为安全出招
2016-11-24陈秀娟
文 AO记者 陈秀娟
为安全出招
文 AO记者 陈秀娟
针对新能源汽车频发的安全问题,业内专家们又有何妙计?
最近几年,我国新能源汽车发展势头迅猛。数据显示,2015年我国的新能源汽车产销分别为340471辆和331092辆,同比分别增长3.3倍和3.4倍,新能源汽车产销出现爆发式增长。
在这些电动公交车起火事件中,有的是充电时着火、有的是行驶中自燃,还有的是一些人为因素……整车安全问题迫在眉睫,这些不能承受之痛该如何解决?
“规范管理”是前提
电动汽车在行驶中突然自燃的现象在日常生活中并不陌生。2015年12月8日上午9点多,一辆知豆四轮电动车在沿当地花市路由北向南行驶至惠政路路口北侧200米处时,突然自燃,致一人死一人伤。以此为代表的血淋淋案例把纯电动车安全问题推向风口浪尖。
根据2013-2015年工信部发布的我国新能源推广数据显示,国内具有生产合格证的电动汽车为49.7万辆,已经达到一定的市场体量。不过伴随新能源汽车保有量的增多,电动汽车发生事故的几率也有所增加。
针对“新能源汽车火灾”的安全问题,科技部电动汽车重大项目监理专家组组长王秉刚在3月27日,由中国电动汽车百人会针对电动汽车的安全问题举行的研讨会指出,安全性问题将成为影响电动汽车健康发展与成败得重要问题,发展新能源汽车要坚持安全第一的思想。
那么,如何减少电动汽车的安全问题呢?
在电动公交车起火事件中,有的是充电时着火、有的是行驶中自燃,还有的是一些人为因素。
科技部高新司交通处副处长李宏刚认为,科学、有效、规范的管理好安全技术需要进行系统的研究。应该更多地进行电动汽车安全使用方面的宣传,在安全使用方面进行专门的辅导,或为车主提供安全手册,提示车主应该定期或不定期做哪些工作。“比如电动汽车从整车厂生产出来交到用户手中,应进行科学、有效、规范的管理。从技术角度来讲,从电池的研发到电池重组直至装车,在安全技术方面进行系统研究和保障,同时还需电动汽车安全使用的科普宣传。”李宏刚说道。
由此看来,行驶中的规范管理对电动车的安全问题来说是一个大前提。
安全始终是核心
除了规范管理消费者在安全使用上应注意的问题外,深究产品本身的安全问题更是重中之重。
大观园是文人学者们的“精神的家园”。大观园是作者曹雪芹设计的一片净土,是宝玉的一种归隐方式,这种隐匿与逃避与中国传统文化中被拒于社会权力中心之外的隐匿与逃避同出一流。[8]这种看法有合理之处,只是有些片面。中国园林在一段时间的确是寄托着士人逃避、隐逸的情怀,但除此之外园林更是文人学者们“精神的家园”。他们寄情于山水,园林承载着他们最高的精神理想。
安全始终是产品的核心,记者查阅资料发现,电动汽车和常规汽油、柴油车的最大区别是,新增加了高能量的电储能设备以及相配套的控制系统。新能源的引入,对于已经有着已经快速发展了约半个世纪的成熟汽车行业来说带来了全新的挑战。而储能设备(动力电池以及超级电容,以下简称电池)、BMS(电池管理系统)以及充电机则是其中三个影响安全的最重要因素。
对此,王秉刚表示。“安全技术是高性能电池应用的基础。更大能量、密度更高的电池要得到应用,但前提是安全技术要过关。对有安全事故的汽车产品,经查实如果是产品设计与制造的问题,应该召回,应该停产整顿。”
一般来说,单体电池起火和比能量关联度较高,国联汽车动力电池研究院院长卢世刚指出,当电池比能量达到150Wh/kg以上时,起火的概率比较高。在此条件下,三元材料与磷酸铁锂电池相比,比能量高,更易出现火灾类似事故。因此,提高电池比能量是一把双刃剑,对此,他建议企业在开发过程中要把握一定的尺度,做到适可而止。
对于电池引发火灾的原因,王秉刚则指出,单体电池引起火灾的原因,主要是内部短路造成,内部短路又可以分为单体本身原因,如局部的温升、杂质/毛刺、枝晶、隔膜缺陷、隔膜变形。外部原因主要有穿刺、受挤或外部起火。
另外,对于三元电池人工针刺易起火的现象,王秉刚表示,国外对单体电池没有做针刺的要求,然而,三元材料遇到针刺可能会起火,需要从技术上寻求突破。他指出,微宏动力研发的不燃烧电池的固态电解质就大大减少了发热,燃烧过程中电解质占热量的72%,在针刺试验中仅产生冒烟现象,而没有引起大火。“我觉得安全性还是要依靠技术创新”,王秉刚强调。
三元材料到底发生风险的可能性有多大,卢世刚指出,如果用磷酸铁锂和三元材料相比,在单体电池出现热失控的情况下,磷酸铁锂是冒烟,三元材料是着火。此时,系统保护功能如果失效、绝缘失效、机械控制失效,都会产生安全事件,所以系统可靠性是保证电池安全性的重要因素。
电池的安全问题如何解决?
那么,究竟该如何解决电池引发的起火问题?卢世刚指出了产品质量的重要性。他指出,在产品质量方面,我国确实比国外的水平要低,三星、LG经过评估后,报出的故障率是0.017ppm,主要应用在小车,而目前搜集到的国内产品的数据是10ppm,所以对于企业来说,应该在产品质量上做文章。
在王秉刚看来,这需要从技术上寻求突破,解决灭火首先要提高单体质量水平,其次是电池系统设计、电池箱灭火装置、整车设计,以及防外部短路的问题,都应该加强技术上的创新,真正解决技术性问题,保证电动汽车安全性。
对于电池带来的安全隐患问题,中国汽车技术研究中心首席专家王芳则有着自己的理解。在她看来,要解决动力电池安全隐患,需要了解电池的安全区域,做到对症下药。
对此,王芳指出“电池的性格有内向的、也有外向的,我们必须找到电池发脾气的点是在哪里”。她建议,企业通过电池安全性测试,充分了解电芯的特性,了解它到底是一个性格内向的孩子,还是一个比较活泼的孩子。如果是活泼的,就应考虑在某一些使用环节,包括在系统集成的时候增加一些辅助的限制措施,让它相对处在规矩的范围内,让它的优良品质安全的体现出来,让它在整个使用过程中降低由于性格特别活泼而发生安全事故的风险。她强调,对于单体模块来说,其本身的安全性必须要达标,另外,在知道电池的安全特性以后,要附加合适的安全性设计,把系统集成做好,这样才能生产出真正可靠的电池系统。
另外,在微宏动力研究院院长、研发副总裁仝志明看来,如果能实现锂离子电池系统的“不燃烧”也可以有效解决电池带来的电动汽车安全隐患问题。
仝志明在介绍微宏动力最新发布的“不燃烧电池”技术时,将锂离子电池比喻为自带火柴的油箱。“火柴是电能,里外短路都会产生高温。高温很容易把相关的东西点着,从这个角度来讲,锂离子电池比汽油危险。目前,锂离子电池的电解液容易着火,就像汽油一样,而微宏动力现在做的就是实现电解液的‘不燃烧’。此外,高温隔膜技术也是保证锂离子电池安全的重要保障,该技术可保证电池在300摄氏度高温下不发生收缩,防范电池内部短路,从而避免热失控。”仝志明说道。
那么。电池燃烧发生后又该如何解决灭火问题?王秉刚提出,应提高单体电池质量水平、加强电池系统设计、电池箱配备灭火装置,对电动客车的整车设计应提出防火设计要求此外,政府要完善考核标准。
对此,王秉刚强调:“新能源汽车的发展速度要以安全为前提,如果做不到安全,宁可把速度放慢一点。”
对于电池引发火灾的原因,王秉刚则指出,单体电池引起火灾的原因,主要是内部短路造成,内部短路又可以分为单体本身原因,如局部的温升、杂质/毛刺、枝晶、隔膜缺陷、隔膜变形。外部原因主要有穿刺、受挤或外部起火。