2018-11-28 16:11
【编者按】2012年10月18日至19日,2012中国国际新能源汽车产业发展与合作高峰论坛与合作高峰论坛暨项目洽谈会在北京举行。本届论坛的主题为探索与变革-聚焦全球新能源汽车产业化进程,邀请到相关政府主管部门、行业内的专家、学者、新能源汽车领域的知名企业决策者共同探讨新能源汽车的未来发展。以下是中国汽车工程学会电动车分会主任、全国汽车标准化委员会电动汽车分会副主任、清华大学教授陈全世先生在会上的发言。
陈全世:诸位领导,各位专家,大家上午好!我今天主要想给大家介绍一下安全标准问题。
最近这段时间,电动汽车确实出现一些事故,大家都在思考到底该不该做电动汽车。第一是去年的电动出租车发生事故,车辆完全烧毁,但没有人员伤亡,主要原因是动力电池成组的问题。第二个是上海的纯电动公交车在825路上发生火灾,电池成组中个别单体连接出现松动,接触电阻过大而起火。第三个是新疆的大客车在车库里充电发生大火,车辆烧毁。还有一个是深圳的223路双层混动大巴在正常运行过程中高压配电箱冒烟。2012年5月26日,比亚迪E6电动出租车在正常行驶过程中,被后面速度不低于180公里没小时的豪华跑车从左后部剧烈撞击,导致车辆失控,跃上绿化带,尾部剧烈撞击到大树上,车尾撞成巨大的树形凹形。
要认识到电池组像汽油箱那样是一种含高能物质的部件,具有着火、燃烧,甚至爆炸的可能性。锂离子电池中的电解液是一种易燃的溶剂配制而成的,正负电极上的氧化剂和还原剂只隔一层约20微米厚的薄膜。在达到一定温度时,氧化剂和还原剂均易与电解液发生大量生热的化学反应,何况电池组又是在高电压、大电流下运行。因此,电池本质上具有危险性。电动汽车的安全是第一位的,不光生产要安全第一,电池组也一样。
通过以上事故可以看出电动汽车安全隐患的主要部件是动力电池系统,包括单体电池、电池模块、电池箱以及管理系统、充电系统、高压动力线。可以说能源系统是最危险的。针对此问题,电动汽车安全标准也主要是对动力电源系统,包括动力电池,此外还有电池兼容、防水措施、风窗玻璃、除霜等。传统汽车的安全问题也存在,这些都包括在电动汽车定型试验规程中。
电动车的相关标准。我们标委会是在九五期间成立的。十五期间成立了第二届电动汽车标准化委员会,重点是混合动力汽车标准的研究和制定。十一五期间是第三届,电动汽车标准委员会有正式委员31人,通讯委员8名。燃料电池汽车标准制定和纯电动、混合动力标准完善工作已经全面开展。
我们这个标委会是最忙的,也是国际关注度最大的。因为普通汽车的标准是跟随欧洲标准,但电动车标准是我们自己首先制定的。
现在我简单介绍几个标准,GB/T18384.1-2001,电动汽车安全要求。第一部分车载储能装置,主要是采用ISO标准,本标准由中国汽车技术研究中心和清华大学一起起草,本人也是起草人之一。主要规定了电压等级,A类是低压,交流25V和直流60V以下的。B类是大于25F和小于600V交流的。动力电池的绝缘电阻,在动力电池的整个寿命期间,根据标准计算方法得到的绝缘电阻值除以动力蓄电池的标准电压,所得值应该大于100Ω。
爬电距离,对电池箱的通风要求,动力电池一定要有电池的隔电器。车载储能装置碰撞的要求,特别规定了进行碰撞试验,减少乘员不受伤害,要满足以下要求。如果动力电池或电池包安装在乘客舱的外部,动力电池不得穿入乘客舱。如果安装在乘客舱内部,动力电池的任何移动应确保乘客的安全。碰撞试验期间,电解液溢出不能超过5升。
第二个标准是GB/T18384.2-2001,电动汽车安全要求的第二部分,功能安全和鼓掌防护。主要对操作提出要求,驱动、电源接通、行驶、倒车、停车、动力电池剩余量的显示。尤其是电动汽车不能无思想意识的移动。因为电动汽车接收电机控制器的指令。汽车的倒车不是挂倒档,很容易把正负极接反。要有一个主开关,在紧急时刻能够把电源断开。提出了电池的兼容性,一定要可以抗干扰,同时对外部的人和器械不能有干扰。这些都在标准中有详细规定。
第三部分是人员触电的防护,主要是防止人员触电,尤其是防止水淹或者淋雨以后,是不是绝缘等级还能达到每伏100Ω。把汽车放在10厘米深的水里,以20公里的速度行驶500米,时间大约1.5分钟。
新修改的代替QC/T743-2006《电动汽车用锂离子蓄电池》的标准。这是在河南省郑州市召开的修订会议,对标准进行了修订。修订以后对安全的要求更高。第一,蓄电池要用模块做试验,总电压不低于单体蓄电池的5倍,额定容量不低于50Ah。高温的荷电保持与容量恢复能力。加热试验,将蓄电池模块放入温度箱,按照每分钟5度的升温率升大130度,并保持此温度30分钟。耐振动实验,电池要在振动台上进行试验。过放电,任意蓄电池要放到零度以后继续放电30分钟,已经反向了。过充电试验,要充容量的百分之百,这是安全检查,几乎是破坏性的。短路试验,将蓄电池模块外部短路10分钟,外部线mΩ。
挤压试验,变形量达到30%,或者挤压重量达到模块重量的100倍,看是否发生爆炸或着火。
电动汽车的海水浸泡试验和温度试验。在低温、高温反复经过考核以后,验证电池是否爆炸、着火。
国际上也在制定电动汽车和燃料电池的安全标准,中国是正式成员。我也作为中国的代表与国际上协调安全标准。
如何保证电动车的安全。首先要严格按照国家和汽车行业的标准进行检测认证。尤其是要保证上车的动力电池组、驱动电机、电控部件与通过检测的样品是一致的。
其次,要转变设计观念,标准设计运行要把安全放在第一位,按实际可能确定合理的最高车速和加速度,不要更大的电池。
要尽快完善电池系统的国家或汽车行业标准,包括安全、性能和检测试验规范。确保电池组的安全。
企业要根据车辆和电池组特点制定更加完善的电动汽车机动力电池组安全标准,以增强市场竞争力。企业要制定更安全的标准。
动力电池的安全性,在品种上、设计上都要有所考虑,包括它的质量。电池要经过长期的考验,改进工艺设计,加强质量管理。电池单体的一致性,也与安全密切相关。
电池使用时间过长以后要经过检测。北京市正在制定电动汽车及可充电混合动力汽车的年检规范。不要以太大的电流放电、充电,要保证一定安全。
提高电池的安全性还要推广应用阻燃的电解液,减少电池的内阻,电池组要进行防火设计,包括管理系统、空气隔绝、灭火措施等。
电动汽车在设计中,要把电池组放在最安全的位置上。电池组放在四个轮子中间,一整块的。汽油箱是最危险的,但汽油车撞击着火的事故并不是很多,就是把汽油箱放在最安全的地方,上面还放着备胎。因此我们在设计的时候不要把工作都给电池厂,整车厂也要参与。
电动汽车安全涉及到广大驾驶员和乘客以及诸多人民群众的生命财产,也关系到新能源汽车行业的生命力,必须切实将安全放在首位。安全标准是保证电动车在设计、试验和实际运行过程中保证安全性的重要措施,必须切实执行和进行有效监督。电动汽车的安全性,如果按照目前已经颁布的电动汽车相关安全标准进行检验认证后的电动汽车,安全性是有保证的。动力电池组并不比汽油箱更加危险。大家可以放心地乘坐电动车,并没有那么可怕。实际上每天自燃的汽油车可以达到一辆。