新能源汽车安全技术应用实践

赵鑫

摘 要：本文以新能源汽车安全问题为主要研究对象，就安全技术的应用和实践在下文展开详细研究。首先详细论述当前新能源汽车存在的各类安全故障问题，其次重点研究和论述当前新能源汽车先进的安全技术和应用情况，包括双路快速断电技术、故障预警技术、充电系统多层维护机制、动力电池安全设计、全流程安全管控五大方面，最后从强化行业监管力度、重视新能源汽车安全技术开发研究以及强化安全管理意识三大方面，進一步提出新能源汽车未来安全管理的有关措施和建议。

关键词：新能源 安全生产 安全技术 故障问题

1 引言

近年来，随着社会的发展进步，石油等不可再生能源的消耗也与日俱增，随之所带来的能源枯竭问题日益严重。汽车生产制造行业在此背景下大力发展新能源汽车，国家有关部门对新能源汽车也给予了大力的政策支持和资金补贴。自2019年开始，新能源汽车在我国汽车销售市场的占比逐步提高，当前占据了市场极高的份额，受到了广大消费者的青睐。与此同时，随着新能源汽车在用户市场的大力推广，新能源汽车使用过程中以着火、爆炸为代表的安全质量问题也层出不穷。新能源汽车的安全保障性是当前重要的研究课题，本文以新能源汽车安全技术应用为主要研究对象，在下文展开详细的研究和论述。

2 新能源汽车安全故障问题分析

分析和研究新能源汽车近些年常见的安全故障问题，是为了能够从汽车安全故障中充分分析原因，吸取总结经验，为接下来新能源汽车的设计研发工作提供充足的基础，从而切实保障新能源汽车的安全有效性。近年来，新能源汽车安全故障问题主要是以起火爆炸为主，无论是在汽车正常行驶阶段，还是在汽车的充电阶段，都出现了不同程度上的着火爆炸。着火爆炸事故出现的概率，占据了新能源汽车安全故障问题的半数之上。总结分析造成新能源汽车着火爆炸的原因，可以发现大多数是与其内部动力电池热量失控相关。在汽车行驶或充电阶段，由于其长期运转，可能会存在部分零部件磨损或者是长期使用导致的老化等问题。这些问题没有被及时发现，就容易产生新能源汽车内部电路连接的部分故障，或者是出现部分电路短路等现象，进而造成汽车行驶阶段的着火乃至爆炸问题。除此之外，还有部分电池热量失控是由于其在停放或充电状态下受到外力的重力冲击而导致的。这些问题其实在汽车研发和生产的阶段，通过对新能源汽车动力电池进一步强化安全技术的研发，或者是开展有效的产品测试，都可以大力地避免，但实际上部分新能源汽车生产企业在生产研发阶段，由于追求快速的经济利益变现，因此忽视了对新能源汽车动力电池等相关产品的质量重视与监管。

除此之外，新能源汽车所面临的安全隐患问题，还有部分原因是与其电池进水或充电问题相关。充电现象主要是因为，当前与新能源汽车相关的充电桩等基础设施建设普及率较低所导致的。虽然新能源汽车的市场推进进程较快，但大多数家庭还没有安装家有充电桩，因此仍然有飞线充电的现象出现。一方面，飞线充电会导致电线裸露在外，增加安全隐患，另一方面，如果家用充电板功率较低，与充电所需的承载电流不相匹配，就会进一步造成裸露在外的电线起火爆炸现象。如果充电时间较长，出现了过量充电问题，也会造成线路的短路，进而引起较大的安全隐患。而进水问题多是由于日常维修或汽车零部件存在连接不恰当的问题，造成了电池内部过量进水，使得其内部的电路由于进水产生了短路甚至是断路，造成动力电池起火。在接下来发展的过程中，新能源汽车企业要积极地吸取当前发展过程中所存在的不足和问题。积极地推进新能源汽车安全技术的研发工作与应用推广工作，切实保障新能源汽车产品质量提升。

3 新能源汽车安全技术应用

3.1 双路快速断电技术

汽车在行驶的过程中，如果受到了来自外力的重力冲击，那么发生了严重的碰撞事故，就有可能会导致内部线路的短路问题，进而引起起火或爆炸现象。在现有的新能源内部电路设计过程中，已经安装有单路碰撞传感器，也就是说在新能源汽车内部感知到碰撞所产生的巨大压力之后，会通过高压继电器来切断有关的线路。但实际在电路运转的过程中，涉及到两条线路，不仅涉及到供电回路，同时还与其内部的高压电网有联系，但两条线路的切段时间却并不一致，高压电网的切段时间要显著长于供电回路的切换时间。这样就会造成即使供电回路被切断，但是高压电网仍在运行，还是有可能会出现高压回路电路运转问题，进而造成有关的短路或引火现象。针对这一问题，新能源汽车在日后设计研发的过程中，务必要进一步优化升级，采用双路断电技术，不仅保证高压电网和电路回路都能在同一时间被快速切断，同时进一步将断电反应时间大大缩小。通过主动熔断器来完成这一重要操作，以此来保证汽车在发生碰撞问题的时候，能够有效避免由于碰撞所导致的线路短路或着火爆炸等问题出现。

3.2 故障预警技术

在新能源汽车内部设计的过程中，可以引入故障预警模型，从而对汽车正常行驶过程中所存在的各类故障问题进行及时地提出和预警，帮助驾驶员能够快速识别，采取有效措施，避免其在后期由于故障发现不及时所造成的较大安全隐患事故。它主要的原理是通过引入大数据技术，搭建数据化信息模型，在模型中分析汽车运行过程中的有关参数，在相关参数偏离正常范围时进行故障预警，及时提示驾驶员故障部位。例如，在新能源汽车内部，可以识别到温度异常或绝缘组数值异常等问题，这些问题都可以在仪表盘上及时显示出来，从而提前、准确、有效地提醒驾驶员快速处置以上情况。

3.3 充电系统多层防护机制

可以在新能源汽车内部搭建充电系统多层防护机制，主要保障新能源汽车在充电过程中所可能出现的各类故障问题，避免在后期造成严重的人身或车辆损伤。具体来说，这一安全机制是以三级为结构展开。在汽车本体要设置本体安全防护机制，通过对充电接口、高压电流等相关部位的重点防护，确保汽车本体不会发生安全故障问题，在此基础之上设置第二层控制安全机制，在汽车后台操控和系统安全设计过程中强化安全保障。除此之外，还要进一步设置数字化防护机制，可以和上文所提及的故障预警技术等进行有效的结合，通过三层安全防护机制的设计，实现汽车在系统安全、运营安全、整车安全等多个体系和流程的安全保障，避免充电过程中系统异常问题的发生。

3.4 动力电池安全设计

在新能源汽车故障问题中，有半数之上的问题是由于其动力电池安全隐患所引发，因此有效保障动力电池的安全稳定特性是保障新能源汽车安全可控性的重要渠道与前提。在对新能源动力电池进行优化设计的过程中，要充分考虑电池等产品质量与安全性能，不断革新安全设计技术，减少各类故障问题出现的可能性。一方面，需要从用户端的使用需求角度入手，进一步强化对电池的健康管理。在保障电池有效运行基础上，提高电池的使用寿命，在电池存在使用时间较长或故障问题时，及时提醒駕驶员更换电池。另一方面，针对新能源电池常常出现的热量失控问题，要给予重点关注，通过BMS监控方式对有关电池热量信息数据进行实时监控。在发现电池热失控情况时，能够迅速响应新能源汽车内部的预警机制，在人机界面上进行显示，从而提示驾驶人员快速处置，避免在后期酿成更大的安全隐患。当前，主流汽车制造企业对新能源电池的安全属性重视程度极高。以长安汽车为例，其自主研发了较为系统完善的动力电池温度控制功能，可以对电池内部的温度进行常态化的监控，及时预警。同时搭配相关的控制散热技术，保障新能源电池的安全稳定特性。比亚迪汽车自主研发了其安全电压的铁电池，并对其进行了带电碰撞实验。实验结果显示，在发生外力碰撞的时候，铁电池可以双向自动切断电路，避免出现触电引火现象发生，整体安全稳定性较高。

3.5 构建全流程安全管控体系

从表面上来看，造成新能源汽车出现各类安全隐患事故，是由于其在新能源汽车内部技术或零部件方面，存在前期设计制作不合理，或后期运营维护不到位等现象所导致的。但其实从宏观上来看，还与新能源汽车整体生产管理运行体系有着密切的联系，只有从系统运行体系方面进一步融入安全管控意识，建立健全各方面业务标准和安全管控内容，强化业务流程的细化与落实，才能够从技术创新和系统管控两方面入手，切实保障新能源汽车的安全稳定运行性能。因此有必要完善和细化全流程安全管控体系。将新能源汽车生产运维具体分为需求分析、安全设计、运营管理、售后维护、生产制造、安全测试等诸多环节，将各环节有效串联起来。从顶层危害角度入手，将造成危害的细化原因与安全目标紧密结合，运用到系统安全功能设计和研发过程中去。并通过良好的售后保障与有效的安全验证流程，来进一步强化和保障新能源汽车产品的安全属性。

4 新能源汽车安全管理措施

4.1 强化行业监管力度

为了能够有效保障新能源汽车安全稳定运行问题，避免出现相关重大安全隐患事故，工信部门需要联合市场监督管理部门，对新能源汽车行业进一步加大监督管理和督促引导工作力度。事实上，在2016年，工业与信息化部就高度关注并重视到了新能源安全问题，并对此提出了具体的工作要求。在相关要求中提到，企业内部要建立自身的监管平台，重点完善对产品的质量监管和售后问题服务等。系统完善的监管体系需要由企业和政府有关部门共同建立完成，要设置起日常监管、问题处置、安全预警三级重要的工作机制。在日常监管工作开展过程中，不仅需要行业内部国家有关部门强化对不同汽车制造企业的监督和不定期调查，企业内部也要建立起专项监督管理部门，对制造设计过程中存在的有关问题及时进行督促解决，其次要进一步完善后期安全问题处置机制，在发现相关安全故障问题的时候，要一方面积极与消费者进行对接，做好售后服务机制，洽谈赔偿等具体细节，另一方面也要积极地对故障原因展开详细调查，并收集相关数据，从而作为日后研发的重要支撑信息。除此之外，还要进一步完善安全预警机制。在技术方面，通过先进技术引进的模式，对新能源汽车内部的指标进行常态化监督，在出现指标异常的情况下，要使其能够在人机互动界面上及时显示，从而提醒驾驶员快速处置。

4.2 重视新能源汽车安全技术开发研究

近年来，随着国家有关政策的大力支持和整体能源使用环境的巨变，新能源汽车发展呈现出良好的市场发展态势。在快速发展的新能源汽车市场中，众多汽车制造生产企业积极研发新能源汽车，推出自己的核心汽车产品，并开展大力的宣传推广工作，在汽车销售市场上取得了显著的成效。但是在这一工作推进的过程中，由于过多的重视对汽车初代产品的开发和宣传推广工作，却从而忽视了对新能源汽车产品质量的打磨和研究，从而也使得各类安全故障问题隐患的出现。在下一阶段发展的过程中，新能源汽车制造企业要将重心转移到安全技术的研发工作中来。强化自身汽车产品的安全稳定属性，重点对动力电池安全技术问题展开专项研究。不仅需要鼓励科研人员对电池安全性能进行预警模型建立，将安全隐患损失控制到最小，同时还需要对之前所发生的各类故障问题进行总结分析，就相关数据内容进行调整研究，从中吸取经验，总结教训，进一步完善汽车动力性能设计环节。

4.3 强化安全管理意识

新能源汽车企业内部要重视对生产设计环节的安全管理，一方面通过制定更加科学合理的工作机制，进一步细化工作流程，将安全管理意识渗透其中，严格规范生产、设计和运营工作内容。另一方面，要对相关技术人员和一线生产作业人员强化安全生产培训，增强其工作过程中的安全隐患意识。从思想上切实完善新能源汽车生产制造的安全性、规范性和有效性。另一方面，针对当前存在的各类安全隐患问题，企业要高度重视对新能源汽车的售后服务机制。无论是较大的安全隐患问题，还是汽车运行过程中所存在的零件运行故障等，都要进行积极有效的售后维修服务。对其他新能源汽车要在出厂前进行安全运行特性测试，并组织定期安全检查，积极排查有关的隐患故障问题。

5 新能源汽车安全应用发展前景

当前新能源汽车已经在市场上拓展了市场范围，打开了市场知名度，受到了消费者的青睐。在接下来发展的过程中，新能源汽车生产制造厂商会在汽车研发方面下大力度，专项提升新能源汽车安全稳定运行性能。此外，国家有关部门也对新能源汽车的发展给予了高度重视和大力扶持，无论是在购车补贴还是在产业发展上，都提出了一览子优惠政策，为新能源汽车行业的发展提供了充足的支持。在未来发展过程中，新能源汽车将会进一步健全产业发展链条，拓展关键零部件等附属产业链。在完善基础设施建设的基础之上，有效管控产品成本，进一步提高产品安全性能，使新能源汽车能够走进千家万户。在大幅度、大批量增产增收的基础之上，获得稳定的市场占有量，逐步在激烈的汽车销售市场中与传统汽车相抗衡。除此之外，国家近年来在充电网络等基础设施布局方面，也在大力推进建设力度或建设进程，新能源汽车的安全稳定充电问题也将迎刃而解。总之，新能源汽车的相关生产技术、安全性能将会不断的迭代升级、研发创新、成熟稳定，是未来重要发展行业之一。

6 结语

当前时代，新能源汽车在汽车行业市场中快速发展。有越来越多的新能源汽车产品涌现出来，随着新能源汽车受市场欢迎程度的广泛提高，也应该进一步重视对其新能源汽车产品的安全管控。要重点从安全技术研发和应用角度入手，借助当前的大数据技术、人工智能或汽车制造信息处理技术等对新能源汽车设计、研发和生产环节，强化技术保障，切实提高新能源汽车等安全稳定运营性能，并积极做好各项安全预警机制和售后服务机制，为新能源汽车长期发展奠定充足基础。

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