叶磊:新能源客车安全现状及测试技术研究

　　“车辆生产企业要积极转变依靠补贴为目的的经营方式,要符合市场规律的发展变化。如果要赢得市场,并且在市场中获得生机,只有切切实实提高产品质量,包括产品的安全性还有可靠性,才是企业生存的根本途径。”7月26日,在重庆车辆检测研究院有限公司、电动汽车资源网联合主办的“2017中国新能源汽车测试评价技术发展高峰论坛”上,国家客车质量监督检验中心整车试验研究部部长助理叶磊表示。

国家客车质量监督检验中心整车试验研究部部长助理叶磊

　　说到新能源汽车的安全,除了大家所熟知的一般安全,如视野、防盗等,到被动安全,如座椅、安全带、车身骨架结构等,再到主动安全,包括电子稳定控制(ESC)、ABS、自动紧急制动(AEBS)等,最后到新能源客车所特有的而传统客车不具备的安全要求,比如:功能安全、高压触电安全以及动力电池安全等。安全是一个全方位、多层次的系统工程,应该是我国汽车产业发展的安身立命之本,也是首要目标。叶磊主要从新能源客车安全事故分析、新能源客车安全技术标准现状、新能源客车安全技术条件深度解析,以及对电动客车安全的建议及思考等四个方面进行探讨。

新能源客车安全事故分析

　　据不完全统计,2016年被国内媒体报道出来的新能源汽车起火事故共计29起,涉及40辆车,其中,客车领域共计18起起火事故(涉及22辆客车),占比62%,是电动汽车起火事故的主力;其次是乘用车领域,共有10起事故,占比35%;最后是专用车,仅有1起事故。粗略计算,平均每10万辆新能源客车发生火灾次数为10次,到2020年我国新能源客车保有量将达到100万辆,涉及事故车辆将达到100辆 。换句话说,平均每三天就要发生一辆新能源客车的起火事故。

　　从新能源客车起火原因来看,由部件故障引发的事故最多为6起,占33%;由动力电池故障造成的起火事故5起,占比28%;由整车浸泡故障造成的起火事故3起,占比17%;由充电和碰撞造成的起火事故各1次共占比10%。可见由高压部件和动力电池原因导致的起火事故仍是新能源汽车起火事故的首要原因 。

　　从新能源汽车起火月份来看:7月、9月发生的起火事故最多,其中7月发生事故5起,涉及事故车辆9辆;9月发生事故4起,涉及事故车辆11辆。

　　从新能源汽车起火类型来看:纯电动汽车是起火事故高发的车辆类型,占比高达79%;其次是油电混合动力占比10%,然后插电式混合动力7%,最后未披露动力类型的占4%。

　　总结以上的起火事故,叶磊分析,导致新能源客车起火事故有四个原因:第一,新能源客车存在高压载体,存在高压电伤害的安全隐患;第二,碰撞之后电解液泄露、绝缘失效,引起起火、爆炸;第三,作为高能量载体动力电池,其电解质泄漏对人体有腐蚀作用,存在潜在的机械伤害;最后,新能源汽车在操作功能的区别,可能会导致非预期的动作,对乘员和第三方造成间接的伤害。

新能源客车安全技术标准现状

　　目前,根据工信部39号令的要求,新能源汽车产品准入执行39项标准和1项技术条件,其中涉及新能源汽车及关键零部件的安全技术标准就有31个,占比近80%。 针对电动汽车高压电安全的相关统一和规范形式也变得更加重要和突出,世界各国包括国际标准化组织也在该领域积极开展研究工作。

　　总的来说,可以把电动汽车的安全体系分为四个体系,第一是安全技术支撑体系,第二是安全标准规范体系,第三个是安全监管体系,最后一个是安全责任追究体系。其中,叶磊主要介绍了安全标准规范体系。

　　目前我国新能源汽车标准基本都是推荐性标准,其次采用的是国外的标准,但是国外标准有一个特征,国外新能源汽车发展重点在乘用车领域,因此在商用车领域的国外标准很少,因此,关于新能源商用车领域的标准一直没有得到足够的重视。基于此,我国电动汽车安全标准准备对两个推荐标准和一个技术条件形成国家强制性标准,分别为:锂离子动力电池安全、电动汽车安全要求、电动客车安全技术条件。

　　1.锂离子动力电池安全要求。GB《电动汽车用锂离子动力电池安全要求》从2016年8月开始立项,先后经过7次讨论,今年三月份形成了第一份标准草案,目前第二版正式草案正在编写中。其中,涉及三个内容:拟修订的试验项目、拟新增的试验项目、拟取消的试验项目。

　　拟修订的试验项目包括电池包或系统振动、挤压、海水浸泡、外部火烧。在拟修订的试验项目中,动力电池工作组还成立了振动工作小组,主要采集实际运营汽车关于振动方面的实验内容,使修订后的标准更加具有代表性和可行性;其次是挤压,把挤压的力度200Nm减少到100Nm;另外做海水浸泡;还有外部火烧,主要考虑到5分钟作为人身保障基准,因此修改后火烧由2分钟增加到5分钟。

　　拟新增的试验项目包括电池包或系统热失控扩展,系统低温保护、过流保护,单体电池振动、机械冲击等。

　　最后是取消的试验项目,包括动力电池包或系统跌落,模组的安全性试验,单体电池针刺、跌落、海水浸泡,主要想和国际标准ECE R100和EVS-GTR草案保持一致。

　　2.电动汽车安全要求。GB《电动汽车安全要求》从2016年8月开始立项,先后经过6次讨论,今年三月份形成第一版草案,第二版草案也在编写过程中。其中,制订总体思路涉及两个方面的内容:高压安全和功能安全。

　　3.电动客车安全技术条件。GB《电动客车安全技术条件》2016年4月启动制定工作,先后经过5次讨论,收集行业内各个新能源客车生产企业和检测机构意见,于11月15日在《工业和信息化部关于进一步做好新能源汽车推广应用安全监管工作的通知》(工信部装[2016]377号)暂时以技术条件的形式发布。

电动客车安全技术条件深度解析

　　《电动客车安全技术条件》是为控制安全风险,全面提升电动客车安全技术水平,针对目前国标中电池热失控、热扩展、客车碰撞等缺失项目,提出试验方法和要求;充分考虑现有国家标准、传统客车和电动汽车相关标准,借鉴已有的上海、北京等地方标准,吸纳企业产品研发经验和企业标准制定而成。《电动客车安全技术条件》主要有六大安全要求:防水防尘安全、防火安全、电池安全、碰撞安全、控制安全、监控充电安全。

　　1.防水防尘安全。涉水深度不低于300mm,试验后总绝缘阻值不低于1MΩ;零部件及系统的防护等级,包括了与B级电压部件相连的连接器、安装在车厢地板以下的B级电压电气设备、安装在车顶且无防护装置的B级电压电气设备;整车应满足在50cm水中浸水24h,不发生起火、爆炸。

　　2.防火安全。规定内饰材料阻燃级别,B级电压部件所用的绝缘材料阻燃性能,可充电储能系统内材料阻燃级别,可充电储能系统安装舱体与乘客舱之间应使用阻燃隔热等级要求,发动机舱(若有)应配置温度报警系统,可充电储能系统内应配置火灾检测自动报警系统

　　3.电池安全。蓄电池单元进行热失控测试;蓄电池包进行热失控扩展测试;可充电储能系统安装舱体应与客舱隔离;可充电储能系统应安装维修开关和熔断器;蓄电池包需设有泄压和透气装置,泄压压力不大于50kPa。

　　4.碰撞安全。规定可充电储能装置安装在底部或者侧面,需要进行碰撞防护检测;规定上部结构强度验证试验中可充电储能系统应该带电进行试验。

　　5.控制安全。整车控制系统应不输出跟驾驶意图不一致的驱动指令,当制动信号和加速信号同时发生时,应只响应制动信号;车辆在行驶过程中出现异常情况,需整车断电时,在车速大于5km/h时应保持转向系统维持助力状态。

　　6.监控充电安全。车辆应安装车载终端,并实现和监控平台实时通讯;整车具备多个充电接口时,充电时不工作的充电接口应不带电;规定车辆的充电插座应设置温度监控装置,并传递信号给充电机和车辆。

　　叶磊透露,截至2017年6月1日,重庆车检院共完成6m以上的电动客车碰撞试验的车型共148辆,车型包含纯电动、混合动力客车及城市客车。其中,动力电池的布置位置主要分布在车身底部两侧、车身后围下部、车身后围上部、车顶等位置(顶部电池的车型主要对分别在车身下部的高压部件进行碰撞试验,检测其漏电状况)。

　　从测试结果来看,样车撞击位置电池舱门的开口尺寸主要分布在600mm～1900mm之间。撞击后电池舱门的最大凹陷深度主要分布在16mm～294mm之间。

　　148辆车经过碰撞试验后发现,电池上受到挤压有8台,碰撞安全防护结构断裂失效有6台,发生电池箱移动的台数也有1台,电解泄露和冒烟的台数是0,绝缘失效的有13台,物理防护失效的有14台。

对电动客车安全的建议及思考

　　针对电动客车安全的现状,叶磊提出了自己的建议:

　　第一是团体协作、合力共赢。这有两个方面的含义,车辆生产企业和运营单位应该有一个沟通机制,双方不是对立的,而是一个共同体,双方应该加强沟通,共同努力减少车辆在运营当中的事故;其次,车辆生产企业和供应商之间的协作,要加强产品在安全性和可靠性方面的沟通机制,还有产品验证的沟通,切实提高产品的质量。

　　第二是责任划分,责任主体权责清晰。进一步明确车辆生产企业是事故的责任主体,另外还要明确,政府还有车辆生产企业、运营商之间的权责关系,三者之间各司其职,政府主要扮演的角色是监管,不应该牵扯到利益当中。对于企业来说,一定要承担起安全主体的责任,对供应商进行管理,从零部件到整车,要特别关注安全类指标,供应商如果不管安全类指标,要坚决拒之门外。

　　第三是加强对运营车辆的数据监控,包括车辆运行状态、电池温度、剩余电量等实施监控,同时还要加强安全类标准的执行力度,分别从零部件到系统各个环节都需要特别关注安全类指标,整车企业加强对供应商质量的管理,对安全不达标的供应商要拒之门外。

　　最后是转变观念,提升质量。叶磊呼吁车辆生产企业积极的转变观念,仅仅依靠补贴而生产的方式显然不符合市场规律的发展变化,毕竟补贴不是长久之计,如果要赢得市场,并在市场中获得生机,只有提升产品质量,包括产品的安全性和可靠性,才是企业生存的根本途径。

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