電動汽車安全性可以做得更好 絕不帶病上崗

日前，三星智能手機Galaxy Note7因鋰電池故障爆炸召回的消息，引發(fā)了消費者的廣泛關(guān)注。小小的手機都會爆炸，動輒搭載幾百公斤動力鋰電池的電動汽車還安全嗎？

沒有安全就沒有電動汽車的未來

截至2015年底，我國電動汽車事故率0.17%

“安全是發(fā)展電動汽車的前提，沒有安全就沒有電動汽車的未來?！痹谌涨芭e行的中國電動汽車百人會夏季論壇上，工業(yè)和信息化部裝備工業(yè)司司長李東透露，2011年以來，我國發(fā)生電動汽車事故31起，其中，2015年發(fā)生9起，今年上半年則發(fā)生了8起。

另一則統(tǒng)計數(shù)據(jù)顯示，截至2015年底，我國電動汽車事故率達到0.17%，高出世界平均水平一倍多?！半妱悠囀鹿蕯?shù)量呈增長態(tài)勢，一個原因是銷量的快速增長?！崩顤|說，“十二五”以來，我國累計銷售各種新能源汽車44萬輛，僅2015年就銷售33萬輛，其中，純電動汽車超過七成。伴隨著車輛、電池及線束的老化，電動汽車安全風(fēng)險正進一步增大。

“電動汽車比較典型的事故是自燃、碰撞起火和過充?！敝袊嚰夹g(shù)研究中心標準所總工程師周榮舉例說，2015年4月26日，五洲龍A10純電動大巴在深圳普天新能源的深圳灣加電站充電時發(fā)生自燃，車輛嚴重損毀，幸無人傷亡。調(diào)查顯示，這是一起典型的過充失火事故?！爱?dāng)時，車輛電池管理系統(tǒng)死機，但充電機并沒有相應(yīng)采取應(yīng)急措施，而是繼續(xù)充電。結(jié)果過充1小時18分鐘，過充電量57.9千瓦時，最終，電池承受不了，破裂、燃燒?！?/p>

另一起有名的插電式混合動力乘用車自燃事故同樣因為充電?！斑@位上海車主沒有安裝充電樁，在采用飛線充電時，接線板又被錯誤地放在了車輛后座上?！币晃粯I(yè)內(nèi)專家說，幸好只是車輛燒毀，沒有造成人員傷亡。

“不管由什么引起，電動汽車安全事故的主要表現(xiàn)是電池?zé)崾Э??！敝袊妱悠嚢偃藭?zhí)行副理事長歐陽明高說，首先是單體電芯熱失控，其間的發(fā)熱量可以使電池的溫度升高400—1000攝氏度；接著熱失控會在電池模組中像放鞭炮一樣迅速擴展，車輛冒煙、起火甚至爆燃。而熱失控造成的危害程度以及連鎖反應(yīng)的速度，又與電池材料的熱穩(wěn)定性密切相關(guān)。在目前各種類型的動力電池中，磷酸鐵鋰電池?zé)崾Э氐淖畹蜏囟缺绕渌牧细摺?/p>

寧德時代新能源科技有限公司（CATL）董事長李平的解釋更加形象——從材料特性上看，磷酸鐵鋰電池燃燒像“煤炭”，而三元鋰電池燃燒則像“火藥”。李平說，三元材料活性高，能量密度（電池的平均單位體積或質(zhì)量所釋放出的電能）理論上可以達到300Wh/kg，但熱穩(wěn)定性較差，在200℃左右的外界溫度下，就會分解并釋放出氧氣，與電池里的可燃電解液、碳材料一起，一點就著，而且在極短的時間內(nèi)就會爆燃。磷酸鐵鋰能量密度極限為150Wh/kg，但穩(wěn)定性較高，在700℃時才會發(fā)生分解，且不會釋放氧氣。即使在極端的情況下，磷酸鐵鋰的燃燒也不激烈，火勢擴大緩慢，起火也比較容易被撲滅。

公安部上海消防研究所副研究員黃昊介紹說，去年以來，動力電池的生產(chǎn)儲運、整車運行、老舊車擱置等環(huán)節(jié)都出現(xiàn)了安全事故。其中，今年5月、7月、8月先后發(fā)生三起鋰電池生產(chǎn)、倉儲環(huán)節(jié)的火災(zāi)，造成救火過程中1名消防隊長犧牲、10名消防員受傷。

電動汽車安全性可以做得更好

燃油車也會自燃，動力電池的危險性完全可以通過系統(tǒng)措施加以控制

“作為能量載體，鋰離子電池必然具有一定的危險性，但這種危險性完全可以通過系統(tǒng)的措施來加以控制。”中國汽車技術(shù)研究中心動力電池領(lǐng)域首席專家、電池測試與應(yīng)用技術(shù)聯(lián)盟秘書長王芳認為，傳統(tǒng)車的汽油箱和燃料電池汽車的高壓氫氣儲罐，也都具有危險性，每年發(fā)生的傳統(tǒng)汽車自燃以及碰撞起火事故也不在少數(shù)。

電動汽車的安全隱患，不應(yīng)全部怪罪到動力電池身上?！?015年以來的17起事故中有4起是電池系統(tǒng)事故、有6起是相關(guān)部件事故、有2起是充電系統(tǒng)缺陷引起，還有5起是違規(guī)改裝或者不當(dāng)使用引起?！崩顤|認為，確保電動汽車安全，既涉及全產(chǎn)業(yè)鏈，也涉及產(chǎn)品的全生命周期。從全產(chǎn)業(yè)鏈來說，事故原因涉及電池單體、電池組和管理系統(tǒng)、線束、高壓部分、充電樁、充電站等。從全生命周期看，涉及電池及整車的制造存儲、運輸使用維護、報廢回收拆解等各個環(huán)節(jié)。

“電動汽車安全技術(shù)涵蓋動力電池、整車和充電基礎(chǔ)設(shè)施三部分?！睔W陽明高認為，就電池企業(yè)而言，必須千方百計將熱失控的風(fēng)險和危害降到最低。目前，我國動力電池企業(yè)的磷酸鐵鋰技術(shù)已經(jīng)相對成熟，三元正極、石墨負極單體電池的安全性也取得了大幅提升，在阻燃隔膜、阻燃電解性、阻燃安全性方面都實現(xiàn)了創(chuàng)新，單體電池產(chǎn)品的檢測結(jié)果與國外沒有特別大的差別。

確保電動汽車安全，整車企業(yè)更是責(zé)無旁貸。其中，科學(xué)的安全理念、嚴謹?shù)拈_發(fā)流程、超越同級的碰撞保護性能、完善的電子電氣安全保護方案等都必不可少?！氨葋喌?56.980, -0.12, -0.21%)的電動汽車防水性能、長安電動車的碰撞安全性、上汽榮威完整的電動汽車安全保護方案，都做得很好?！睔W陽明高指出，與國際先進水平相比，我們還有值得學(xué)習(xí)的地方。他舉例說，日產(chǎn)純電動轎車聆風(fēng)，全球累計銷售約23萬輛，沒有出現(xiàn)過一起重大事故。這得益于日產(chǎn)分層、分級的安全理念——首先是防控事故發(fā)生；其次一旦發(fā)生熱失控，要盡量避免整車燃燒、爆炸；再次，出了事，要把事故控制在可控范圍內(nèi)，造成的后果要跟燃油車一樣。為此，他們采用了嚴格的V型開發(fā)模式，從材料、單體電芯到電池包、模組，從設(shè)計層到驗證測試層，全部嚴格按照上述理念和模式進行。

“一套完整的試驗驗證體系同樣必不可少?！鄙掀瘓F(21.580, -0.08, -0.37%)技術(shù)中心副主任朱軍博士告訴記者，榮威550插電式混合動力轎車的電池，不僅按照國家標準通過了針刺、火燒、電化學(xué)、高壓、碰撞以及極端寒冷、極端炎熱等試驗，還通過了美國UL公司的專業(yè)安全認證?？紤]到紐約遭遇臺風(fēng)海水倒灌時，十幾輛電動車燒毀，上汽的整車浸水試驗耗時大概9個月，把整個電池包浸在海水里面，結(jié)果是系統(tǒng)完好無損。

絕不讓電動汽車“帶病上崗”

提高技術(shù)標準，加強研發(fā)能力

今年1月，出于對動力電池安全問題的考慮，工信部暫停將三元鋰電池客車列入新能源汽車推廣應(yīng)用推薦車型目錄。這意味著在對三元鋰電池客車現(xiàn)行安全標準體系的風(fēng)險評估完成前，相關(guān)整車廠無法拿到中央加地方最低60萬元/輛的財政補貼。此舉一度曾引發(fā)業(yè)內(nèi)爭議。

“回過頭去看，工信部當(dāng)時的決策很有前瞻性?！庇钔夹g(shù)中心副主任朱光海認為，客車對安全的要求理應(yīng)更高。尤其是新能源客車，動力電池一旦著火，必須確保車上人員有足夠時間逃離。與乘用車20秒左右的最短逃離時間相比，搭載數(shù)十人乘客的客車即便是有序撤離，也要數(shù)分鐘之久。由于對新能源客車的補貼標準過于粗放，不僅引發(fā)了“騙補”行為，更讓許多企業(yè)在迅速推出產(chǎn)品的同時，忽視了整車安全性，造成了少數(shù)電動汽車存在“帶病上崗”的隱患。

朱光海說，除了國家標準規(guī)定的電池包和電池系統(tǒng)15項安全檢測項目外，宇通還正在制定一套針對新能源客車整車的安全測試規(guī)范。而截至目前，國內(nèi)外都沒有一套現(xiàn)成的版本，這也是工信部叫停三元鋰電客車補貼的重要原因。

其實，需要提升標準的遠不只三元鋰電客車。工信部和能源局組織開展的新能源汽車和充電設(shè)施的安全專項檢查結(jié)果顯示，部分企業(yè)在產(chǎn)品設(shè)計、質(zhì)量控制、售后服務(wù)等方面還存在隱患，有些地方的安全監(jiān)控、管理制度還存在著漏洞。歐陽明高補充說，國產(chǎn)充電設(shè)備的質(zhì)量現(xiàn)狀不是特別好，防水、防塵、防腐蝕、漏電、短路保護等均存在一系列問題。

據(jù)悉，工信部牽頭組織制定的電動汽車遠程監(jiān)控標準、電動客車安全條件即將發(fā)布實施，電池管理系統(tǒng)技術(shù)條件、動力電池的編碼以及規(guī)格尺寸等標準正在編制修訂。與此同時，《新能源汽車生產(chǎn)企業(yè)及產(chǎn)品準入管理規(guī)定（修訂征求意見稿）》已經(jīng)發(fā)布，擬大幅提高新能源汽車資質(zhì)申報企業(yè)的研發(fā)能力和生產(chǎn)一致性要求。

“電動技術(shù)的突破和產(chǎn)業(yè)化進程可能比人們預(yù)期的要來得快?！崩钇秸f，當(dāng)前，鋰離子電池能量密度較2012年提高了1.5倍，2020年動力電池能量密度提升至300Wh/kg，2025年達到350Wh/kg，從技術(shù)上看沒有問題。市場容量快速提升帶來的規(guī)模效益，也將大大降低動力電池的成本。但必須看到，由此帶來的安全性挑戰(zhàn)會大幅提升，圍繞300Wh/kg以上高能量密度鋰離子電池的安全技術(shù)體系，將成為新一代高性能電動汽車最重要的核心技術(shù)。

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