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(chē)的可靠性與傳統汽車(chē)的可靠性有區別嗎?
本質(zhì)上是沒(méi)有區別的,就像你談?wù)揘OKIA手機與智能手機的可靠性一樣。除去動(dòng)力技術(shù)的不同,傳統汽車(chē)與電動(dòng)汽車(chē)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(chē)開(kāi)始使用直至報廢為止的使用延續時(shí)間(或里程)。使用期限分為技術(shù)使用期限、經(jīng)濟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)現購買(mǎi)該商品目的和要求的合理預期,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12萬(wàn)公里(以先到為準),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,這二者區別在于質(zhì)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(zhì)保期,也有終生保修的,屬特例。
耐久性,是指汽車(chē)進(jìn)入極限技術(shù)狀態(tài)之前,經(jīng)預防性維修(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產(chǎn)品壽命的描述指標,很多情況下,二者可以等同,從數值上來(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)品不能維持規定工作能力,必定在相關(guān)零部件上出現了問(wèn)題。
耐久性體現在維持規定工作能力性能的時(shí)間跨度,比如對于動(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(chē)子仍然可以繼續使用。所不同的是,車(chē)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(chē)子到達電池容量80%的時(shí)間是不同的,時(shí)間早的就可以說(shuō)該車(chē)的耐久性不好,時(shí)間晚的就可以說(shuō)是耐久性好。當然,如果將容量到達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),耐久性最初始于對機械產(chǎn)品的研究,由于機械產(chǎn)品的失效通常都是應力應變長(cháng)時(shí)間作用累積而造成,因此,耐久性是一個(gè)漸變指標,這與電池SOC的衰退類(lèi)似,與時(shí)間因素強相關(guān)。
可靠性是指電動(dòng)汽車(chē)在規定的使用條件下和規定的時(shí)間內,完成規定功能的能力。
這里有四個(gè)關(guān)鍵因素:汽車(chē)產(chǎn)品、規定條件、規定時(shí)間、規定功能。
汽車(chē)產(chǎn)品指汽車(chē)整車(chē)、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)間內的質(zhì)量。
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)品的故障規律、機理,以及相關(guān)的改進(jìn)、驗證活動(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))。
那么,如何來(lái)用數字表征一個(gè)產(chǎn)品的可靠性呢?即可靠性指標是什么。
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(Mean time between failures,在理論上,這個(gè)只能用于描述可修產(chǎn)品,如汽車(chē);對電芯來(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(cháng)時(shí)間內、發(fā)生了多少個(gè)故障。如1臺電動(dòng)大巴,在外運行30天,共發(fā)生的2起故障,則MTBF=1*30/2=15天;若100輛車(chē),在外運行30天,共發(fā)生了200起故障,則MTBF=100*30/200=15。這種估計不嚴謹,但實(shí)用。
上面講了,MTBF是對可修產(chǎn)品而言的,對電芯來(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(hù)要求整車(chē)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)故障的統計規律),該需求可轉化為時(shí)間分解到動(dòng)力電池的需求中,這樣便于設計。
另一個(gè)是,失效率(這個(gè)是極有爭議的概念,這里不具體區別可修產(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,產(chǎn)品發(fā)生故障的頻率。
與MTBF類(lèi)似,這個(gè)指標,也必須要:
。1)指定具體的產(chǎn)品批次,即哪些車(chē);
。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)規定具體的故障,即哪些現象發(fā)生的,可以視作故障,這個(gè)很重要,直接決定統計項目。
根據故障的危害程度不同,汽車(chē)故障通常分類(lèi):
1)致命故障。指危及人身安全、引起主要總成報廢、造成重大經(jīng)濟損失、對周?chē)h(huán)境造成嚴重危害的故障。
2)嚴重故障。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(chē)工具在短時(shí)間(30min)內排除的故障。
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(chē)工具在短時(shí)間(30min)內排除。
4)輕微故障。指對汽車(chē)正常運行基本沒(méi)有影響,不需要更換零部件,可用隨車(chē)工具(5min內)較容易排除的故障。
PACK在進(jìn)行統計時(shí),可依照此分類(lèi)建立起PACK的故障類(lèi)別,比如起火、爆炸是一類(lèi),冒煙、燒融是一類(lèi),一些影響動(dòng)力電池性能的是一類(lèi),如各類(lèi)報警,異常等等,這個(gè)沒(méi)有明確的分法,根據各企業(yè)的習慣來(lái)進(jìn)行即可。
對于之前的100輛車(chē),30天,200起故障,失效率為200/100*30=0.067/天。細心的讀者,可以發(fā)現,它是MTBF的倒數,其中緣由在此不展開(kāi),也是不嚴謹的,但實(shí)用。6
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,每當客戶(hù)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壽命等同都是錯誤的,二者不是同一類(lèi)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!因為如果電芯的壽命都不能滿(mǎn)足客戶(hù)要求的話(huà),那么PACK可靠性一定不能滿(mǎn)足,并且電芯一旦壞了,出現問(wèn)題,哪怕是一個(gè),那么整個(gè)PACK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 )遠滿(mǎn)足PACK,或是它們可以很方便的更換。這就是為何模塊化設計、可維護性設計如此重要,如BMW i3的模組是可以很容易更換的,這樣當某個(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”。
,通常企業(yè)要在早期故障期之后才把產(chǎn)品賣(mài)出去(避免大量早期故障在客戶(hù)處曝露出來(lái)),把產(chǎn)品的質(zhì)保期設定在產(chǎn)品進(jìn)入損耗期之前,這樣,在質(zhì)保期內少出故障(少維護成本),在質(zhì)保期過(guò)后,產(chǎn)品多出故障(向客戶(hù)高額收費),這是很多老外產(chǎn)品能夠賺取高額利潤的一個(gè)手段。7
PACK的可靠性工作是個(gè)系統工程,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的故障模式統計分析、各類(lèi)故障機理分析、各零部件故障模式與故障機理分析、故障的測試與論證、改進(jìn)措施等等,設計、生產(chǎn)等各環(huán)節的工作展開(kāi)。
與其他產(chǎn)品一樣,可靠性有很大一部分工作在做“Paper Work”,比如搞個(gè)數據統計、建個(gè)啥模型,這些不是不重要,但不是企業(yè)的核心壁壘,目前PACK企業(yè)的可靠性壁壘在于:你有多少輛車(chē)在外面跑,你做了多少的故障分析,你做了多少的測試驗證,這些是實(shí)實(shí)在在的、有說(shuō)明力和價(jià)值的數據,這些東西反饋到設計與生產(chǎn),才能形成可靠性的提升與改進(jìn)。有時(shí)候不得不說(shuō),優(yōu)秀的產(chǎn)品是靠時(shí)間和錢(qián)砸出來(lái)的,而目前國內絕大多數PACK企業(yè)缺的是時(shí)間,即技術(shù)積累與經(jīng)驗。