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20部委分工加强新能源汽车安全管理,新能源汽车起火如何应对?

20部委分工加强新能源汽车安全管理,新能源汽车起火如何应对?

节能与新能源汽车产业发展部际联席会议专题研究新能源汽车安全问题

编者:

近期,新能源汽车安全事故呈现多发态势。 继工信部召开加强新能源汽车安全管理电视电话会议之后,5月14日,节能与新能源汽车产业发展部际联席会议在京召开(上图),联席会议召集人、工业和信息化部部长苗圩主持会议并讲话,发展改革委、科技部、财政部、公安部、生态环境部、住房城乡建设部、交通运输部、商务部、应急管理部、国资委等20个联席会议成员单位有关同志参加会议。会议专题研究了新能源汽车安全问题,工信部副部长辛国斌介绍了新能源汽车安全形势和已开展工作,与会代表深入讨论了《加强新能源汽车产业安全监管重点工作和部门分工》,并对下一阶段工作提出了意见建议。

其实,新能源汽车安全的警钟已经数次敲响。新能源汽车起火事故原因为何?有何对策?

我们特此转发中国汽车技术研究中心有限公司政策研究中心阮艺亮、王佳的文章“我国新能源汽车起火事故分析与对策”,以飨读者。

本文首发于2019年第5期《汽车文摘》,作者授权转载,略有删节。

----正文开始----

1 新能源汽车事故统计分析

1.1 国际安全事故情况

新能源汽车起火事故在各个国家时有耳闻。美国、欧洲和亚太地区等国家均有新能源汽车起火事故案例。

2017年7月12日,德国萨森堡一辆纯电动EGolf汽车起火;2018年3月16日,泰国曼谷一辆新保时捷Panamera混合动力汽车在充电后在车库中起火;2018年5月,美国佛罗里达州劳德戴尔堡有一辆特斯拉Model S型汽车经过碰撞后起火,灭火后又有两次复燃;全球新能源汽车保有量大国都在持续开展新能源汽车安全和消防的保障措施,但是进展相对缓慢。

美国国家公路交通安全管理局研究认为电动汽车起火概率要低于柴油和汽油发动机车辆,同时发布指南建议高续驶里程的电动车车主注意防范电气安全隐患。

1.2 国内安全事故情况

根据媒体公开报道和业内人士资料提供(企业和车型信息不再显示),2017年至2018年底的不完全统计,国内共发生新能源汽车安全事故超过59起、涉及汽车超过153辆(见下表)

根据发生情况按车型分:乘用车33起,涉及汽车33辆,占总数量的22.15%;客车15起,涉及汽车91辆,占总数量的61.07%;专用车12起,涉及汽车25辆,占总数量的16.78%,见图1,具体事故统计见表1~表3。

图1 我国新能源汽车发生安全事故的车型占比

20部委分工加强新能源汽车安全管理,新能源汽车起火如何应对?

表1 客车安全事故统计

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资料来源:根据公开资料整理

表2 专用车安全事故统计

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资料来源:根据公开资料整理

根据公开报道中事故现象统计结果和分析,新能源汽车目前起火的车辆几乎全部都是纯电动汽车纯电动汽车近年来多数采用较高能量密的动力电池系统方案,动力电池在充电、机械冲击、水浸等情况下,可靠性下降,形成不同类型的安全失效,导致起火。新能源汽车起火事故的主要情形包括:

一是正常行驶中自燃;

二是碰撞自燃;

三是静置自燃;

四是充电自燃;

五是水浸(极端环境)自燃。

由于公开信息涵盖内容较少,我们仅做了初步整理,无法充分、精准识别事故原因并做深度分析。同时,我们根据公开信息进一步走访了行业专家和相关企业,针对起火事故寻找了若干典型案例展开了进一步分析。

表3 乘用车安全事故统计

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资料来源:根据公开资料整理

2 典型案例研究

根据进一步搜集信息,我们对发生事故的34辆新能源汽车故障的典型案例进行了深入研究,提取事故原因包括以下内容:

2.1 动力电池系统故障

动力电池系统故障(不含因单体电池自身原因产生的故障)总计16起,占比总体数量的47.1%。系统故障又分为电气故障、机械冲击导致的动力电池系统热失控两类原因。

从电池系统安全来讲,最终的结果是关注热安全和电安全,主要包括以下类型:

(1)正常工作情况下防护(防结构侵入和损失、防尘防水、正常环境载荷:温度冲击、湿热循环、高海拔、耐干扰);

(2)滥用情况下的防护(过放、过充、短路、低温充电、高温用电);

(3)事故情况下(跌落、挤压、翻转、针刺、碰撞、火烧、热失控)

根据统计,典型案例车型方面,电气故障累计12起,包括低压线束、高压线束、继电器、电连接等部件失效导致起火;机械冲击累计4起,主要是电池包受到挤压,使得电池模组产生形变,单体电池漏液、生锈、短路,最终引起热失控。

动力电池系统故障典型案例:

现象:

车辆行驶23000km,车辆内部显示曾经历过泡水(用户已确认)。某日下午发现车辆尾部有烟冒出。

分析:

车辆泡水后,左前下部接插件(含BCM、双闪等常电电路)内进入杂质、水分等,导致接插件内各触片、端子间发生微短路,逐步产生铜绿腐蚀,进而导致该部分线束短路、形成熔珠,引起燃烧(图2)。

图2 动力电池系统故障

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2.2 单体电池故障

新能源汽车起火的直接表征,往往是热失控及其扩展。

所谓热失控是指单体电池放热连锁反应,引起电池自温升速率急剧变化,引起过热、起火、最后导致爆炸的现象。热失控扩展是指电池包,或者电池系统内容的单体电池或者电池模组单元热失控,触发电池系统中相邻或其他部位的动力电池的热失控和扩展的现象。

单体电池由于产品自身原因导致一致性差、电池漏液等导致故障总计6起,占比17.6%。其中,2起事故由于电芯一致性差,电池间形成压差导致过充电引起热失控;1起事故由于电解液泄漏形成燃烧;3起由于单体电池内短路或无法明确排查的原因导致电池热失控起火,见图3。

图3 单体电池故障

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2.3 整车电气系统故障

整车电气系统故障总计9起,占比26.5%。该类事故主要由于线束或接插件接触点、触片或端子接触不良等电气安全失效,诱发短路、发热、起火,进而引燃车身形成火灾。产生电气系统故障的原因包括用户私自改装线缆连接、飞线充电、极端环境导致电气系统故障。

整车电气系统故障典型案例:

现象:

经查该车GPS监控数据,车辆在早晨4点左右电池单体温度开始上升,至5点,单体温度升至126℃,之后无数据上传,未发现外部火源存在。对车辆进行勘查,无线束短路点存在。动力电池拆解,熔断器正常,排除外部电路短路引起电池包失效的可能性,内部低压线束破损(图4)。

图4 整车电气故障

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结论:

根据客户自述及车辆受损情况,最终结合监控数据情况,认为此次车辆起火事故为动力电池内部失效导致。动力电池供应商拆解电池报告显示,内部低压线束破损可能导致模块之间形成外短路。

2.4 外部引燃事故

该类事故主要是由整车外部热源引起火灾,总计3起,占比8.8%。包括烟蒂引燃整车、点烟器引燃整车、排插与充电枪发热引起车辆燃烧。

外部引燃事故典型案例:

现象:

在位于前舱左侧前大灯下方发现一个不明排插与插头线束,插头线束在前舱左侧主干线束上有融化留下的痕迹,排插已与大灯部分融到一起;电池前后部分轻微起鼓、整车高压线束有2处短路痕迹。

监控数据显示,事故发生前使用过程中,电池包极值单体电压无突变现象,充电过程中充满到最高单体到4.18 V,阀值截止,未出现过充现象,事故前最大压差45 mV,未有异常。电池拆解分析,电池包未出现短路状况。

结论:

车辆着火是由于车主进行私自改装,在充电机220 V输入端并联加装排插,车主把插排放在前舱内给其他电器设备供电,排插局部发热,温度累积导致线束烧熔,最终烧毁车辆。

3 建议

3.1 企业建议

车辆生产企业应当针对不同事故采取相应改进措施,包括以下内容:

一是要做好产品功能宣贯和客户使用说明培训。内容包括电动汽车充电操作等注意事项,明确提醒终端用户不要私下改装新能源汽车整车电路。

二是要提高客户对产品的保养和故障排查意识。及时提醒客户对异常使用环境、异常状态的车辆进行检查,尽早排查隐患。针对终端用户遇到暴雨水浸、强烈撞击、底盘刮擦等情况,应当提醒用户到维修网点做车辆全面检查,及时排查隐患、保障安全用车。

三是要排查隐患车辆。企业应当针对疑似故障电池使用车辆、设计缺陷车辆进行全面排查,并根据相关法律法规进行召回或维修。

四是要整改车型设计方案。针对已发现的产品设计问题及时整改,针对安全隐患更新设计方案,做好安全防护保障。

3.2 政府管理建议

我国汽车产业政策体系不断完善,尽管有相应检验标准,但是安全管理方面仍需加强研究和改进。

一是加强事中事后监管。在企业审查中,我们发现仍有企业对汽车产品安全性重视度不够,盲目追求关键技术指标的提升。加上安全性暂没有可量化的指标评价,导致缺乏安全性、可靠性的新能源汽车不断进入市场,成为产业发展的安全隐患。建议相关主管部门进一步加强事中事后监管,尤其是责任追究。针对企业在研发设计、生产工艺、质量控制等环节缺陷形成的产品安全隐患,设计和完善政策法规管理体系,严惩不合规的生产企业,大幅提升违规成本。

二是引导新能源汽车终端用户年度车检。在新能源汽车推广的发展期,建议加强引导终端用户进行车辆年检。同时合理规定年度检测项目范围。检验项目应当分为三电外观检验及电检。外观与三电的硬件检测主要包括电池、电机、控制器、高压盒、充电机、线缆等,检测结构件完好情况、插接情况、有无破损、磕碰划伤、变形、变色情况等。电检主要包括接车辆的CAN线进行诊断,包括绝缘情况、单体电池一致性,充电机、BMS、各个控制器数据等,最后形成便利可行的年检方案。

三是明确落实事故责任处理机制。针对新能源汽车安全事故,应当建立完整的事故处理机制。安全事故主管部门应当召集行业机构、涉事企业对事故原因做出调查分析,并将相关结果及时在国家新能源汽车监控平台等公共平台上公示。根据公示结果,依法对责任单位、责任人给予相关处罚;车辆生产企业安全事故达到总数量的比例,应当由主管部门暂停其生产资质,经整改和重新提交审查后方可继续生产。

4 结论

本文从新能源汽车推广规模以及事故数量、事故现象和原因等方面详细分析了我国新能源汽车当前面临安全隐患的现状,并从技术和管理角度分析了我国新能源汽车产业发展过程中出现的安全问题原因和解决思路,探讨了企业发展和政府管理的有关建议。

我国新能源汽车产业发展迅速,车辆推广数量持续增长,产品竞争日益激烈。在汽车产业对外开放的趋势下,行业洗牌和整合开始进行。在产业化发展的过程中,新能源汽车企业应将产品安全性放到首位,避免盲目、激进地追求更高的性能指标。政府主管部门也应充分考虑新能源汽车的特殊性,抓紧研究和完善相关安全的管理机制,促进我国新能源汽车产业高质量发展。(完)

来源:第一电动网

作者:电动汽车观察家

本文地址:https://www.d1ev.com/kol/91284

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