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电动汽车安全相关问题研究(上)
2016-10-08 14:37:00
关键词:电动汽车动力电池安全报告

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  中国电动汽车百人会在8月21日举办的中国电动汽车百人会夏季论坛(2016)上,发布了《电动汽车安全相关问题研究课题报告》(以下简称《安全报告》)。

  客观认识电动汽车安全问题

  一、保障安全是产业发展的首要目标

  当前全球电动汽车发展势头迅猛,但也要注意到近些年来,尤其是2015和2016年,电动汽车安全事故发生次数较多。这固然与电动汽车保有量的增加有关,但更与产业发展初期,各界对安全问题的认识不足有关。为了支持电动汽车产业,政府已经投入了几百亿,社会投资更是踊跃。安全问题如果得不到重视,出现了大问题,就有可能对电动汽车产业产生毁灭性的打击。因此,各方不能只关注量的增长而忽略质量的提升,需要保持理性,应当在满足市场需求的同时,对安全问题绝对不能放松;不能像产业发展初期那样,将研发环节当成市场环节,把不成熟的产品投入到市场中,拿消费者做试验。

  电动汽车正从初创期进入到稳步上量的阶段,这个时候更要坚持“安全第一”的原则,发展速度要以安全为前提保证。但也要看到,安全问题不能无限放大,更不能因为安全被重视就否定了电动汽车。从新兴产业发展的一般规律来看,在发展初期,产品容易出现一些问题,这是正常的。应当对初创产品持包容的态度,允许发生一些错误,给出一定的空间和时间,不能因为出现错误,就限制其发展。

  二、安全问题是系统的、动态的问题

  电动汽车的安全问题不完全是技术问题,涉及的面较广,包括企业、政府、消费者等主体,也包括公交、出租、充电等多个领域,是个跨行业、跨学科的系统性问题。没有规矩不成方圆,政府部门应当组织开展电动汽车安全问题的系统性研究,从标准、认证、检测、监管等诸多方面予以规范。安全问题也不是一个孤立的产品质量问题,还应当包括使用过程中的安全监管。政府部门研究制定相应的安全标准和法规来约束上市产品的同时,还需要加强事中事后监管,对已经上市的电动汽车安全状态进行定期检查,将安全隐患消灭在萌芽状态。另外,除了产品本身的安全以外,还要考虑到操作人员安全、维修人员的专业培训等。安全应当贯穿在电动汽车全生命周期当中,是动态的,而不是静态的。

  三、安全问题的解决要依靠技术进步和创新突破

  安全问题是电动汽车产业发展的核心问题,真正解决安全问题还是要依靠技术进步和创新。企业需要对电动汽车安全事故进行分析研究,从机理上找到事故发生的原因,并在此基础上研究出防范措施。安全问题是个系统性问题,不能只考虑产品本身,更要从整体出发,研究系统性的安全解决方案。这就需要加快技术攻关和创新研究,如制定电池系统安全标准、整车碰撞时动力电池箱的防护标准、着火时乘员逃生时间设定、车载灭火装置研发、安全操作规范等。电动汽车产业如果要快速并健康的发展,必须加强安全技术创新方面的攻关。

  四、安全问题的解决还需要建立配套管理体系

  安全问题不能仅依靠产品质量无限制地提升来解决,它同时也是一个管理问题。安全管理如果执行不到位或者不落实,就容易引发安全事故,给人们的生命财产造成损失,而且在客观上也阻碍了社会生产力的提高。因此应当从电动汽车全生命周期建立安全管理体系,包括产品认证、运行安全、维护保养、退役回收等环节,以及有关的安全标准和法规等。

  电动汽车安全相关问题现状

  一、电动汽车产业发展现状

  电动汽车近几年发展迅速,继2014年爆发式增长之后,2015年再创历史新高,达到37.9万辆,根据工信部公开数据统计,截至2015年12月底,我国电动汽车产量已经突破50万辆。伴随电动汽车的快速发展,动力电池需求量急剧增加,据高工锂电的数据,2015年我国车用动力电池出货量达到15.7GWh,同比增长3.2倍。

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  图1  2010-2016年6月我国电动汽车产量(单位:辆)

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  图2  2010-2016年4月我国动力电池出货量(单位:GWh)

  二、电动汽车安全事故统计分析

  随着电动汽车保有量的快速增长,电动汽车安全事故开始增多,引起了广泛关注。表1是通过网络资料整理的2011年-2016年7月全球电动汽车典型安全事件的不完全统计。

  表1  电动汽车典型安全事件

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  以上49例典型电动汽车着火事件中,2015年火灾发生事故为14例,2016年1-7月15例,2015年至今已经超过一半,着火事件发生频率呈上升趋势。


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  图3  电动汽车安全事故年发生次数统计(单位:例)

  以上电动汽车着火事故中,由自燃导致的火灾事故最高,为23例子,占比约47%,充电、碰撞、浸水导致的分别为7例、6例和3例,其他零部件引起的6例,不明原因的4例。

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  图4  电动汽车安全事故诱因(单位:例)

  从以上电动汽车着火事故的车型构成来看,新能源客车22例,占比约45%,全部为国内车型,轿车为27例,国内车型中,新能源客车发生事故次数比轿车多。由于新能源客车承载人数多,乘客需要的逃生时间较长,火灾事故影响严重。

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  图5  电动汽车安全事故车型分布(单位:例)

  三、充电安全新旧标准转换期存在问题

  充电基础设施安全性和互联互通新国标出台后,使得新建基础设施与充电系统在安全方面得到了提升,但前期已经安装的符合采用旧标准的系统升级较为迟缓,在一定程度上,这些电动汽车产品也存在一定的安全隐患。某一电动汽车品牌对新标准的符合性进行了车桩匹配试验发现,目前市场上很多充电产品未能满足新标准的要求,一些产品甚至没有绝缘诊断等功能。

  表2  某厂家车桩匹配试验

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  四、电动汽车产品准入存在的问题

  我国自2009年实施《新能源汽车生产企业及产品准入管理规则》之后,对电动汽车企业及产品采取公告管理,强调了企业的研发能力和产业基础,并要求电动汽车符合常规汽车和电动汽车专项检验标准,虽然采取了准入管理的制度,但是产品安全门槛并不高,导致我国推荐目录中出现了大量车型。比如2009-2015年《节能与新能源汽车示范推广应用工程推荐车型目录》中,共发布了3409款车型,尤其是中小型客车,2015年发布532款,较2014年的87款增加6倍,2016年实施的《新能源汽车推广应用推荐车型目录》3批名单中,共1022款新能源车型入选,其中客车为760款,超过了70%。然而我国部分新能源客车企业的产品类似常规车的拼装,产品质量参差不齐,有些产品的高压熔断器、IGBT等元器件可靠性不高,接插件阻燃性达不到要求,BMS对充电管理存在缺陷,这些都有可能导致电动汽车事故的发生。

  五、电动汽车智能网联化带来新的安全性挑战

  汽车智能化、网络化将会成为汽车未来发展的大趋势,而电动汽车将是实现汽车智能化、网络化的最佳载体。随着电动汽车的智能化和网联化发展,汽车信息安全将会逐渐显露。首先是信息安全,黑客可以通过与总线通讯交换车辆数据,控制车辆部分功能;其次,环境感知部分的各类传感器,也是汽车为了感知外部环境新设的数据入口,黑客可以模拟超声波、毫米波、激光雷达的返回波模拟外部环境,使车辆对周围障碍判断失误,从而引发安全事故;第三,充电时充电基础设施及BMS也存在被外界控制的风险。黑客可以利用汽车系统的漏洞及对车辆相关环境设施的控制对车辆进行攻击。

稿件来源: 中国电动汽车百人会
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