| 出版时间:2016年07月 |
新能源汽车的安全性对新能源汽车的发展至关重要。本文总结了新能源汽车安全相关的标准、技术要求、电池安全性、充电安全性、消费者认知等方面的特点和发展趋势,提出新能源汽车安全标准是新能源汽车标准体系建设的重要组成部分,未来将继续得到完善和发展;国内外对碰撞后安全技术要求基本趋同,但也存在一定差异;需要以一种新的安全理念使高压系统达到更高级别的安全防护;电池安全性不只是电池技术本身的问题,还对新能源汽车技术路线造成影响;以推荐性标准的方式进一步完善了充电安全性技术要求,但全面实施充电相关新标准的难度较大;消费者对新能源汽车安全性的期望与实际满意度有一定的差距。
The safety of NEV is crucial for its development. This paper introduces the characteristics and development trend of relevant standard,technical requirement,safety of battery,safety of charging,and consumer perception etc.. on the safety of NEVs. It puts forward that the safety standard for NEV is an important part of the establishment of standard system for NEVs. It will be further improved and developed in future. Now there is little difference between the after collision safety standards in home and abroad. China needs a new security concept to make higher level of security protection of high pressure system. The safety of battery is not only a technical problem;it also has influence on the technical route of the NEV development. The establishment of recommended standard can make further improvement on the technical requirements to the safety of battery,but the overall implementation of new standard is difficult. There is the gap between the consumer’s expectation on the safety of NEV and the real satisfaction.
2015年,中国新能源汽车产业取得了快速发展,成为全球第一大新能源汽车生产国。在取得巨大成绩的同时,新能源汽车的安全性也上升到了一个前所未有的高度。新能源汽车的安全问题已经成为制约新能源汽车产业发展的重要因素。
一 新能源汽车安全标准是新能源汽车标准体系建设的重要组成部分
经过多年的发展,我国已经建立起了较为完善的新能源汽车标准体系。截至2016年3月底,新能源汽车适用的有效标准有93项,其中有72项是新能源汽车的特有标准,占77%。在这些特有标准中,有11项标准是关于新能源汽车安全的标准,涉及整车安全及动力电池安全等,有效地保障了新能源汽车的产品安全。
未来,新能源汽车安全标准将进一步加严和趋于强制化;中国将积极参与到国际安全标准法规的制修订中;将考虑在中国新车评价规程(C-NCAP)2018版管理规则中引入新能源汽车碰撞评价;48V技术与现有法规的协调与修订;参考国际标准法规,制定新能源汽车消防安全和应急救援相关标准法规等。
二 新能源汽车碰撞后安全技术要求国内外趋同
与传统汽车相比,新能源汽车既存在同样的安全问题,又有一些特殊的安全问题,主要体现在:由于增加了大质量的电池,对新能源汽车结构安全和吸能装置提出了更高的要求;动力电池的高压系统存在潜在的触电和起火等隐患。
新能源汽车的安全性可分为一般安全性和碰撞后安全性。其中一般安全性主要是从主动预防安全的角度,包括人员触电防护和操作安全,人员触电防护是主要内容;碰撞后安全性是被动预防,将碰撞后安全可分为防触电保护要求、电解液泄漏要求和可充电储能系统(REESS)要求等。
国内外新能源汽车碰撞后安全性要求的标准法规主要有:国际标准ISO 6469-4《电动汽车安全要求第4部分》、欧洲ECE R12《关于就碰撞中防止转向装置伤害驾驶员方面批准车辆的统一规定》、日本Attachment 111《电动汽车和混合动力汽车碰撞后高压保护技术法规》,以及中国GB/T 31498-2015《电动汽车碰撞后安全要求》等。这些标准法规对新能源汽车碰撞后安全的技术要求大致相同。
在防触电保护要求方面,主要规定了电压限值、电能限值、物理防护要求和绝缘电阻限值。电压限值方面,国内外的标准法规均规定碰撞后应不大于交流30V或直流60V;电能限值方面,除ECE R12规定碰撞后高压母线总电能不得高于2J外,其他标准法规均为0.2J;物理防护要求方面,均要求碰撞后车辆的物理电击防护级别为IPXXB;绝缘电阻限值方面,国内外也基本趋同,均要求带有大于直流100Ω/V或交流500Ω/V的绝缘电阻。
在电解液泄漏要求方面,国内外标准法规均要求在碰撞发生后的一定时间以内,电解液不能从REESS中溢出到乘员舱,同时也规定了泄漏到其他位置的电解液体积不得超过一定数量。ISO 6469-4和GB/T 31498-2015的规定均为碰撞发生后30min内电解液不能溢出到乘员舱和电解液泄漏的体积不得超过5L;ECE R12规定电解液泄漏体积不超过总量的7%或者不超过5L;日本Attachment 111规定碰撞后1小时内电解液泄漏量不超过总量的7%。
在REESS要求方面,均要求在碰撞后不得移动到乘员舱,不能起火和爆炸等。
在碰撞后安全试验方法方面,ISO 6469-4和GB/T 31498-2015只规定了电安全试验,没有具体的电动汽车碰撞测试方法;但是ECE R12对碰撞测试方法进行了详细的规定,且规定了电解液泄漏的测试方法。
三 在满足标准要求的基础上,还需对高压系统采取更高的安全技术防护手段,保障新能源汽车的安全性
标准只是保障产品的最低安全防护等级。为更好地降低事故对高压系统的影响,在设计阶段,要保证高压系统安装在碰撞时最不容易发生变形的区域内,以减少碰撞对高压系统的损害。
还需要设置合理的高压系统自动断电策略,并结合事故损害程度选择性的恢复高压系统的功能。在安全带预紧装置被触发或者第一阶段安全气囊被触发的中小型碰撞事故中,自动关闭高压系统后,如果车辆重启时没有检测到高压系统故障,则要保证车辆能够继续行驶,这种方式属于可逆关闭高压系统;在发生严重碰撞事故时,如第二阶段安全气囊被触发等事故中,自动关闭高压系统后,车辆不能重启和行驶,必须到维修网点进行处理。
除了自动断电功能外,手动开关装置也是一种备选方案。与传统汽车不同,新能源汽车的拖车过程可能会重新激活高压系统,引发起火事故。为