鉅大LARGE | 點擊量：1246次 | 2021年04月07日
談一談對動力鋰電池系統可靠性的一些看法
電動汽車動力鋰電池系統（PACK）的可靠性在研發過程中，經常為同事所提及，有人也會等同于壽命，有人也會講是耐久性，有人也會說是質保期，當然也有的講到是失效率相關，是平均無故障間隔時間（MTBF）等等。
以上的叫法均有其特殊意義，只是所關心的重點不同。
這里面涉及到幾個常用、易混淆的術語，如壽命、耐久性、質保期、可靠性、失效率、平均無故障間隔時間（MTBF）。在理解這些術語前，有個問題大家可以思考下：電動汽車的可靠性與傳統汽車的可靠性有差別嗎？
本質上是沒有差別的，就像你談論NOKIA手機與智能手機的可靠性相同。除去動力技術的不同，傳統汽車與電動汽車在很多方面都是相通的。
我們看下這幾個術語的含義：
符合Exic IIB T4 Gc防爆標準
充電溫度：0~45℃
-放電溫度：-40~+55℃
-40℃最大放電倍率：1C
-40℃ 0.5放電容量保持率≥70%
使用壽命，是指新車開始使用直至報廢為止的使用延續時間（或里程）。使用期限分為技術使用期限、經濟使用期限與合理使用期限。
質量保證期是指保證該商品使用者實現購買該商品目的和要求的合理預期，即質量保障的時間，也即合理使用壽命，很明顯質保期在數值上使用壽命，我們常聽說的動力鋰電池要能做到5年10萬公里或8年12萬公里（以先到為準），指的就是質保期。有關質保期還有個易混的概念即保修期，這二者差別在于質保期內零件免費更換，保修期內免費維修，在數值上一般保修期小于等于質保期，也有終生保修的，屬特例。
談一談對動力鋰電池系統可靠性的一些看法
耐久性，是指汽車進入極限技術狀態之前，經預防性維修（不更換重要總成和大修）維持工作能力的性能。使用壽命與耐久性都是對產品壽命的描述指標，很多情況下，二者可以等同，從數值上來看，耐久性使用壽命。耐久性一般大于質保期，這從含義上就可以看出，假如產品不能維持規定工作能力，必定在相關零部件上出現了問題。
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耐久性體現在維持規定工作能力性能的時間跨度，比如關于動力鋰電池，我們了解在容量低于80%時，就要求退役，但低于80%時，車子仍然可以繼續使用。所不同的是，車子的性能變化了，直接的表現就是續駛里程降低。這種現象，不同的車子到達電池容量80%的時間是不同的，時間早的就可以說該車的耐久性不好，時間晚的就可以說是耐久性好。當然，假如將容量到達80%就含義為動力鋰電池的壽命，那二者相同。
以上是PACK中，較容易理解耐久性的一個例子。其實，耐久性最初始于對機械產品的研究，由于機械產品的失效通常都是應力應變長時間用途累積而造成，因此，耐久性是一個漸變指標，這與電池SOC的衰退類似，與時間因素強相關。可靠性是指電動汽車在規定的使用條件下和規定的時間內，完成規定功能的能力。
這里有四個關鍵因素：汽車產品、規定條件、規按時間、規定功能。
汽車產品指汽車整車、總成或關鍵零部件，如PACK。
可靠性也是描述一種時間跨度內的能力，假如說狹義的質量是時間點的概念（產品在出貨那個時刻是否是OK的），那么可靠性則是一段時間內的質量。
談一談對動力鋰電池系統可靠性的一些看法
可靠性的另一個屬性是故障，所有的可靠性活動都是圍繞故障展開的，離開故障談可靠性是沒有意義的，它所研究的重要就是產品的故障規律、機理，以及相關的改進、驗證活動。從這點來看，可靠性與使用壽命、質保期不是一個緯度的概念，與耐久性有共同之處（耐久性本身也與故障相關）。
談一談對動力鋰電池系統可靠性的一些看法
那么，如何來用數字表征一個產品的可靠性呢？即可靠性指標是什么。
這就是大家常聽到的平均無故障工作時間（MTBF）、失效率。
先說MTBF（Meantimebetweenfailures，在理論上，這個只能用于描述可修產品，如汽車；對電芯來講，電芯是不可修產品，因電芯假如壞了就沒法修復了），平均無故障工作時間，通俗地講就是多少個產品、在多長時間內、發生了多少個故障。如1臺電動大巴，在外運行30天，共發生的2起故障，則MTBF＝1*30/2=15天；若100輛車，在外運行30天，共發生了200起故障，則MTBF＝100*30/200=15。這種估計不嚴謹，但實用。
上面講了，MTBF是對可修產品而言的，對電芯來講是沒有意義的。但PACK是可修產品，所以可以使用。一些客戶要求整車的首次故障不低于5000公里或1000公里，這個首次故障（可以看成MTBF的特例，即到第1個故障的統計規律），該需求可轉化為時間分解到動力鋰電池的需求中，這樣便于設計。
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另一個是，失效率（這個是極有爭議的概念，這里不具體差別可修產品，不可修產品），只以大家通常理解的意思說明：即一段時間內，產品發生故障的頻率。與MTBF類似，這個指標，也必須要：
（1）指定具體的產品批次，即什么車；
（2）指定具體的時間，如是6個月的，12個月的，還是3年的；
（3）規定具體的故障，即什么現象發生的，可以視作故障，這個很重要，直接決定統計項目。
根據故障的危害程度不同，汽車故障通常分類：
1）致命故障。指危及人身安全、引起重要總成報廢、造成重大經濟損失、對周圍環境造成嚴重危害的故障。
2）嚴重故障。指引起重要零部件或總成損壞、影響行駛安全、不能用易損備件和隨車工具在短時間（30min）內排除的故障。
3）一般故障。指不影響行駛安全的非重要零部件故障，可用易損備件和隨車工具在短時間（30min）內排除。
4）輕微故障。指對汽車正常運行基本沒有影響，不要更換零部件，可用隨車工具（5min內）較容易排除的故障。
PACK在進行統計時，可依照此分類建立起PACK的故障類別，比如起火、爆炸是一類，冒煙、燒融是一類，一些影響動力鋰電池性能的是一類，如各類報警，異常等等，這個沒有明確的分法，根據各公司的習慣來進行即可。
關于之前的100輛車，30天，200起故障，失效率為200/100*30＝0.067/天。細心的讀者，可以發現，它是MTBF的倒數，其中緣由在此不展開，也是不嚴謹的，但實用。6
這幾個概念說到這里，似乎有個很重要的東西一直沒有扯上關系：電芯的壽命！
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