一 电动汽车的新时代

从2009年起，大众化的电动汽车推向市场，并且逐渐取代了以往的租赁模式。典型的车型有三菱i-MiEV（2009年推出）、雪佛兰Volt（2010年推出）、日产Leaf（2010年推出）、Fisker Karma（2011年推出）以及福特Focus（2011年推出）等。2011年，电动汽车的发展迎来了新时代。

电动汽车在部分地区的旺销源于政府对汽车二氧化碳（CO₂）排放量的进一步严格限制，例如，2015年挪威电动汽车的市场份额已经达到了17%。2020年欧洲汽车车队的CO₂排放量的目标平均值要求为95 g/km，这是一个很难通过传统技术来实现的目标。迫于此压力，欧洲和美国许多汽车企业都或多或少推出了电动汽车，甚至出现了专门从事电动汽车制造的企业，如特斯拉等，这对传统汽车企业造成了巨大的威胁。

在很多国家，新能源汽车的销售目标和CO₂的排放量是相关的。美国2015年电动汽车的销售目标是500万辆；德国电动汽车的销售目标是2020年达到100万辆，2030年达到600万辆；法国2020年电动汽车的销售目标是达到200万辆。制定此销售目标的决定因素是政府财政补贴的类型和数量。在德国，消费者只能从免税环节获益，而电动汽车又存在巨大研发投入，这使得德国电动汽车的市场份额不到0.5%。比较成功的国家采取的是直接的购买补贴，如挪威、荷兰和美国。其中，挪威的补贴金额为5万欧元，电动汽车的市场份额达到17%；荷兰的补贴金额为8000欧元，电动汽车的市场份额为4%；美国的补贴金额为7500美元，电动汽车的市场份额为1%。2015年这三个国家电动汽车的销量接近43万辆，预计全球销量接近113万辆。尽管销量与政府要求的差距很大，但是到2020年全球电动汽车的销量仍有望达到600万辆，到2025年市场份额将达到50%。

市场销量的增长伴随着安全技术的进步。核心难点是事故发生后车身内的高电压可能产生的电击，以及车辆着火的风险甚至电池爆炸的风险。

二 电动汽车碰撞安全领域的挑战

与装备12V电气系统的传统轿车相比，装有电驱动系统的电动汽车（并带有高压系统）的直流电能达到数百伏特，其高压电池电量达到100 kWh。纯电动汽车主要依靠电池在充电站充电；燃料电池汽车在运行中可以通过燃料电池发动机实现充电，需要附加的氢燃料存储罐来存储燃料（最高压力可达到700bar）。有以下几个方面的技术需要突破以保证电动汽车的安全行驶。

（一）结构安全

附加的大型零部件（如电池组或者电机）的整合会对轿车在碰撞中的变形特性产生负面影响。高刚度的零部件结构变形不仅会减少车辆的碰撞区域，而且可能改变碰撞时车辆减速的特性，降低乘员保护系统的有效性。另外，当与其他车辆碰撞时，由于前部刚性强，顶部碰撞兼容性减少；车辆的质量增加，在轻度碰撞后，其维修成本也会增加。上述尤其适用于紧凑型电动汽车，这些车的储能系统占整车质量的比例接近20%。紧凑型电动汽车由于续航里程有限，主要在城市地区使用。

（二）高电压安全

纯电动汽车和插电式混合动力汽车由数百伏高电压系统驱动。最大工作电压大于交流30V或大于直流60V已经被单独分类为B级电压电路。由于接触和电击能对人体造成很大伤害，必须对高压系统的安全性进行严格要求，以防止触电事故。

（三）防火保护

碰撞事故中的车辆起火可能是由高压系统或储能系统的损坏或者短路引起的。尤其是锂电池，由于其电极材料和电解液的化学特性，起火的风险更大甚至会导致爆炸。最坏的情况是热失控，当热失控发生时，温度的升高加剧反应，通常会导致某种破坏性的后果。目前在纯电动汽车上应用的能量型电池和在混合动力汽车上应用的功率型电池种类纷杂，其安全特性也各不相同。

（四）氢存储罐

在氢存储罐压力达700bar时，燃料电池汽车存在的风险包括：氢存储罐爆裂；事故发生后氢存储罐膨胀，甚至可能在气体泄漏后发生爆炸。

三 电动汽车的安全标准和法规要求

电动汽车必须满足的安全标准主要有：使用过程中的安全标准、碰撞后安全标准（见表1）、相关零部件（如电池和氢存储罐）的安全标准。

表1 主要国家和地区的电动汽车碰撞后安全标准与法规

在过去几年中，上述标准法规都根据电动汽车技术的最新发展情况进行了修订，尽管在具体的解释上还存在一些细微的差异，但是持续的修订工作使得全球范围内的法规之间基本实现了协调统一。这些标准法规明确对储能系统和