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與安全隐患過招

時間:2024-11-03 12:43:04

新能源汽車的安全問題究竟跟哪些因素有關,該如何減少安全隐患?

文AO記者陳秀娟

今年夏天,全國大部分城市都受到了暴雨不同程度的侵襲,讓很多汽車“擱淺”在道路上。在北京,曾有一晚有200多名電動汽車司機因暴雨導緻車輛故障,而撥打搶修救援電話。2016年7月7日,南京玄武區徐莊軟件園環園東路上,兩輛電動客車因泡水,先後起火。

據工信部統計,自2009年以來,我國新能源汽車安全事故共31例,其中2015年以來發生17起(客車13起),今年上半年發生8起(客車4起),事故頻率有明顯提高,尤其是電動客車,截至2015年底,事故率達到0.17‰,高出世界平均水平一倍多。而随着老舊車輛的增多,安全形勢将更加嚴峻。

那麼,電動汽車的安全問題究竟跟哪些因素有關,又該如何減少安全隐患?

關于電動汽車的安全問題,國家科技部電動汽車重大項目總體專家組組長、全國政協常委、中國電動汽車百人會執行副理事長、清華大學教授歐陽明高在8月12日由中國電動汽車百人會夏季論壇暨電動汽車安全報告媒體交流會上,發表了自己的觀點。歐陽明高指出,新能源汽車安全有三個環節,電池安全、充電設施安全和整車安全。電池的熱管理系統不過關、充電時過充、整車碰撞放水設計不過關等都可能導緻電動汽車燃燒、起火等安全事故。

電池安全是核心

歐陽明高指出,目前的電動汽車安全的核心是電池安全,電池由于其特性隻能在特定的溫度範圍内正常工作,超過了一定的溫度就會産生系列的自生熱反應,最後導緻熱失控,發生起火燃燒事故,這一方面跟電池的材料體系相關,另一方面跟電池管理系統相關。

“電池跟發動機等其他部件不同,溫度是一個很重要的參數。電池隻能在一定的溫度範圍内才能正常工作,溫度高了不行,低了也不行。低溫環境下,電池容量放不出來,也充不進去,這是因為電池極化導緻的。總之,電池怕冷,如果電池溫度太低,它就不能正常工作;在高溫環境下,電池也不能正常工作,正常工作範圍是在45攝氏度以内,如果溫度到達90-100攝氏度,問題就産生了。電池就會引起一系列自生熱反應”。歐陽明高說道。

當然,每種材料電池的情況都不一樣,但都有“自生熱起始溫度”,達到這個溫度電池會形成副反應,一般是放熱反應,也有吸熱反應。這種放熱反應會引起溫度升高。溫度再升高之後又會引起另外一個副反應,又會引起溫度再升高,形成連鎖反應。當溫度達到150-250攝氏度時,熱失控就會發生,比如說隔膜崩潰、電解液燃燒,最高能達到900攝氏度以上高溫。

因此,新能源汽車電池的安全首要在于做好熱管理系統,電池方面做好散熱的冷卻功能,電池散熱可采用風冷和水冷。

此外,電池隔熱也是保證電池安全的一道閥門,電池組中一旦有一塊電池出現問題,隔熱功能将對電池進行阻斷或者延緩電池熱度蔓延,從而保證電池的安全。比如一輛新能源車電池組有16塊,當其中一塊出現故障産生發熱冒煙現象時到引起整車電池組的連鎖反應時用20分鐘以上,足夠駕駛者安全逃生,從某種意義上講這款新能源車是安全的。

除了以上電池本身的主動安全之外,還需針對電池進行一系列的被動安全監測。比如對電池進行穿刺,人為的制造電池短路;對電池進行水泡、灌水、防塵、高溫等檢測,試看電池的反應從而充分保證電池的安全。

充電基礎設施安全較薄弱

歐陽明高指出,在電池安全、充電設施安全和整車安全這三個環節中,充電設施安全相對來講比較薄弱,目前在國内最有發展空間。“充電基礎設施也是安全隐患較多的環節。目前我國的充電機行業産品準入不嚴,質量參差不齊,整體水平是相對較差;充電樁的标準處于新舊交替的過渡階段;另外,某些充電場合如地下車庫因為存放車輛密集、容易進水等特點對充電設施的質量要求很高,國内現有的充電設施很難達到。”歐陽明高表示。

因此,做好充電設施安全就要做好電池的充電管理系統。電池在充滿的情況下繼續充電對于電池來講就很危險,比如當一塊電池已經充滿之後繼續充,充到120%就比較危險,充到150%時已經達到危險極限,這時候的電池充電管理系統就應該工作進行斷電終止電池的繼續充電,一則可以保證電池安全,二則可以保證電池壽命。“發生的事故中有的是電池管理系統死機,充電機不知道,它會繼續充,一般來說過充到150%,當場就會出現劇烈的事故。”歐陽明高表示。

還有一些充電設施出現不安全,并不能歸咎于電池的不安全。比如因人為操作不當而出現的安全、因為電池管理系統質量問題,不能有效地發出充電命令等。電池的質量問題不等同于電池的技術問題。其實交流電慢充還是比較安全,這時候的新能源汽車就相當于一件家用電器了。

中國電動汽車百人會執行副理事長、清華大學教授歐陽明高。整車的安全才是最終的安全

新能源汽車的安全在于電池和充電設施的安全,但最終要的是整車的安全,當電池安全之後放進汽車中時就成為一個完成的行車系統,但電池安全了不等于新能源整車安全。新能源整車要經過一系列嚴格的安全檢測:泡水、碰撞、高溫、高壓等流程。

在整車安全方面,目前電池比能量的逐步提高對整車的安全技術要求也越來越高。歐陽明高指出,我國電池汽車尤其是電動客車的安全規範方面相對薄弱,需要在高壓電氣系統、防水防塵、整車集成等方面不斷地提高技術水平。目前我國針對新能源汽車的安全檢測流程與國際一緻。

“整車集成有幾個問題,第一個是高壓電器安全問題,第二個是碰撞安全問題,第三個是防水防塵的問題。現在我們很多安全事故,是電器安全事故導緻的,比如說我們的驅動電機控制器電力電子器件IGBT損壞、短路。這不是内短路,而是外短路,大電流的短路,容易造成事故。對于碰撞安全,比如電池碰撞之後就會變形,變形之後就會撕裂,撕裂之後就會短路,短路就會引起事故。所以,電動汽車的碰撞安全也是非常重要的方面。比如說日産電動汽車一次安全事故都沒有發生,現在全球已經有20多萬輛車了。當初日本發生地震海嘯,這些車泡在水裡面都沒有發生事故,因為整車碰撞安全做得非常好,也就是說電池被保護得非常好,本身沒有多大變形。”歐陽明高舉例解釋道。

歐陽明高指出,電動汽車雖然發生了一些安全問題,但是完全可以通過管理、質量把關、技術創新等方式來解決,不能因為這些問題而對産業本身的發展失去信心。從全球來看,可再生能源、分布式發電和電動汽車的發展是大勢所趨,未來的電動汽車不僅是信息和物流的終端,也是整個能源互聯網用能、儲能和回饋能源的終端。
   

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