鉅大LARGE | 點(diǎn)擊量:1057次 | 2022年03月25日
電池缺陷和使用不當(dāng)是電動(dòng)汽車(chē)安全事故的主因
電動(dòng)汽車(chē)頻頻出事,原因到底在哪?發(fā)展電動(dòng)汽車(chē)如何破除地方保護(hù)?目前國(guó)內(nèi)電動(dòng)汽車(chē)安全問(wèn)題主要體現(xiàn)在電池使用、材料構(gòu)成和充電安全方面。上下游產(chǎn)業(yè)發(fā)展不平衡、企業(yè)盲目重量輕質(zhì)是造成這些安全問(wèn)題的主要因素,此外,監(jiān)管監(jiān)控存在漏洞、政府相關(guān)政策不全也是原因之一。
因此,電動(dòng)汽車(chē)相關(guān)企業(yè)必須嚴(yán)抓質(zhì)量環(huán)節(jié)、進(jìn)行技術(shù)創(chuàng)新、加強(qiáng)監(jiān)管監(jiān)控、不能冒進(jìn)求成;政府相關(guān)部門(mén)也應(yīng)重視電動(dòng)汽車(chē)安全問(wèn)題,在相關(guān)政策法規(guī)上進(jìn)行逐步完善,確保各部門(mén)之間協(xié)同合作,促進(jìn)電動(dòng)汽車(chē)行業(yè)有序、健康、穩(wěn)定的發(fā)展。
解析電動(dòng)汽車(chē)安全事故:電池缺陷與使用不當(dāng)是主因
1、電動(dòng)汽車(chē)安全事故成因
2011年-2015年,我國(guó)新能源汽車(chē)共發(fā)生了24例火災(zāi)事故,其中純電動(dòng)客車(chē)15例、混合動(dòng)力客車(chē)5例、純電驅(qū)動(dòng)乘用車(chē)4例。在這24例事故中,或是自燃事故,或是碰撞事故,或是充電事故。針對(duì)這些事故進(jìn)行分析,其成因主要有以下幾點(diǎn):
充電溫度:0~45℃
-放電溫度:-40~+55℃
-40℃最大放電倍率:1C
-40℃ 0.5放電容量保持率≥70%
(一)電池使用不當(dāng)
電池在使用過(guò)程中遇到液體浸泡、隔膜破損、絕緣損毀的情況下會(huì)發(fā)生短路,造成電池過(guò)熱起火。隨著使用時(shí)間的增長(zhǎng),電池會(huì)逐步老化,導(dǎo)致各項(xiàng)參數(shù)發(fā)生改變,不安全因素增加。除此之外,部分低質(zhì)量的電芯存在毛刺、錯(cuò)位、雜質(zhì)、污染等問(wèn)題,會(huì)導(dǎo)致動(dòng)力電池在使用時(shí)短路,發(fā)生事故。
(二)電池材料不過(guò)關(guān)
目前我國(guó)大多數(shù)電動(dòng)汽車(chē)都是以鋰電池作為動(dòng)力電池的主要原材料。由于鋰離子活躍、易燃的化學(xué)特性,在實(shí)際使用過(guò)程中遇到碰撞、擠壓會(huì)導(dǎo)致電池組受損,使電池內(nèi)的鋰離子暴露在空氣中,引發(fā)火災(zāi)。
此外,由于我國(guó)安裝和組裝電池組的機(jī)械化程度不高,導(dǎo)致生產(chǎn)的單體電池或電池組的一致性不高,質(zhì)量參差不齊,電池漏液現(xiàn)象時(shí)有發(fā)生。電解液一旦接觸氧氣,會(huì)迅速分解燃燒并引燃電池組,造成安全事故。
標(biāo)稱(chēng)電壓:28.8V
標(biāo)稱(chēng)容量:34.3Ah
電池尺寸:(92.75±0.5)* (211±0.3)* (281±0.3)mm
應(yīng)用領(lǐng)域:勘探測(cè)繪、無(wú)人設(shè)備
(三)動(dòng)力電池系統(tǒng)存在缺陷
有的電池喉箍(軟硬管的連接物)位置不對(duì),容易造成電池冷卻劑泄漏,導(dǎo)致電池過(guò)熱起火;
有的電池內(nèi)部高壓附件及線路排布不合理,受到擠壓后容易引起短路;
有的電池系統(tǒng)防護(hù)設(shè)計(jì)欠缺,抗擠壓能力較差,一旦受到擠壓會(huì)發(fā)生變形、外殼破裂、內(nèi)部支架損壞、接插件松動(dòng)、高低壓線束磨損等,造成安全隱患。
(四)充電引發(fā)起火
我國(guó)發(fā)生了多起電動(dòng)汽車(chē)火災(zāi)事故,有一部分是電動(dòng)汽車(chē)過(guò)充引起的。由于充電站沒(méi)有過(guò)充保護(hù),導(dǎo)致了充電過(guò)程中的起火。很多充電樁安裝在地下車(chē)庫(kù)或大型停車(chē)場(chǎng),一輛電動(dòng)汽車(chē)發(fā)生火災(zāi),可能會(huì)引燃周邊其他車(chē)輛,造成不可預(yù)估的損失。在低溫時(shí)充電沒(méi)有預(yù)熱措施導(dǎo)致溫度場(chǎng)差較高,也是造成充電安全事故的原因之一。
2、電動(dòng)汽車(chē)安全事故中暴露出的幾個(gè)問(wèn)題
根據(jù)對(duì)電動(dòng)汽車(chē)安全事故的調(diào)查和成因分析,電動(dòng)汽車(chē)發(fā)展過(guò)程中存在的一些問(wèn)題也逐漸顯露出來(lái),這些問(wèn)題成為制約電動(dòng)汽車(chē)安全、有序、穩(wěn)定、長(zhǎng)久發(fā)展的主要因素,具體有以下幾點(diǎn):
(一)生產(chǎn)環(huán)節(jié)重量輕質(zhì)
2013年—2015年,國(guó)內(nèi)整車(chē)生產(chǎn)合格數(shù)量達(dá)到49.7萬(wàn)輛,進(jìn)入了高速發(fā)展時(shí)期,這也對(duì)配套的電池行業(yè)帶來(lái)了生產(chǎn)壓力,電池生產(chǎn)廠商為了保證供應(yīng)量,在生產(chǎn)過(guò)程中往往忽視了對(duì)質(zhì)量的要求。
除了電池以外的零部件,也存在不符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)和要求的情況。盡管?chē)?guó)家在修訂電動(dòng)汽車(chē)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)時(shí)增加了很多對(duì)安全方面的要求,包括溫度監(jiān)控裝置、機(jī)械鎖、電子鎖等,但依然有部分企業(yè)的零部件產(chǎn)品無(wú)法達(dá)標(biāo)。以充電槍為例,目前幾乎沒(méi)有廠家能夠提供達(dá)標(biāo)的產(chǎn)品。
此外,在充電過(guò)程中的通訊協(xié)議存在著中斷充電指令失效、繼續(xù)進(jìn)行充電的情況;電池管理系統(tǒng)(BMS)也出現(xiàn)對(duì)充電設(shè)施發(fā)送錯(cuò)誤的信號(hào)和命令的現(xiàn)象,如在電池充滿(mǎn)之后還發(fā)出充電的指令,最終造成過(guò)充保護(hù)失效,導(dǎo)致充電事故發(fā)生。
在充電樁方面,隨著大量充電設(shè)施企業(yè)的涌入,出現(xiàn)了產(chǎn)品質(zhì)量參差不齊的情況,部分充電樁在組裝設(shè)計(jì)時(shí)就未能滿(mǎn)足國(guó)家標(biāo)準(zhǔn),這些問(wèn)題充電樁易發(fā)生漏電、過(guò)流等事故,存在一定的安全隱患。
(二)動(dòng)力電池技術(shù)有待提高和創(chuàng)新
據(jù)測(cè)試機(jī)構(gòu)的數(shù)據(jù)顯示,現(xiàn)有的動(dòng)力電池系統(tǒng)中,單體電池的風(fēng)險(xiǎn)普遍存在,低的風(fēng)險(xiǎn)包括漏液、變形、排氣,高的風(fēng)險(xiǎn)包括火花、爆炸等情況。如果單體電池出現(xiàn)熱失控,三元材料比磷酸鐵鋰材料出現(xiàn)的火花、著火的情況要大很多,這不僅是已發(fā)生事故中出現(xiàn)的問(wèn)題,也是潛在的安全隱患。
另一方面,電池系統(tǒng)的整體設(shè)計(jì)缺乏合理性,各部件設(shè)計(jì)空間都沒(méi)有統(tǒng)一的規(guī)劃,事故風(fēng)險(xiǎn)概率非常高。據(jù)調(diào)查,國(guó)內(nèi)新能源零部件系統(tǒng)領(lǐng)域排行前10位的廠商,對(duì)于電池的模塊和電池包之間的間隙大小沒(méi)有統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)和要求,在插接件、電纜等高壓電氣部件,以及電機(jī)控制器等整個(gè)系統(tǒng)安全防護(hù)方面也缺少合理、統(tǒng)一的規(guī)劃。
(三)監(jiān)控系統(tǒng)流于形式
在部分地區(qū),電動(dòng)汽車(chē)的監(jiān)控系統(tǒng)并沒(méi)有起到真正的監(jiān)控安全的作用,更多的是作為數(shù)據(jù)采集工具而不是對(duì)系統(tǒng)安全進(jìn)行預(yù)警和報(bào)錯(cuò),有些監(jiān)控系統(tǒng)甚至只是作為參觀時(shí)的展示品,失去了本身應(yīng)有的作用,流于形式。
對(duì)于電動(dòng)汽車(chē)來(lái)說(shuō),事故的預(yù)警非常重要,這一點(diǎn)在大巴的應(yīng)用上顯得更為突出。與乘用車(chē)具有的嚴(yán)格的風(fēng)險(xiǎn)管控措施不同,大巴的制造是分離的,電池和整車(chē)的制造分別為不同的生產(chǎn)商,各自為戰(zhàn),缺乏完整的監(jiān)控能力。
(四)整車(chē)系統(tǒng)設(shè)計(jì)存在問(wèn)題
在整車(chē)設(shè)計(jì)方面,對(duì)于電池組與車(chē)內(nèi)空間缺少規(guī)劃,整車(chē)防護(hù)不足,一旦出現(xiàn)電池著火現(xiàn)象,車(chē)內(nèi)人員疏散時(shí)間太少,逃生機(jī)會(huì)變低。這在純電動(dòng)大客車(chē)的安全事故上較為明顯,出現(xiàn)的問(wèn)題也比較多。
(五)政府部門(mén)對(duì)于加強(qiáng)安全性相關(guān)措施存在不足
眾所周知,我國(guó)對(duì)于機(jī)動(dòng)車(chē)的安檢有著相關(guān)要求和執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)。在燃油車(chē)方面,有針對(duì)油耗、排量的相關(guān)安檢要求,但是對(duì)電動(dòng)汽車(chē)的安檢卻不包括和安全性相關(guān)的電驅(qū)動(dòng)動(dòng)力系統(tǒng)。安檢方面的缺失導(dǎo)致政府無(wú)法監(jiān)管和檢測(cè)到電動(dòng)汽車(chē)的動(dòng)力安全及相關(guān)問(wèn)題。
(六)專(zhuān)業(yè)知識(shí)培訓(xùn)缺失
在電動(dòng)汽車(chē)的基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)中,很大一部分從業(yè)人員缺少電動(dòng)汽車(chē)相關(guān)專(zhuān)業(yè)知識(shí)。以某項(xiàng)中德汽車(chē)項(xiàng)目為例,安裝充電樁的施工人員甚至是幾個(gè)農(nóng)民,完全不具備電動(dòng)汽車(chē)相關(guān)專(zhuān)業(yè)知識(shí),裝出來(lái)的充電樁不僅不規(guī)范,在安全上也存在重大問(wèn)題。在整車(chē)銷(xiāo)售中,對(duì)于消費(fèi)者也沒(méi)有針對(duì)電動(dòng)汽車(chē)的安全知識(shí)方面的專(zhuān)業(yè)培訓(xùn)和資料。
3、提高電動(dòng)汽車(chē)安全性的建議
安全是新能源汽車(chē)的發(fā)展之本。從電動(dòng)汽車(chē)動(dòng)力系統(tǒng)的特殊性、基礎(chǔ)設(shè)施的聯(lián)動(dòng)性和市場(chǎng)應(yīng)用中的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)來(lái)看,加強(qiáng)電動(dòng)汽車(chē)安全,減少各環(huán)節(jié)中存在的安全隱患刻不容緩。
(一)保持市場(chǎng)理性,加強(qiáng)質(zhì)量建設(shè)
近年來(lái),我國(guó)電動(dòng)汽車(chē)的發(fā)展取得了良好的成績(jī),但是在加快發(fā)展的同時(shí)也不能忽視安全問(wèn)題。企業(yè)在面對(duì)政策利好時(shí)應(yīng)保持冷靜,不能盲目進(jìn)行數(shù)量的擴(kuò)張和產(chǎn)能擴(kuò)大,而對(duì)安全問(wèn)題、技術(shù)問(wèn)題有所放松。一旦在質(zhì)量控制管理等方面上放松,加上技術(shù)成熟度不夠,會(huì)加速擴(kuò)大問(wèn)題的出現(xiàn)。
因此,無(wú)論是整車(chē)、零部件還是基礎(chǔ)設(shè)施,都不可盲目建設(shè),相關(guān)企業(yè)應(yīng)高度重視產(chǎn)品質(zhì)量和安全問(wèn)題,嚴(yán)格執(zhí)行國(guó)家標(biāo)準(zhǔn),進(jìn)行安全性測(cè)試,對(duì)于出現(xiàn)安全事故的產(chǎn)品應(yīng)及時(shí)召回、整頓。另一方面,政府要制定、完善相關(guān)考核標(biāo)準(zhǔn),讓產(chǎn)品質(zhì)量有標(biāo)準(zhǔn)可以參照,并嚴(yán)格進(jìn)行認(rèn)證和檢測(cè),規(guī)范對(duì)新能源汽車(chē)安全的管理。
需要特別注意的是充電設(shè)施方面的建設(shè)。由于電動(dòng)車(chē)充電時(shí)著火會(huì)造成連環(huán)效應(yīng),一輛車(chē)起火很有可能造成大面積的損失。一旦出現(xiàn)大型事故,對(duì)于電動(dòng)汽車(chē)整個(gè)行業(yè)的發(fā)展是致命的。因此大型停車(chē)場(chǎng)和地下車(chē)庫(kù)的充電樁建設(shè)及安全問(wèn)題要慎之又慎。
(二)重視技術(shù)創(chuàng)新,促進(jìn)產(chǎn)品迭代
在現(xiàn)有電池技術(shù)上,不僅要加強(qiáng)電池本身的安全性,即電芯本身的電化學(xué)特性帶來(lái)的安全性,還要強(qiáng)化電池管理系統(tǒng)的保護(hù)功能,加強(qiáng)電池的安全性測(cè)試。另外,由于電動(dòng)汽車(chē)的特性,電池使用時(shí)間長(zhǎng)、充放電次數(shù)多,在電池設(shè)計(jì)和安全性測(cè)試上還要考慮到電池全生命周期范圍的安全,避免因電池老化造成相關(guān)的安全事故。
在新電池技術(shù)研發(fā)方面,要將精力主要放在技術(shù)攻堅(jiān)上。不能盲目提高現(xiàn)有電池的能量密度,電池的能量密度越高,將來(lái)出的問(wèn)題就很可能像原子彈一樣,體積小、傷害大。因此一定要兼顧能量密度和安全性,在保證安全的基礎(chǔ)上進(jìn)行研發(fā)。在研發(fā)過(guò)程中,不能只關(guān)心產(chǎn)品是否能通過(guò)安全性檢測(cè)和相關(guān)標(biāo)準(zhǔn),而應(yīng)該重視如何設(shè)計(jì)好產(chǎn)品、最大程度地實(shí)現(xiàn)電池安全。另一方面,政府和企業(yè)要在資金、技術(shù)和時(shí)間上進(jìn)行長(zhǎng)期投入,用于安全性更強(qiáng)的新一代電池的研發(fā)乃至全固體電池的研發(fā),通過(guò)更新迭代產(chǎn)品,保證電動(dòng)汽車(chē)使用的安全。
(三)加大監(jiān)管力度,建立監(jiān)控體系
目前,我國(guó)在傳統(tǒng)汽車(chē)領(lǐng)域?qū)τ谡?chē)廠的監(jiān)管相對(duì)來(lái)說(shuō)比較健全,在新能源領(lǐng)域雖然監(jiān)管的條目比較多,但是不夠具體、不夠充分。在監(jiān)管過(guò)程中,不能僅針對(duì)某個(gè)環(huán)節(jié),而應(yīng)該對(duì)整車(chē)管理和控制進(jìn)行體系監(jiān)管。
對(duì)于零部件和充電設(shè)施來(lái)說(shuō),隨著使用時(shí)間的增多,將來(lái)會(huì)出現(xiàn)設(shè)備老化和部件損壞,長(zhǎng)時(shí)間充電帶來(lái)的安全隱患將進(jìn)一步加大,尤其是充電過(guò)程中的安全事故,將造成范圍更大的影響。因此,對(duì)于充電設(shè)施安全的監(jiān)管極為必要。
對(duì)于電動(dòng)汽車(chē)安全問(wèn)題,應(yīng)建立一體化的防控體系,預(yù)防為主、多級(jí)聯(lián)動(dòng)。對(duì)于電動(dòng)汽車(chē)行業(yè)的各個(gè)方面、各個(gè)環(huán)節(jié)要實(shí)現(xiàn)“檢測(cè)——預(yù)警——控制”的監(jiān)控鏈,做到實(shí)時(shí)、有效、多級(jí)聯(lián)動(dòng)的系統(tǒng)化防控體系,防控體系的各個(gè)環(huán)節(jié)都應(yīng)發(fā)揮作用,不能流于形式。
(四)政府部門(mén)應(yīng)加強(qiáng)協(xié)同,完善相關(guān)政策
電動(dòng)汽車(chē)的發(fā)展推動(dòng)以四部委為主,同時(shí)涉及住建、能源、電力等多個(gè)政府部門(mén)和系統(tǒng),在加強(qiáng)電動(dòng)汽車(chē)安全問(wèn)題方面,也需要各個(gè)政府部門(mén)協(xié)同合作,完善相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和監(jiān)督問(wèn)題。對(duì)于政府部門(mén)而言,應(yīng)該派專(zhuān)人或?qū)iT(mén)的部門(mén)對(duì)電動(dòng)汽車(chē)安全問(wèn)題進(jìn)行系統(tǒng)了解和研究。
在安檢方面,動(dòng)力系統(tǒng)是電動(dòng)汽車(chē)安全的重要部分,完善電動(dòng)汽車(chē)的相關(guān)安檢措施也極為必要。另外,對(duì)于電動(dòng)汽車(chē)安全性問(wèn)題還應(yīng)繼續(xù)進(jìn)行系統(tǒng)討論,并形成反饋和報(bào)告,引起相關(guān)部門(mén)的重視;在未來(lái)的交流中,應(yīng)加強(qiáng)和政府部門(mén)的聯(lián)系,通過(guò)政策規(guī)范,保證電動(dòng)汽車(chē)行業(yè)的有序、安全、穩(wěn)定發(fā)展。
(五)重視人員培訓(xùn)及應(yīng)急措施處理
在人員培訓(xùn)上,要加強(qiáng)我國(guó)電動(dòng)汽車(chē)行業(yè)從業(yè)人員的知識(shí)儲(chǔ)備完善和職業(yè)資格提升,借鑒國(guó)內(nèi)外企業(yè)的成功經(jīng)驗(yàn),對(duì)相關(guān)人員進(jìn)行系統(tǒng)培訓(xùn)和資格認(rèn)定,獲準(zhǔn)之后才可上崗。另一方面,要加強(qiáng)在市場(chǎng)層面的科普宣傳,對(duì)司乘人員、社會(huì)群眾進(jìn)行電動(dòng)汽車(chē)安全的專(zhuān)門(mén)輔導(dǎo),制作安全手冊(cè),加強(qiáng)對(duì)安全知識(shí)和意識(shí)的普及。
在整車(chē)設(shè)計(jì)尤其是大型客車(chē)的設(shè)計(jì)上,要合理設(shè)計(jì)乘客與電池組的隔離,一旦電池起火,要做到火勢(shì)會(huì)被控制在電池箱內(nèi),或延緩燃燒速度,保證車(chē)內(nèi)乘客有足夠的時(shí)間逃生;同時(shí)還要安裝滅火裝置,一旦發(fā)生火災(zāi)可迅速控制或延緩火勢(shì)蔓延。
除此之外,還可效仿國(guó)外經(jīng)驗(yàn),引入保險(xiǎn)機(jī)制,與國(guó)內(nèi)保險(xiǎn)公司商談合作,在事故發(fā)生之后盡量減少損失,獲得一定保障。