覆盖全面 要求严格 电动汽车发展有了安全向导

编前:安全是电动汽车发展的首要目标。不过,在过去几年电动汽车快速发展过程中,安全事故频发成为笼罩在行业发展道路上的阴云。电动汽车安全事故的根源在哪?又将如何在各个层面上做好防控,降低安全隐患?这或许可以从日前发布的《电动汽车安全指南》(以下简称《指南》)上找到一些答案。基于此,本报“电动汽车安全大拷问”栏目将从电动乘用车、电动客车、动力电池、充电基础设施、动力电池报废回收等各个层面,采访《指南》的制定者及相关行业专家,了解各层面安全指标以及行业发展境况,力求全面呈现电动汽车全产业链条上的安全现状。本期栏目开篇文章系统概述《指南》的意义及电动汽车产业链上的安全要求。

2018年,我国新能源汽车销量或将达到120万辆,有望再创历史新高。近10年来,新能源汽车在系列政策的推动下,持续保持快速增长。不过,与快速增长相伴随的是安全事故的频发,2018年更是因为频繁的安全事故引起了行业的高度关注。“新能源汽车快速发展的同时,必须把安全性作为新能源汽车产品最关键的指标,把提高安全性放在首要位置。如何充分调动行业积极性,集聚经验,指导全行业提高新能源汽车的安全性成为当前最迫切的问题。”正如全国政协副主席万钢所言,安全成为快速发展的新能源汽车产业最迫切需要解决的问题。

1月10日,中国汽车工业协会(以下简称“中汽协”)、中国汽车动力电池产业创新联盟、中国电动汽车充电基础设施促进联盟联合组织的《电动汽车安全指南》(以下简称《指南》)发布会在京举行。在新能源汽车安全性备受考验的当下,《指南》的发布可谓非常及时。这项涵盖了电动汽车设计、制造、使用、再利用等各个环节的安全风险及防范措施的手册,将对提升我国新能源汽车的安全性提供重要指导。

《指南》引导行业安全发展

《指南》编制组副组长、中国汽车动力电池产业创新联盟副秘书长王子冬表示,电动汽车作为车辆的属性还有不足,仍存在安全隐患,这让使用者难以放心。“我们应该承认引起电动汽车安全性事故的原因比较复杂,与整车匹配设计、材料选择、电芯和模块结构、系统集成、连接结构、电池管理系统、生产管控、产品试验验证、售后服务、充电方法、充电运维管理、回收再利用过程安全管理、火灾管控方法等多种因素有关。电动汽车的安全性关系到人民生命财产的安全,是发展电动汽车要坚守的底线,需要引起行业的高度重视。”王子冬强调,“一个产品要实现产业化,最关键的是要把产品本身的问题解决掉,成为让使用者放心的商品,这是产品与商品的区别。电动汽车目前正处在努力成为商品的过程中。”他强调,《指南》的制定及发布是为了提高全行业对电动汽车安全性的认知,提高安全性的设计和制造水平,告诉所有人应该合理使用和维护电动汽车,提高电动汽车的安全管控水平,以及意外发生时的应急处理方法。

中汽协常务副会长董扬表示,对于电动车安全,全世界都没有研究透彻,在国内标准还没有正式实施之前,短期内政府制定规则并不现实,因此协会牵头,联合行业制定了《指南》,以参考性和指导性为原则给行业一个指导。“《指南》工作得到了相关部委的大力支持,行业积极性也非常高,但《指南》是迄今为止的经验总结,仍存在不完善之处,未来,会继续组织行业和企业继续研讨,结合实践发展经验,不断提高和完善。”董扬说。

王子冬指出,《指南》会根据需要每1年或2年更新一次,体现及时性。“《指南》的发布只是万里长征的第一步,我们要共同推动《指南》的落地见效,而不是落在纸面上束之高阁。要跟踪技术的发展和产业实践的经验,阶段性地修订完善相关内容,更好地推动我国新能源汽车产业的高质量发展,同时要努力为全世界新能源汽车产业发展做出中国贡献。”工信部装备工业司副司长罗俊杰说。

电动乘用车安全组代表、上汽集团EV动力平台总工程师浦金欢也表示,《指南》中针对某些方面的规定和要求只提供方向或建议(如底部防护目标,功能安全目标定义),随着保有量的增加,未来或将考虑进行设计指标量化。电动客车安全组代表、北汽福田欧辉客车技术中心主任刘继红介绍,结合电动客车动力电池多布置在后部和底部的特性,《指南》首次提出了追尾碰撞防护和底部碰撞防护设计指标及电安全标准。

引人关注的是,《指南》放弃了所有版权,同时发布中文版本和英文版本,供世界各国同行参考。

涵盖全产业链安全指标

《指南》覆盖了人身安全、车辆使用安全、售后安全、维护安全、动力电池系统安全、充电安全、充电设施、售后服务过程、健康数据,以及回收再利用的储运、拆解、重整安全等环节的安全指标,共分11个专题,从各个层面的安全性风险分析着手,系统研究梳理了全链条、全过程的安全指标。

浦金欢介绍,电动乘用车安全的编制原则是不违背现有国家标准体系,针对纯电动乘用车特点,从各环节梳理新能源汽车的安全防护措施。如充电安全、维修保养、安全事故处理、操作安全、运营车辆安全管理等。

电动客车安全性同样如此,尽量涉及到各个层面。刘继红介绍,电动客车安全主要涉及防触电安全、防水安全、防火安全、控制安全、碰撞安全、逃生安全、存储和运输安全、安全检查、电驱动总成安全等10个方面。

在诸多安全层面上,讨论最多的是动力电池的安全性。电池安全组代表、天津力神副总经理高俊奎表示,《指南》中尽可能列出了各种影响安全的因素,做到宁多勿漏。

统计结果显示,电池管理系统(BMS)失效及电池系统失效是引发新能源汽车安全事故的两类因素。电池系统安全组代表、东软睿驰高级总监郭晓东表示,当前,行业内对BMS及电池系统的失效模式、失效可能产生的风险、应对措施缺乏统一认识,对BMS及电池系统安全相关的设计开发也缺乏基本要求和实践指导。《指南》收集了各企业BMS及电池系统安全设计的成熟经验和优秀实践,确保BMS及电池系统安全要求的可操作性。同时,关注行业最新技术发展趋势,探讨解决BMS及电池系统的新问题。

此外,针对充电基础设施、动力电池报废回收再利用等层面,《指南》都提出了明确的安全指标。

王子冬指出,由于中国电动汽车发展迅速,各制造企业、充电运营企业和服务机构可能存在不同方面和不同层面的技术短板,广大消费者对电动汽车安全性认识也存在不少误区。希望通过《指南》的研究制定及发布,提高全行业对电动汽车安全性的认知。

在争议中寻求新解决方案

引人关注的是,在《指南》编制过程中存在一些争议,如何更好地处理这些争议,确保行业健康发展的同时,不掣肘技术进步也是一大考验。

电池、模组(电芯)专题中,在动力电池的容量、电池隔膜厚度方面就存在很大争议。王子冬介绍:“从动力电池的安全性角度考虑,动力电池的单体容量提高与电池系统热失控后的不稳定性成正比;电池隔膜的厚度减薄与电池系统热失控后的不稳定性成正比。故此,我们提出动力电池容量不建议超过100Ah(三元)、200Ah(磷酸铁锂),隔膜厚度不小于0.012mm。也有企业认为系统热失控后的不稳定性与生产控制水平,以及成组技术有关,目前不宜限制容量的大小。最后,经过充分讨论,《指南》中关于动力电池容量确定为:不断提升电池单体的比能量是长期、系统的工作,建议要在确保安全性、可靠性和关键电性能指标的前提下,提升电池单体的容量和比能量。隔膜厚度确定为:隔膜厚度和电池单体安全性强相关,动力电池隔膜厚度的选择建议充分考虑由于降低隔膜厚度带来的安全风险。”

在充电基础设施快充、维修保养接口、安全事故处理方面,编制过程中也存在一定争议,在处理这些争议的过程中,还催生出新的安全措施或处理方法,如电池系统需要设计维护保养接口等,对行业安全发展具有非常大的促进作用。王子冬表示,《指南》中有定性建议,也有定量建议,在比较关键的地方采用了定量建议。

“以前,我们总是担心管理部门提出的要求过高,而在《指南》的编制过程中,参与企业却都在不断加码安全要求,对自己下‘狠手’,提出更好的安全要求,这是参与企业对行业发展的一大贡献。”正如比亚迪经理赵巍所言,在《指南》编制过程中,参与企业大多跳出企业自身发展的利益角度,更多站在行业安全发展的角度,不余遗力地提出各种安全隐患。正是产业链上下游企业的这种协作,才促进了《指南》的诞生,为电动汽车的安全发展提供更好的技术指导。