应对新能源公交起火:电池包主动安全设计必不可少

李鑫

【第一电动网】(特约作者 李鑫)2015年4月26日下午6时许,深圳湾口岸中国普天力能加电站内,一辆电动大巴车起火(下图)。据多家媒体信息,该大巴当时正在充电,固定在车内的电池包先冒烟,现场工作人员希望将冒烟电池妥善处理未果,后电池包起火,火势迅速蔓延,大巴最终被烧毁。此事件引起了新能源汽车行业业内人士的广泛关注。作为新能源汽车动力电池系统的从业人员,结合工作实践和实际发现的问题,谈谈我的观点。回顾电动大巴淬火事件

深圳新能源公交起火

在国家科技支撑项目中,“高能量密度、高安全、低成本”是新能源汽车电池包需要攻克的技术难题,在目前的动力电池技术条件下,解决电动巴士运营安全问题除了监控报警、过流熔断、灭火弹等被动安全手段外,事故发生时的主动安全也必须受到重视。

2012年,国内就曾发生过电动公交电池包冒烟的类似事件,但结果与此次事故完全不同。当时一台运行中的纯电动公交电池包冒烟,车辆电池包监控系统报警,由于当时的电池包采用的是一键式脱离的主动安全设计,司机第一时间将电池包迅速脱离车体,整个过程仅用了几秒钟,保证了乘客的安全和公共财产安全。电池包可快速脱离车体的主动安全技术非常关键,我和其他几位新能源汽车行业专家曾经建议将相关技术要求写入国家标准。此外,电池包可一键脱离是必要功能,但是电池包在车辆运行过程中的稳定性也至关重要,也就是振动工况下的电池包动力总成体耐久性技术非常关键。在电动巴士综合运营过程中由于不同路况影响电池包受到X、Y、Z三个方向振动及冲击,在车体结构内部和电池包内部形成很大的应力和其他有害影响,尤其是车辆尾部电池包,因为它受到的离心力和振动幅度最大,容易对箱体和电池成组造成破坏,当再次大电流放电、或快速充电时温升过高而发生事故,所以如何保证电池包在严酷工作状态下的“舒适”就变成技术所需要解决的重要问题。

对此,我们给出了快拆电池包方案,利用滚轮悬挂技术、自补给限位技术、导向缓冲技术的抗振及抗冲击结构设计可以解决相关问题,使得电池组一直处在“头等舱”中工作,有效防止电池包损坏起火。对电芯的物理结构固定也必须遵循此“舒适”原则。我们的这一设计通过了国家能源局检测中心的强度测试和中国长征火箭研究所强度实验室的测试验证,通过了定远试车场1万公里的综合性能测试,并在长春160路公交上安全应用3年。2014年以来南京普斯迪尔为申沃、安凯、一汽等纯电动客车提供了大量采用一键式快速脱离主动安全设计的电池包。如果在电池包冒烟起火等事故中采用一键式脱离主动安全技术,应当能够避免整车烧毁这样的事件发生,将直接经济损失和相应的社会影响降到最低限度。

这一观点得到国际、国内很多行业内专家的认可,南京中以电动汽车研究中心的成员之一西瓦.帕提尔(原ISO国际标委会副主席)认为,“电动汽车电池包的安全是我们共同关注的车辆安全主要部分,在设计过程中要考虑各种突发情况带来的危险,包括振动、碰撞、燃烧”。《电动汽车动力蓄电池系统通用要求》国家标准主要起草人,骆驼电池新能源公司总经理张建华强调:“主动安全设计是动力电池系统安全设计的重要环节,可使新能源汽车在出现动力电池安全事故时,通过驾驶员的人工干预将损失减到最小”。华夏动力CEO兼CTO李维也表示:“我们对电池包的要求是首先电池包在车辆上的固定必须和车身保持一体化,其次电池包发生突发状况时可快速脱离车体,2015年我们与上汽申沃共同合作的申沃华夏750台纯电动公交均要求电池包具备一键式脱离主动安全功能”。

2015年1月25日,在第一电动网举办的2014全球新能源汽车大会期间,我在接受记者专访时就曾经公开阐述过“主动安全设计方案是目前新能源汽车电池包必须要考虑的功能”这一观点。“对载客较多的电动车型,特别是对公共交通安全影响最大的纯电动公交车型要做到电池包可迅速安全脱离。一是主动安全,当电池包出现冒烟,起火等危险情况时,可以快速的使危险电池包脱离车体,保护乘客及车辆安全。二是便于维护。三是可以紧急更换,这个电池组不行了,可以快速的换上另一个。”

电池包一键式脱离车体的主动安全设计方案是在新能源汽车换电式设计方案的基础上衍生出来的。当外部条件允许时(增加一台半自动换电小车),还可以将装配可快速脱离电池包的车辆转换为可快速更换能源的换电式车辆,有几个优点,一是用充满电的电池更换即将或已经耗尽电的电池,用时短,整个换电过程可以控制在10分钟以内;二是对换下来的汽车电池可以利用夜间峰谷时段进行集中充电,成本低;三是可以降低电池组的放电深度,寿命长。我们已经与以色列ZAE(原BATTERPLACE工程技术公司)合作打造一款智能、灵活、低成本的快速更换设备,对工作环境、工作空间、辅助建设都不做限制要求,不需要盖房子、不需要特定工位和空间,可以在公交站场、检修厂任何环境下快速辅助更换电池包,实现低成本、高安全、高效率更换能源要求。

总而言之,技术本身都应当为社会民众的公共安全服务,此事件很可能再次引发全行业对电池包可快速脱离车体的主动安全设计方案的深度思考。

作者李鑫为南京普斯迪尔创始人兼CEO

作者:李鑫

来源:第一电动网

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