。其研究方法与单体基本一致，但由于其结构比单体更加复杂多元，研究中需要考虑多种失效形式，包括单体之间的粘胶，壳体撕裂，端板断裂的现象。

图16 模组测试系统

图17 模组试验形式及样件变形情况

通过研究发现，相比单体内短路（卷芯断裂）压降失效而言，模组试验中更多的是由于结构失稳或外部侵入而发生的外短路；由于蓝膜、胶层和铝合金在冲击下韧性明显下降，更易发生失效破坏，而这些失效形式是导致模组发生外短路的关键因素，进而使得模组压降对应的力和位移的响应在准静态和存在较大差异。

图18 某工况下单体力-位移-电压曲线

通过模组多工况试验标定，建立模组有限元模型。

图19 模组有限元模型

4）电池包层级研究

通过对锂离子从卷芯到单体到模组的研究，对电池本身具备充分的了解，包括电池在冲击下的变形和失效规律，内部损伤发生的历程和机理，在发生严重损伤前所能承受的载荷、变形、能量等的最大限度，以及损伤发生过程中机电热的相互耦合和作用关系等。基于仿真模型，便可以开展多工况下电池包层级的研究与对标工作。

图20 电池包系统多工况研究

在新能源 汽车 安全开发过程中，电池包作为更加复杂的系统，不同的试验工况下，会有多种不同的失效形式，其产生的原因和所造成的危害也不尽相同。

图21 常见的动力电池失效形式

5、结语

锂离子电池凭借其能量密度大、循环寿命长、充电效率高等优点，被广泛应用于纯电动或混合动力 汽车 的储能系统。然而，锂离子电池在能量密度迅速增长的同时，对于整车的安全性设计又提出了新的挑战。特别是在经受复杂且严峻的碰撞工况时，为最大程度地发挥电池系统防护结构的作用，最大限度地在碰撞防护和轻量化设计之间寻求平衡，必须首先深入研究锂离子电池的机械性质和碰撞安全性，不但能够对新能源车辆设计和制造提出指导性的建议，也有利于新能源车辆的后期维护和事故处理等工作的进行。

为解决电池单体在机械加载下的力学响应与损伤行为预测问题，开发预测电池包力学响应和失效行为的工具，最终服务于电动 汽车 碰撞安全设计，第一阶段针对典型的车用动力电池开展了从卷芯到单体再到模组共三个层次，逐步深入的研究。每个层次的研究又分为试验和仿真两个方面，通过不同加载方向、不同加载速度的试验来研究卷芯、单体和模组的各向异性和应变率效应，以及加载方向和加载速度的不同给动力电池变形行为和失效行为带来的影响，全面认识动力电池在不同载荷工况下的响应规律和内在失效机理；借助对试验结果的认知，开发能够表征其应变率效应、各向异性和失效行为的卷芯模型，并以卷芯模型为基础，逐级向上开发兼顾仿真精度和计算效率的电池单体模型和模组模型，以试验结果为参考对各仿真模型的仿真精度进行验证，为电动 汽车 电池包碰撞安全保护的开发提供虚拟仿真工具。

首先对于车企来说影响着新能源汽车的加快发展。近两年来，新一轮科技革命和产业变革在全球范围内如火如荼。汽车与能源、交通、信息通信等领域的加速融合，促使我国汽车产业发展面临的内外环境发生变化。随着技术进步和产业发展形势的变化，此前双积分法案的实施过程中，存在技术标准亟待更新、企业对燃油汽车节能技术投入不足、不平衡等问题。

其次是影响着企业内部传统燃油车综合油耗高的问题。比如，国内生产新能源汽车的顶级国产品牌车企将成为《积分管理办法》的最大受益者。对于双积分政策，一个简单的理解是新能源正积分作为积分供给方，可以通过积分交易满足其他企业的负油耗积分与新能源负积分需求方之间的差距市场。以比亚迪、北汽、吉利、江淮等为代表的自主新能源“先行者”在积分制实施后可能会获得大量积分，这些积分未来可能会卖给一些主流新能源“后进者”。

再者影响着车企汽车产业的现有格局。我国新能源汽车在全球市场占有巨大优势，产销量占全球市场60%以上。在动力电池领域，国内企业占据前十。中国汽车产业巨变已经开始，中国新能源汽车产业将成为全球发展的引领者。如果企业积分不达标，企业需要购买积分来抵消负积分，否则将面临暂停申报汽车目录和暂停部分传统车型生产或进口的处罚。

要知道的是增加的进口税成本最终会落在汽车价格上，买单的是消费者，这将促使部分消费者选择自主品牌的高端车型。车企在中国建厂的速度，对国内零部件供应商和上下游企业都是有利的。不过，这些都是近期中美贸易摩擦引发的猜想。具体关税上调措施何时实施、实施多长时间，还取决于两国博弈的进展。无论如何，如果你不急于购买美国制造和进口的豪华车，你应该多观察。毕竟最近市场太不稳定了。

想做新能源汽车维修考证是第一步。一般来说，有两个证书不能少，一个是全国工商联汽车经销商商会颁发的电动汽车诊断维修技师证；另一个是电工上岗证。

1、电动汽车诊断维修技师证（必考）

结合新能源汽车领域的实际情况，授权中华汽车网校为新能源汽车维修工培训基地，考核新能源汽车维修师，考核合格颁发电动汽车诊断维修技师职业技能证书。电动汽车诊断维修技师职业技能证书，是表明劳动者具有从事新能源汽车维修工所必备的学识和技能的证明。它是劳动者求职、任职、开业的资格凭证，是用人单位招聘、录用劳动者的主要依据，也是境外就业、对外劳务合作人员办理技能水平公证的有效证件，想做新能源汽车维修工，这个证书是一定不能少的！

2、电工上岗证（推荐）

新能源电动汽车在动力系统方面和传统燃油汽车不同，使用的是电机驱动，并且依靠的是电池来给汽车提供动力，所以需要具备一些电路基础知识，很多汽车维修厂在招聘新能源汽车维修师的时候，招聘公告中都会明确标出有电工证者优先。