電動(dòng)汽車動(dòng)力電池系統(tǒng)(PACK)的可靠性在研發(fā)過(guò)程中，經(jīng)常為同事所提及，有人也會(huì)等同于壽命，有人也會(huì)講是耐久性，有人也會(huì)說(shuō)是質(zhì)保期，當(dāng)然也有的講到是失效率相關(guān)，是平均無(wú)故障間隔時(shí)間(MTBF)等等。

以上的叫法均有其特殊意義，只是所關(guān)心的重點(diǎn)不同。這里面涉及到幾個(gè)常用、易混淆的術(shù)語(yǔ)，如壽命、耐久性、質(zhì)保期、可靠性、失效率、平均無(wú)故障間隔時(shí)間(MTBF)。在理解這些術(shù)語(yǔ)前，有個(gè)問(wèn)題大家可以思考下：電動(dòng)汽車的可靠性與傳統(tǒng)汽車的可靠性有區(qū)別嗎？

本質(zhì)上是沒(méi)有區(qū)別的，就像你談?wù)撝Z基亞手機(jī)與智能手機(jī)的可靠性一樣。除去動(dòng)力技術(shù)的不同，傳統(tǒng)汽車與電動(dòng)汽車在很多方面都是相通的。

我們看下這幾個(gè)術(shù)語(yǔ)的定義：

使用壽命，是指新車開(kāi)始使用直至報(bào)廢為止的使用延續(xù)時(shí)間(或里程)。使用期限分為技術(shù)使用期限、經(jīng)濟(jì)使用期限與合理使用期限。

質(zhì)量保證期是指保證該商品使用者實(shí)現(xiàn)購(gòu)買該商品目的和要求的合理預(yù)期，即質(zhì)量保障的時(shí)間，也即合理使用壽命，很明顯質(zhì)保期在數(shù)值上≤使用壽命，我們常聽(tīng)說(shuō)的動(dòng)力電池要能做到5年10萬(wàn)公里或8年24萬(wàn)公里(以先到為準(zhǔn))，指的就是質(zhì)保期。關(guān)于質(zhì)保期還有個(gè)易混的概念即保修期，這二者區(qū)別在于質(zhì)保期內(nèi)零件免費(fèi)更換，保修期內(nèi)免費(fèi)維修，在數(shù)值上一般保修期小于等于質(zhì)保期，也有終生保修的，屬特例。

電芯壽命等同動(dòng)力電池可靠性?其實(shí)不是

耐久性，是指汽車進(jìn)入極限技術(shù)狀態(tài)之前，經(jīng)預(yù)防性維修(不更換主要總成和大修)維持工作能力的性能。使用壽命與耐久性都是對(duì)產(chǎn)品壽命的描述指標(biāo)，很多情況下，二者可以等同，從數(shù)值上來(lái)看，耐久性≤使用壽命。耐久性一般大于質(zhì)保期，這從定義上就可以看出，如果產(chǎn)品不能維持規(guī)定工作能力，必定在相關(guān)零部件上出現(xiàn)了問(wèn)題。

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耐久性體現(xiàn)在維持規(guī)定工作能力性能的時(shí)間跨度，比如對(duì)于動(dòng)力電池，我們知道在容量低于80%時(shí)，就要求退役，但低于80%時(shí)，車子仍然可以繼續(xù)使用。所不同的是，車子的性能變化了，直接的表現(xiàn)就是續(xù)駛里程降低。這種現(xiàn)象，不同的車子到達(dá)電池容量80%的時(shí)間是不同的，時(shí)間早的就可以說(shuō)該車的耐久性不好，時(shí)間晚的就可以說(shuō)是耐久性好。當(dāng)然，如果將容量到達(dá)80%就定義為動(dòng)力電池的壽命，那二者相同。

以上是PACK中，較容易理解耐久性的一個(gè)例子。其實(shí)，耐久性最初始于對(duì)機(jī)械產(chǎn)品的研究，由于機(jī)械產(chǎn)品的失效通常都是應(yīng)力應(yīng)變長(zhǎng)時(shí)間作用累積而造成，因此，耐久性是一個(gè)漸變指標(biāo)，這與電池SOC的衰退類似，與時(shí)間因素強(qiáng)相關(guān)。

可靠性是指電動(dòng)汽車在規(guī)定的使用條件下和規(guī)定的時(shí)間內(nèi)，完成規(guī)定功能的能力。這里有四個(gè)關(guān)鍵因素：汽車產(chǎn)品、規(guī)定條件、規(guī)定時(shí)間、規(guī)定功能。

汽車產(chǎn)品指汽車整車、總成或關(guān)鍵零部件，如PACK。

可靠性也是描述一種時(shí)間跨度內(nèi)的能力，如果說(shuō)狹義的質(zhì)量是時(shí)間點(diǎn)的概念(產(chǎn)品在出貨那個(gè)時(shí)刻是否是OK的)，那么可靠性則是一段時(shí)間內(nèi)的質(zhì)量。

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可靠性的另一個(gè)屬性是故障，所有的可靠性活動(dòng)都是圍繞“故障”展開(kāi)的，離開(kāi)“故障”談可靠性是沒(méi)有意義的，它所研究的主要就是產(chǎn)品的故障規(guī)律、機(jī)理，以及相關(guān)的改進(jìn)、驗(yàn)證活動(dòng)。從這點(diǎn)來(lái)看，可靠性與使用壽命、質(zhì)保期不是一個(gè)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(guān))。

電芯壽命等同動(dòng)力電池可靠性?其實(shí)不是

那么，如何來(lái)用數(shù)字表征一個(gè)產(chǎn)品的可靠性呢？即可靠性指標(biāo)是什么。

這就是大家常聽(tīng)到的“平均無(wú)故障工作時(shí)間(MTBF)、失效率”。

先說(shuō)MTBF(Meantimebetweenfailures，在理論上，這個(gè)只能用于描述可修產(chǎn)品，如汽車；對(duì)電芯來(lái)講，電芯是不可修產(chǎn)品，因電芯如果壞了就沒(méi)法修復(fù)了)，平均無(wú)故障工作時(shí)間，通俗地講就是多少個(gè)產(chǎn)品、在多長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)、發(fā)生了多少個(gè)故障。如1臺(tái)電動(dòng)大巴，在外運(yùn)行30天，共發(fā)生的2起故障，則MTBF=1*30/2=15天；若100輛車，在外運(yùn)行30天，共發(fā)生了200起故障，則MTBF=100*30/200=15。這種估計(jì)不嚴(yán)謹(jǐn)，但實(shí)用。

上面講了，MTBF是對(duì)可修產(chǎn)品而言的，對(duì)電芯來(lái)講是沒(méi)有意義的。但PACK是可修產(chǎn)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(gè)首次故障(可以看成MTBF的特例，即到第1個(gè)故障的統(tǒng)計(jì)規(guī)律)，該需求可轉(zhuǎn)化為時(shí)間分解到動(dòng)力電池的需求中，這樣便于設(shè)計(jì)。

電芯壽命等同動(dòng)力電池可靠性?其實(shí)不是

另一個(gè)是，失效率(這個(gè)是極有爭(zhēng)議的概念，這里不具體區(qū)別可修產(chǎn)品，不可修產(chǎn)品)，只以大家通常理解的意思說(shuō)明：即一段時(shí)間內(nèi)，產(chǎn)品發(fā)生故障的頻率。

與MTBF類似，這個(gè)指標(biāo)，也必須要：

(1)指定具體的產(chǎn)品批次，即哪些車；

(2)指定具體的時(shí)間，如是6個(gè)月的，12個(gè)月的，還是3年的；

(3)規(guī)定具體的故障，即哪些現(xiàn)象發(fā)生的，可以視作故障，這個(gè)很重要，直接決定統(tǒng)計(jì)項(xiàng)目。

根據(jù)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、引起主要總成報(bào)廢、造成重大經(jīng)濟(jì)損失、對(duì)周圍環(huán)境造成嚴(yán)重危害的故障。

2)嚴(yán)重故障。指引起主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(shí)間(30min)內(nèi)排除的故障。

3)一般故障。指不影響行駛安全的非主要零部件故障，可用易損備件和隨車工具在短時(shí)間(30min)內(nèi)排除。

4)輕微故障。指對(duì)汽車正常運(yùn)行基本沒(méi)有影響，不需要更換零部件，可用隨車工具(5min內(nèi))較容易排除的故障。

PACK在進(jìn)行統(tǒng)計(jì)時(shí)，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(dòng)力電池性能的是一類，如各類報(bào)警，異常等等，這個(gè)沒(méi)有明確的分法，根據(jù)各企業(yè)的習(xí)慣來(lái)進(jìn)行即可。

對(duì)于之前的100輛車，30天，200起故障，失效率為200/100*30=0.067/天。細(xì)心的讀者，可以發(fā)現(xiàn)，它是MTBF的倒數(shù)，其中緣由在此不展開(kāi)，也是不嚴(yán)謹(jǐn)?shù)?，但?shí)用。

電芯壽命等同動(dòng)力電池可靠性?其實(shí)不是

這幾個(gè)概念說(shuō)到這里，似乎有個(gè)很重要的東西一直沒(méi)有扯上關(guān)系：電芯的壽命！

是的，每當(dāng)客戶講到PACK可靠性時(shí)，大家都要談到電芯的壽命，為什么？

一，把電芯壽命與PACK可靠性等同，甚至是PACK壽命等同都是錯(cuò)誤的，二者不是同一類產(chǎn)品，電芯是不可修產(chǎn)品，PACK是可修的。

二，那為什么電芯壽命這么重要？短板原則！因?yàn)槿绻娦镜膲勖疾荒軡M足客戶要求的話，那么PACK可靠性一定不能滿足，并且電芯一旦壞了，出現(xiàn)問(wèn)題，哪怕是一個(gè)，那么整個(gè)PACK有可能都沒(méi)法用。而PACK中的其它零部件，技術(shù)比較成熟，可靠性、壽命一般都會(huì)遠(yuǎn)滿足PACK，或是它們可以很方便的更換。這就是為何模塊化設(shè)計(jì)、可維護(hù)性設(shè)計(jì)如此重要，如BMWi3的模組是可以很容易更換的，這樣當(dāng)某個(gè)電芯壞了，可以把模組直接換掉，而不用換整個(gè)PACK，正是這些東西的存在，才使PACK是“可修的”。

這個(gè)壽命時(shí)間是很重要的，它不僅決定了5年10萬(wàn)公里或8年12萬(wàn)公里是否可以實(shí)現(xiàn)，更是決定了一個(gè)PACK企業(yè)日后是否可以贏利(即售后服務(wù)成本的多少)，通常企業(yè)要在早期故障期之后才把產(chǎn)品賣出去(避免大量早期故障在客戶處曝露出來(lái))，把產(chǎn)品的質(zhì)保期設(shè)定在產(chǎn)品進(jìn)入損耗期之前，這樣，在質(zhì)保期內(nèi)少出故障(少維護(hù)成本)，在質(zhì)保期過(guò)后，產(chǎn)品多出故障(向客戶高額收費(fèi))，這是很多老外產(chǎn)品能夠賺取高額利潤(rùn)的一個(gè)手段。

電芯壽命等同動(dòng)力電池可靠性?其實(shí)不是

PACK的可靠性工作是個(gè)系統(tǒng)工程，以上算是概念的梳理，這些東西搞明白了，才能進(jìn)行下一步的工作：PACK的故障模式統(tǒng)計(jì)分析、各類故障機(jī)理分析、各零部件故障模式與故障機(jī)理分析、故障的測(cè)試與論證、改進(jìn)措施等等，設(shè)計(jì)、生產(chǎn)等各環(huán)節(jié)的工作展開(kāi)。