提高新能源汽車的安全設計，防患于未然

12月初，一輛停靠在上海某路邊的純電動汽車發(fā)生自燃。自新能源汽車發(fā)展至今，與其相關的每一起事故案例都備受社會關注。據(jù)不完全統(tǒng)計，2016年全球共發(fā)生35起新能源汽車起火事故，其中國外6起，國內(nèi)29起，國內(nèi)是起火事故的重災區(qū)。

作為整個汽車產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型的突破口，新能源汽車被多次寫進《中國制造2025》《汽車產(chǎn)業(yè)中長期發(fā)展規(guī)劃》等重大政策方針中。盡管目前新能源汽車保有量較低，新能源汽車火災事故率還遠低于傳統(tǒng)燃油車，但不可否認新能源汽車安全的警鐘已經(jīng)敲響，為了維護社會公共安全以及保障產(chǎn)業(yè)健康發(fā)展，在研究新能源汽車技術發(fā)展路線的同時，有必要針對新能源汽車火災進行專門探討，提高新能源汽車的安全設計，防患于未然。

起火原因多為電氣故障

公安部消防局天津火災物證鑒定中心副主任劉振剛在接受本刊記者采訪時表示，目前新能源汽車仍以電動汽車為主，電動汽車由于自身故障引發(fā)的火災主要集中在電氣系統(tǒng)。電動汽車的電氣系統(tǒng)包含高壓電氣系統(tǒng)、動力電池系統(tǒng)、熱管理系統(tǒng)、低壓電氣系統(tǒng)等。

據(jù)劉振剛介紹，高壓電氣系統(tǒng)的主要故障表現(xiàn)為線路的直接短路、電池固定帶與電池放電熔斷、高壓線路接線端接觸不良以及產(chǎn)生缺陷等。動力電池的危險主要來自于電池的內(nèi)部短路和外部短路，其中，電池內(nèi)短路發(fā)生在過充、放電的情況下較多，且很難完全避免。熱管理系統(tǒng)在電池組溫度不均，各電池模塊、單體內(nèi)阻和容量不一致及機艙散熱能力降低等情況下，將降低電池充、放電循環(huán)效率,影響電池的功率和能量發(fā)揮，嚴重時還將導致熱失控,影響電池的安全性與可靠性，甚至引發(fā)火災。充電過程中起火也是電動汽車起火的一個主要原因，從目前發(fā)生的電動汽車火災案例來看，多起與充電相關，表現(xiàn)為電池管理系統(tǒng)與充電系統(tǒng)的匹配問題、充電器內(nèi)部問題、以及線路短路問題等。電動汽車的低壓電氣系統(tǒng)與傳統(tǒng)燃油車相同，需要指出的是，油電混合動力車型由于在傳統(tǒng)汽車基礎上增加了純電動部分，火災危險性更加復雜。

預防電池熱失控是關鍵

日前，由國家質(zhì)檢總局缺陷產(chǎn)品管理中心和公安部消防局天津火災物證鑒定中心聯(lián)合舉辦的中國汽車安全與召回技術論壇在天津舉行，論壇的主題為“車輛火災事故深度研究與預防”。此次論壇是我國首次關于車輛火災事故深度研討的學術會議，會上專門針對“新能源汽車火災安全研究”議題進行了深度研討，受到了行業(yè)的廣泛關注。

據(jù)重慶車輛檢測研究院新能源汽車檢測中心副總工程師葉磊介紹，目前被國內(nèi)相關媒體報道的29起新能源汽車起火事故，從起火車型來看，客車共18起，是新能源汽車起火事故的主力；其次是乘用車，共有10起。從起火原因來看，自燃引發(fā)9起，由動力電池導致的自燃是新能源汽車起火的首要原因；零部件故障引發(fā)6起；充電和浸水引各發(fā)3起。從新能源汽車類型來看，純電動汽車是起火事故高發(fā)的車輛類型，共發(fā)生23起；其次是油電混合動力車型，共發(fā)生3起。

華南理工大學教授、廣東省汽車工程學會副理事長蘭鳳崇認為，基于單體電池熱失控原理及其傳播規(guī)律，最后引發(fā)動力的電池包起火爆炸是導致電動汽車火災事故的基本原理，符合目前理論研究和試驗證明；各熱失控影響因素之間的關聯(lián)關系、熱失控機理分析、熱失控傳播行為研究和熱失控阻斷技術的結(jié)合是從根源上防范火災發(fā)生的措施，但要根本解決從概率上講還很難。

事實上，影響動力電池安全性能的因素貫穿了一個動力電池從電芯選材到使用終結(jié)全生命周期的始終，這也是業(yè)內(nèi)普遍關注的重點。動力電池應用分會秘書長張雨在接受本刊記者采訪時表示：“材料本身的本征軌道能量、晶體結(jié)構(gòu)和性狀決定了一個電芯的本征安全性能；電芯的制造過程中每一個工藝環(huán)節(jié)精益求精的程度，自動化程度和化成條件設置決定了其循環(huán)性能和安全性能，影響其嵌鋰穩(wěn)定性和熱穩(wěn)定性；電池集成中關于BMS和安全性方面的設計可以切實地保障電池的安全性，但電池的制造和使用工況不可能始終處于理想狀態(tài)，出現(xiàn)制造誤差和濫用工況難以避免，在這個現(xiàn)實條件下，對電池發(fā)生熱失控的各種預案設計就顯得尤其重要?！?/p>

安全標準多為推薦性標準

而今，新能源汽車處于巨大風口上，無論是政策引導還是利益使然，伴隨著資本的入駐及保有量的增加，企業(yè)過度追求能量密度及續(xù)航里程、低端過剩等一系列問題也逐漸浮出水面，促進產(chǎn)品質(zhì)量提升是擺在整個行業(yè)面前的共同問題。

目前現(xiàn)行有效的關于新能源汽車的標準共有128項，涵蓋整車、關鍵系統(tǒng)及零部件、接口及充電基礎設施等多方面。根據(jù)工信部39號令要求，新能源汽車產(chǎn)品準入執(zhí)行39項標準和1項技術條件，其中涉及新能源汽車及關鍵零部件的安全技術標準有31項，占比近80%。如GB/T31485-2015《電動汽車動力蓄電池安全要求及試驗方法》對蓄電池單體、模塊的過放電、過充電、短路等10項安全要求進行了嚴格規(guī)范；GB/T31498-2015《電動汽車碰撞后的安全要求》對于防觸電保護、電解液泄露等提出了明確要求，如碰撞結(jié)束30分鐘內(nèi)，REESS不應起火和爆炸等。

“目前在標準制定上也反映出一些問題?！比~磊指出，“一是電動汽車安全標準目前都為推薦性標準，二是商用車領域的安全標準被忽視，三是缺少被動安全實驗項目?！睘榇?，國家標準委也在組織相關單位進行補充完善，GB《電動汽車用鋰離子動力電池安全要求》正在制定中，其中新增了電池包、系統(tǒng)熱失控擴展、系統(tǒng)低溫保護、過流保護等實驗項目，該標準于2016年8月立項，先后經(jīng)過7次討論，目前第二版正式草案已經(jīng)發(fā)布，處于征求意見階段。此外，GB《電工客車安全技術條件》也已經(jīng)形成第一版草案，正在向社會征求意見。

車企應做好安全防護

對于新能源汽車企業(yè)而言，安全設計是一個系統(tǒng)工程，在設計之初就應該考慮好電池單體的安全設計、電池模組的安全設計、高壓系統(tǒng)的安全設計以及整車的安全設計，同時從硬件上進行物理防護，從軟件上進行策略保護。

劉振剛建議，首先，碰撞安全性是考察新能源汽車安全性的重要指標，動力電池、熱管理系統(tǒng)都要布置在車輛內(nèi)部不易受到碰撞損傷的部位，同時要采用必要的設計進行碰撞防護，如采用加強筋等措施；其次，電池艙部位要特別與乘員艙進行物理隔離，以避免電池艙起火后，火焰迅速蔓延到乘員艙減少逃生時間；第三，動力電池在密閉的電池箱內(nèi)，針對動力電池火災初期的滅火，可以考慮設置自動滅火裝置；第四，電動汽車采用高壓電，無論使用、維修、滅火施救等都存在電擊的危險隱患，因此電動汽車要特別注意高壓電的防護。

“新能源汽車生產(chǎn)企業(yè)對于產(chǎn)品安全負主體責任，對存在缺陷的產(chǎn)品召回也是避免重大安全事故的有效手段?！比~磊指出。據(jù)統(tǒng)計，2004~2016年，我國共實施缺陷汽車召回1296次，涉及汽車3669萬輛，其中與火災缺陷相關的召回有313次，涉及1007萬輛，分別占全部次數(shù)和數(shù)量的24.2%和27.4%。盡管其中以傳統(tǒng)燃油車為主，但是隨著新能源汽車的大規(guī)模生產(chǎn)與應用，通過召回，為消費者消除安全隱患，實現(xiàn)質(zhì)量提升，也將是其在后市場監(jiān)管上的重要一環(huán)。

電池企業(yè)要提質(zhì)增效

除了動力電池產(chǎn)品本身的安全性能，新能源汽車的安全還與后期在運營環(huán)節(jié)的維護有很大關系。張雨指出，當前輿論將起火完全歸咎于動力電池并不妥當，也不利于行業(yè)的發(fā)展。但透過動力電池行業(yè)投資火熱的大環(huán)境，一些嚴重問題也在凸顯，如產(chǎn)品性能良莠不齊、低端產(chǎn)能過剩，鋰電池雖為公認的理想儲能元件，但目前還無法滿足整車對于高安全性、高一致性的要求等。

張雨認為，動力電池企業(yè)應積極轉(zhuǎn)變發(fā)展方式，從產(chǎn)能擴張轉(zhuǎn)為提質(zhì)增效。要堅持依靠科技創(chuàng)新，加快實現(xiàn)電池的智能制造。要與科研院所聯(lián)合發(fā)展，與上下游產(chǎn)業(yè)緊密結(jié)合，加快動力電池的結(jié)構(gòu)調(diào)整，滿足新能源汽車對續(xù)航里程、高安全性、高一致性的要求。當前，動力電池行業(yè)已經(jīng)進入“洗牌期”，動力電池的安全性問題研究仍任重而道遠，唯有理論結(jié)合實際不斷創(chuàng)新，才能迎來在高能量、高功率應用領域真正意義上的輝煌。

消費者需加強用電常識教育

對新能源車主來說，合理使用也是防止故障出現(xiàn)的有效措施，如遵守用戶手冊上注明的充電規(guī)范和流程、定期檢查保養(yǎng)、不隨意停放車輛等。

“要加強消費者的用電常識教育，特別是對慢充注意事項的教育。盡量使用充電樁，不要私接線路進行充電，不要使用延長線將連接市電的移動插座放在后備箱內(nèi)進行充電。退一步講，如果慢充使用延長線路一定選用廠家規(guī)定的合格優(yōu)質(zhì)符合功率要求的導線、不纏繞。消費者也不可隨意拆卸部件，要特別注意防止觸電事故的發(fā)生。”劉振剛建議。

此外，消費者發(fā)現(xiàn)車輛出現(xiàn)問題后，要與專業(yè)維修廠聯(lián)系，把安全隱患特別是火災隱患消除在萌芽狀態(tài)，同時也要將安全隱患信息報送至國家質(zhì)檢總局缺陷產(chǎn)品管理中心及企業(yè)等，幫助車企及時發(fā)現(xiàn)缺陷，采取措施，提升產(chǎn)品質(zhì)量。