如何設(shè)計一個安全的電動汽車

引：近期，工業(yè)和信息化部裝備工業(yè)一司、國家市場監(jiān)督管理總局質(zhì)量發(fā)展局以視頻方式聯(lián)合組織召開加強新能源汽車安全管理工作會議，分析研判新能源汽車安全形勢，切實加強新能源汽車安全管理。

Part 1

電動汽車管理的要求

　　電動汽車的安全

　　生產(chǎn)企業(yè)是產(chǎn)品質(zhì)量安全的第一責(zé)任人，要在產(chǎn)品研發(fā)設(shè)計、生產(chǎn)制造、測試驗證、運行監(jiān)測、使用維保等全鏈條做好風(fēng)險防范，切實履行產(chǎn)品質(zhì)量事故報告和缺陷召回等法定義務(wù)，不斷提升產(chǎn)品安全水平，堅決遏制新能源汽車安全事故發(fā)生。

　　加快修訂完善相關(guān)強制性國家標準要求，引導(dǎo)行業(yè)企業(yè)加快高效能電池系統(tǒng)熱管理、多層級安全防護等技術(shù)研發(fā)，強化車輛運行安全監(jiān)測體系。

●??電動汽車保有量

截至2023年6月底，全國機動車保有量達4.26億輛，機動車駕駛?cè)?.13億人。

截至6月底，全國新能源汽車保有量達1620萬輛，占汽車總量的4.9%。純電動汽車保有量1259.4萬輛，占新能源汽車總量的77.8%。

從整體來看，電動汽車已經(jīng)足夠多，目前也成為大家選車購車的主要選擇之一。

●??安全問題常抓不懈

在中國汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展進入規(guī)?；焖侔l(fā)展新階段后，新能源汽車的滲透率已經(jīng)在1/3左右。新能源汽車安全的內(nèi)涵和外延都在不斷變化和拓展。安全是產(chǎn)業(yè)發(fā)展的命門，行業(yè)企業(yè)必須高度重視、常抓不懈。

所以汽車（生產(chǎn)企業(yè)）制造商是產(chǎn)品質(zhì)量安全的第一責(zé)任人，要在產(chǎn)品研發(fā)設(shè)計、生產(chǎn)制造、測試驗證、運行監(jiān)測、使用維保等全鏈條做好風(fēng)險防范，切實履行產(chǎn)品質(zhì)量事故報告和缺陷召回等法定義務(wù)，不斷提升產(chǎn)品安全水平，堅決遏制新能源汽車安全事故發(fā)生。

從管理層面，將加強工作協(xié)同，加快修訂完善相關(guān)強制性國家標準要求，引導(dǎo)行業(yè)企業(yè)加快高效能電池系統(tǒng)熱管理、多層級安全防護等技術(shù)研發(fā)，強化車輛運行安全監(jiān)測體系，組織開展安全隱患排查和缺陷調(diào)查，嚴肅查處違規(guī)行為，營造良好的產(chǎn)業(yè)發(fā)展氛圍，推動行業(yè)整體安全水平穩(wěn)步提升。

在這里，電動汽車起火，特別是動力電池系統(tǒng)的安全性能（自燃），直接關(guān)系到新能源汽車的運行安全和用戶信心。近年來，在網(wǎng)絡(luò)中常見的新能源汽車起火燃燒、電池失效、駕駛輔助系統(tǒng)故障等安全事故，引起了社會各界的高度關(guān)注。那么如何理解過去的一些情況，如何提高和發(fā)展呢？

Part 2

歷史遺留問題下

電動汽車與電池安全的死角

中國針對新能源汽車的安全管理的要求一直是存在的，也推出了一系列強制性國家標準，包括GB 38031-2020《電動汽車用動力蓄電池安全要求》、GB 18384-2020《電動汽車安全要求》和GB 38032-2020《電動客車安全要求》。這些標準涵蓋了電池系統(tǒng)熱安全、機械安全、電氣安全以及功能安全等方面，旨在提高新能源汽車的整體安全水平。

◎?GB 38031-2020《電動汽車用動力蓄電池安全要求》是電動汽車用動力蓄電池的強制性國家標準。該標準于2020年5月發(fā)布，并于2021年1月1日開始實施，涵蓋了電池單體、模組和系統(tǒng)三個層次。標準的制定是為了加強電動汽車用動力蓄電池的安全性能，以確保電池系統(tǒng)熱安全、機械安全、電氣安全以及功能安全的要求。

◎?GB 18384-2020《電動汽車安全要求》是電動汽車的強制性國家標準，也于2020年5月發(fā)布，并于2021年1月1日開始實施。該標準規(guī)定了電動汽車的術(shù)語和定義、分類、要求、試驗方法、檢驗規(guī)則和標志等內(nèi)容，主要關(guān)注電動汽車的電氣安全和功能安全，增加了電池系統(tǒng)熱事件報警信號要求，并強化了整車防水、絕緣電阻及監(jiān)控要求。

◎?GB 38032-2020《電動客車安全要求》也是電動客車的強制性國家標準。該標準于2020年5月發(fā)布，并于2021年1月1日開始實施?；凇峨妱悠嚢踩蟆窐藴?，GB 38032-2020針對電動客車的載客人數(shù)多、電池容量大、驅(qū)動功率高等特點，對電動客車電池倉部位碰撞、充電系統(tǒng)、整車防水試驗條件及要求等提出了更為嚴格的安全要求。還增加了高壓部件阻燃要求和電池系統(tǒng)最小管理單元熱失控考核要求，以進一步保障電動客車的安全性能。

那么為什么在中國有了強制的電動汽車安全和電池安全要求下，還是有問題起火事故呢？在這里主要有這么幾個問題：

◎?鋰離子電池的制造過程對環(huán)境、雜質(zhì)和濕度十分敏感，鋰電池的制造量也很大，標準解決的問題是單個問題，但是電池的質(zhì)量控制是一個持續(xù)的過程。

◎?GB 38031-2020《電動汽車用動力蓄電池安全要求》里面有很多的測試要求，但是客觀來說，更多的是圍繞起步的要求，不同的企業(yè)在這個過程中，是存在對電池安全的理解不一樣。

◎?從2020-2023年，幾年的時間電動汽車的發(fā)展太迅速了，從走量到價格戰(zhàn)，這一切來得很突然。但是汽車開發(fā)的過程還是很漫長的。這客觀使得市場接受度，要快于車企的準備，當(dāng)然我們也看到了很多車企為了迎合市場，不斷縮減開發(fā)流程，加快速度往市場推產(chǎn)品，在這里還是有很多的隱患。

該怎么樣來保證安全，這里還是拿我們熟悉的上汽通用汽車的開發(fā)過程和奧特能電動車平臺打個樣。

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Part 3

設(shè)計一個安全的電動汽車

通用汽車搞電動汽車從EV1開始，已經(jīng)持續(xù)了很多年。如果要說特點是什么，可能是因為經(jīng)歷過百年發(fā)展洗禮，從文化和基因上，對于安全有了非常透徹的理解。所以奧特能平臺在“電池方面是不是會出問題”，是上汽通用汽車做這個事情的核心?？梢哉f，通過遠超國標GB 38031-2020的開發(fā)和試驗標準，基于整車使用環(huán)境、終端客戶、產(chǎn)品定位等不同場景領(lǐng)域，上汽通用汽車提出了更高且更復(fù)雜的標準。對電動汽車應(yīng)該怎么樣用電池，考慮涵蓋了基本物性、電化學(xué)性能、循環(huán)耐久、法律法規(guī)和安全濫用等五個方面，使得奧特能平臺的電池，經(jīng)歷了電、熱、化學(xué)、安全、耐久、振動等全面的考驗，累計測試時間達到320萬小時以上。

值得一提的是，考慮到電池大規(guī)模制造后如何確保電池質(zhì)量的問題，在電池來料篩選階段，上汽通用汽車采取100%電芯DCR檢測，高成本的檢測手段，但能夠準確反映電池的基本物性，通過DCR全檢（超嚴格的品控標準），奧特能確保電芯焊接制造過程、電芯性能以及下線品質(zhì)的一致性。

在開發(fā)過程中，奧特能平臺電池還要接受整包級別的終極大考驗，模擬現(xiàn)實嚴苛環(huán)境。例如，在電池?zé)釘U散測試中，奧特能將初始溫度提高至45℃以上，遠超過國標的0℃或常溫要求，進一步挑戰(zhàn)熱擴散的控制。此外，振動試驗的時長接近國標的3倍，電池包抗擠壓能力是國標的3倍，鹽霧試驗的時長是國標的20多倍，電芯溫濕循環(huán)次數(shù)是國標的90多倍。這些超越國標的考驗確保了奧特能電池在各種極端情況下都能遠超同級水平，滿足未來更嚴苛的國標要求。

奧特能電池還擁有多重核心電池?zé)峁芾砑夹g(shù)。這包括電芯間隔熱墻、抑制熱擴散技術(shù)、集成式液冷系統(tǒng)、模組和整包的防火設(shè)計、后置大面積防爆閥、防拉弧以及“車-云”兩端相結(jié)合的電池健康監(jiān)測系統(tǒng)。這些技術(shù)的應(yīng)用，實際上建立了一整套框架。

從關(guān)鍵性來看，電芯間隔熱墻采用新一代氣凝膠，是要解決電芯與電芯之間的熱量傳遞問題。奧特能電動平臺的電池包采用的是航天級納米材料的新一代氣凝膠，電芯失控以后可以依靠氣凝膠及時的把熱量屏蔽在隔壁電芯，阻擋熱量傳播來確保隔壁電芯的安全。

在整車層面，為全面保護電池和整車的安全，奧特能電池還采用了強化的全新電池物理防護架構(gòu)。采用高強度的井字形框架結(jié)構(gòu)，占比約61%的高強鋼以及37.5%的超高強鋼，使整包的抗擠壓能力達到國標的3倍。同時，結(jié)合整車系統(tǒng)設(shè)計，奧特能電池實現(xiàn)了超過國標的全乘員位、多位置柱碰和多種復(fù)雜場景下的防護能力。

小結(jié)：從2023年往前看，電動汽車走入日常，其安全的基本屬性會進一步放大。消費者對于安全做不好的企業(yè)，容忍度會越來越低，監(jiān)管部門的態(tài)度也是如此。怎么樣打造一款安全的電動汽車，這不是靠賣得多就可以的，還是得看整車企業(yè)的硬功夫。車企是產(chǎn)品質(zhì)量安全的第一責(zé)任人，要在產(chǎn)品研發(fā)設(shè)計、生產(chǎn)制造、測試驗證、運行監(jiān)測、使用維保等全鏈條做好風(fēng)險防范，這里才能看出誰能在這場馬拉松下能越跑越好。

編輯：黃飛

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