论文部分内容阅读
根据国家市场监督管理总局缺陷产品管理中心近日发布的召回公告统计,从2019年1月1日至6月30日,国内汽车市场共发起84批次召回通告,涉及43个品牌共计275.96万辆缺陷汽车被召回,同比下降43.77%。与此同时,随着新能源汽车保有量的激增,因车辆安全隐患所造成的召回也呈正比增长持续上升。今年上半年,新能源缺陷车型累计召回2.76万辆。
新能源汽车起火事故频发
近年来,我国新能源汽车行业发展迅速,据交管局统计,截止6月全国新能源汽车保有量已达344万辆,但新能源汽车安全问题备受关注。国家市场监管总局数据显示,2018年已发生新能源汽车起火事件40余起,召回涉及33个车型的12.14万缺陷车辆,缺陷原因主要为电控、机械、电器及电池系统故障。2019年上半年,新能源缺陷车型累计召回2.76万辆,其中新能源汽车起火事故频发。
备受关注的中国造车新势力“蔚来”,今年4至6月,旗下车型蔚來ES8连续出现三起冒烟、起火事故。6月14日,一辆蔚来ES8在湖北武汉汉西建材市场停车场发生燃烧。5月16日,上海嘉定安亭镇一居民小区内,一辆蔚来ES8在地下停车库发生自燃冒烟。更早在4月22日,西安蔚来授权服务中心一辆正在维修的ES8发生燃烧。国家市场监督管理总局近期针对起火车辆开展了现场调查等工作,受调查影响,蔚来汽车于6月27日主动发布了召回公告,对动力电池包搭载规格型号为NEV-P50模组的4803辆ES8采取免费更换改进动力电池包的召回措施,以消除安全隐患,这成为我国造车新势力的首例召回。
当然,中国并不是唯一一个电动汽车起火的地方。据国外媒体报道,6月2日在比利时北部安特卫普市的特斯拉Supercharger超级充电站,一辆特斯拉Model S着火并完全烧毁。据当地新闻报道,Model S开始充电后不久就着了火。“该车的司机把车停在了一处快速充电站,该充电站位于该市的一处诺富特酒店附近。过了一会儿,当该车主回来时,他的特斯拉车以及充电桩都着了火。可能是充电前出现了技术问题。”
值得注意的是,尽管中国新能源汽车市场在5月增速出现下滑,但业内专家预测,2019年中国新能源汽车销量仍将突破100万辆,因此国家市场监督管理总局针对新能源汽车起火开展的现场调查等工作仍在继续,也将引起更多新能源车企以及造车新势力对起火事故的重视。
四大因素易造成电动汽车安全事故
作为国家的战略性新兴产业的新能源汽车,在从中央到地方政策的大力支持下历经数年高速发展,而车辆的“心脏”——动力电池的能量密度更是一年一个台阶快速迭代。在电动汽车产业进入快速发展期的关键阶段,安全问题越来越受到关注。今年夏天,全国大部分城市遭暴雨侵袭,很多汽车“搁浅”在路上,因暴雨导致电动汽车安全事故多发。除了浸水起火,充电时起火、碰撞起火和停驶状态下起火也是新能源汽车发生火灾时的常见状态。其主要缘由是动力电池热失控,导致出现起火或爆炸。
a.充电时起火
新能源车在充电时起火是新能源汽车最常见的起火情况之一,主要是由于电池管理系统(BMS)监测失效下动力电池出现过充引起:
新能源车在充电时,BMS会根据所监测的电池状态给出一个合理的充电方案,然后通过与充电桩的通讯来控制充电条件。由于每个单体电芯内阻、自放电率、衰减率、极化等具体参数发生波动,无法保持一致。虽然在成组前会对电芯进行分组,但随着使用时间增长,个体电芯差异变大,BMS对电池的检测准确率会越来越低,最终导致BMS失效,从而造成动力电池过充。
当过充发生时,正极材料内剩下的锂原子数量过少,导致电池容量形成永久性下降。在负极端,锂原子饱和之后,再充电会使锂金属堆积在负极材料表面,形成树枝状结晶。久之,锂枝晶会穿破隔膜,造成正负极短路,热能释放。同时,过充时电解液等材料往往会裂解产生气体,氧气堆积在负极表面,导致电池起火。
b.停驶下起火
新能源车停驶时起火可能有两方面原因引起,一方面当汽车停驶时,散热系统停止工作,此时电池热量并未完全散去,热量在局部集聚,从而导致高温,引起燃烧;另一方面可能受环境温度影响,由于动力电池包往往安装在车的底部,高温天气下地面辐射的大量热量被电池包吸收,长时间造成动力电池热失控,而导致动力电池起火。
对于第一个停驶时起火原因,可以在车停驶后不要立即熄火,让散热扇多运行一会儿,也可通过对动力电池组增置主动散热装置来达到散热;对于第二种停驶起火可在电池包内部加一层隔热垫,不过这样电池包的能量密度会稍有下降。
c.浸水后起火
浸水后起火原因跟新能源车所配置的电池箱密封性有很大关系。正常情况下,新能源车电池包都是密封的,出厂产品需达到安全合格标准,但这些检测指标有限值,如果车辆浸泡时间过长,不排除电池箱仍然会渗水。例如水里会有水压压迫电池包密封件;另外雨水呈弱酸性并有大量杂质,会腐蚀密封及高压插件,从而加速电池包进水等等。
一般新能源车用动力电池箱的防水等级在IP67及以上级别,即电池底部到水面距离1米,顶部到水面0.15米状态下,可浸泡三十分钟。防水IP68级则是更长时间的持续浸泡。所以在日常生活中的雨天涉水或则短时间浸水等使用场景下没有问题。但是若电池箱的密封性未能达到防水要求或者电池箱长时间浸水,则极易使电池包进水,导致内部电芯短路引起电池着火。
d.碰撞后起火
碰撞起火是近期新能源车事故较多出现的情况之一。车在高速行驶时动量相当大,尤其在高速公路。高速撞击导致汽车变形,从而电池组也相互挤压变形,最终损伤破裂与短路,造成电池的局部热集聚,燃烧起火。同时,剧烈碰撞本身也可能产生火花,在电解液等可燃物质与氧气接触下极易燃烧。
特别是对于三元锂离子电池而言,碰撞起火更容易,因为其热失控温度不足200℃,而且三元材料在达到一定温度时还会分解释放出极活泼的初生态氧,即使在没有外界氧气供应的情况下,这种电池内部就完整地具备燃烧三要素。 安全性是新能源汽车最基本也是最重要的性能,需动力电池作为新能源汽车的核心,对整车续航、驾驶感等有直接影响,其对安全性影响也更直接更关键。
新能源汽车火灾解决之道
7月1日,在海南博鰲举办的2019世界新能源汽车大会“新能源汽车安全与召回主题峰会”上,针对新能源汽车的上述问题,国家市场监督管理总局质量发展局副局长王赟松全面阐述了该局在新能源汽车缺陷召回管理的工作,并介绍了四个解决之道。
第一,加强召回管理,包括:要加强电动车,商用车、智能汽车等为重点,继续开展缺陷调查与召回管理;开展企业火灾事故报告的专项执法检查,对不履行事故报告制度的企业进行通报,对涉嫌隐瞒缺陷的违法行为进行查处;对一些共性问题及时地向社会发布产品安全风险预警。
第二,加强安全技术研究。王赟松认为,应当以动力电池安全为重点,从火灾事故调查入手,开展电池故障模式、电池间故障级联模式,电池故障诊断、检测与预防方法,储能安全等研究。另外,还要开展新能源车缺陷调查、风险评估、缺陷预防、实验验证等监管关键技术研究。
这一研究直接支持缺陷调查和召回管理。他坦承:“实际上我们对新能源车的一些监管手段还是有点力不从心的,这方面还有很多问题。”
第三,要完善政策法律体系。
第四,加强产学研政和国际合作与交流。
王赟松强调,没有证据表明,电动车比燃油车风险更大,或者说更不安全。随着新技术、新材料、新工艺的发展,电动车特别是电池系统,有可能呈现更多的风险,但是总体可控。而政府对新能源车,特别新技术、新材料、新工艺的监管态度是审慎包容。
“一方面严格监管,保护消费者的安全,这是第一位。同时我们对新技术、新材料、新工艺的发展不是阻碍,而是做一个推动者。”
此前,原公安部消防局印发了《新能源汽车火灾扑救规程》,《规程》强调如果火势刚起,在能够断电的情况下,一定要立马断电,并且还要将车钥匙装入信号屏蔽袋,并将袋子放置到距离车辆10米以外的地方。
如果起火时人员已经逃出车内,那么消防员必须要拉开15米以上灭火的距离。同时,电动车相比燃油车型,在防高压电击方面需要格外注意,一定不能使用破拆工具盲目穿透护罩,或者穿刺、切割、撬开、拆卸车辆的任何结构,特别是采用防穿刺能力较差的三元锂电池车型。到场后,消防员还得戴好绝缘手套。这些举措都是为了防止造成高压系统对灭火人员产生电击危险,毕竟动力电池的基本电压通常都是远超人体安全电压的380V及以上。
在大多数人认知里,电路起火不能用水,但动力电池是个例外,灭火不是不用水,而是要用更多的水。如果火势较小,没有蔓延到电池仓,可以用二氧化碳或ABC干粉灭火器。火势一大,就需要用更多的水,因为动力电池在火灾中会发生弯曲、变形、损坏,如果水量太少,有毒气体就会大量渗出,此时也需注意现场可能引发的漏电情况。
新能源汽车的应用越来越广泛,安全问题不容忽视。而近来频繁发生的自燃事故再次给新能源汽车相关方敲响了警钟:把安全放在首位,新能源汽车产业才能获得真正地健康发展。
新能源汽车起火事故频发
近年来,我国新能源汽车行业发展迅速,据交管局统计,截止6月全国新能源汽车保有量已达344万辆,但新能源汽车安全问题备受关注。国家市场监管总局数据显示,2018年已发生新能源汽车起火事件40余起,召回涉及33个车型的12.14万缺陷车辆,缺陷原因主要为电控、机械、电器及电池系统故障。2019年上半年,新能源缺陷车型累计召回2.76万辆,其中新能源汽车起火事故频发。
备受关注的中国造车新势力“蔚来”,今年4至6月,旗下车型蔚來ES8连续出现三起冒烟、起火事故。6月14日,一辆蔚来ES8在湖北武汉汉西建材市场停车场发生燃烧。5月16日,上海嘉定安亭镇一居民小区内,一辆蔚来ES8在地下停车库发生自燃冒烟。更早在4月22日,西安蔚来授权服务中心一辆正在维修的ES8发生燃烧。国家市场监督管理总局近期针对起火车辆开展了现场调查等工作,受调查影响,蔚来汽车于6月27日主动发布了召回公告,对动力电池包搭载规格型号为NEV-P50模组的4803辆ES8采取免费更换改进动力电池包的召回措施,以消除安全隐患,这成为我国造车新势力的首例召回。
当然,中国并不是唯一一个电动汽车起火的地方。据国外媒体报道,6月2日在比利时北部安特卫普市的特斯拉Supercharger超级充电站,一辆特斯拉Model S着火并完全烧毁。据当地新闻报道,Model S开始充电后不久就着了火。“该车的司机把车停在了一处快速充电站,该充电站位于该市的一处诺富特酒店附近。过了一会儿,当该车主回来时,他的特斯拉车以及充电桩都着了火。可能是充电前出现了技术问题。”
值得注意的是,尽管中国新能源汽车市场在5月增速出现下滑,但业内专家预测,2019年中国新能源汽车销量仍将突破100万辆,因此国家市场监督管理总局针对新能源汽车起火开展的现场调查等工作仍在继续,也将引起更多新能源车企以及造车新势力对起火事故的重视。
四大因素易造成电动汽车安全事故
作为国家的战略性新兴产业的新能源汽车,在从中央到地方政策的大力支持下历经数年高速发展,而车辆的“心脏”——动力电池的能量密度更是一年一个台阶快速迭代。在电动汽车产业进入快速发展期的关键阶段,安全问题越来越受到关注。今年夏天,全国大部分城市遭暴雨侵袭,很多汽车“搁浅”在路上,因暴雨导致电动汽车安全事故多发。除了浸水起火,充电时起火、碰撞起火和停驶状态下起火也是新能源汽车发生火灾时的常见状态。其主要缘由是动力电池热失控,导致出现起火或爆炸。
a.充电时起火
新能源车在充电时起火是新能源汽车最常见的起火情况之一,主要是由于电池管理系统(BMS)监测失效下动力电池出现过充引起:
新能源车在充电时,BMS会根据所监测的电池状态给出一个合理的充电方案,然后通过与充电桩的通讯来控制充电条件。由于每个单体电芯内阻、自放电率、衰减率、极化等具体参数发生波动,无法保持一致。虽然在成组前会对电芯进行分组,但随着使用时间增长,个体电芯差异变大,BMS对电池的检测准确率会越来越低,最终导致BMS失效,从而造成动力电池过充。
当过充发生时,正极材料内剩下的锂原子数量过少,导致电池容量形成永久性下降。在负极端,锂原子饱和之后,再充电会使锂金属堆积在负极材料表面,形成树枝状结晶。久之,锂枝晶会穿破隔膜,造成正负极短路,热能释放。同时,过充时电解液等材料往往会裂解产生气体,氧气堆积在负极表面,导致电池起火。
b.停驶下起火
新能源车停驶时起火可能有两方面原因引起,一方面当汽车停驶时,散热系统停止工作,此时电池热量并未完全散去,热量在局部集聚,从而导致高温,引起燃烧;另一方面可能受环境温度影响,由于动力电池包往往安装在车的底部,高温天气下地面辐射的大量热量被电池包吸收,长时间造成动力电池热失控,而导致动力电池起火。
对于第一个停驶时起火原因,可以在车停驶后不要立即熄火,让散热扇多运行一会儿,也可通过对动力电池组增置主动散热装置来达到散热;对于第二种停驶起火可在电池包内部加一层隔热垫,不过这样电池包的能量密度会稍有下降。
c.浸水后起火
浸水后起火原因跟新能源车所配置的电池箱密封性有很大关系。正常情况下,新能源车电池包都是密封的,出厂产品需达到安全合格标准,但这些检测指标有限值,如果车辆浸泡时间过长,不排除电池箱仍然会渗水。例如水里会有水压压迫电池包密封件;另外雨水呈弱酸性并有大量杂质,会腐蚀密封及高压插件,从而加速电池包进水等等。
一般新能源车用动力电池箱的防水等级在IP67及以上级别,即电池底部到水面距离1米,顶部到水面0.15米状态下,可浸泡三十分钟。防水IP68级则是更长时间的持续浸泡。所以在日常生活中的雨天涉水或则短时间浸水等使用场景下没有问题。但是若电池箱的密封性未能达到防水要求或者电池箱长时间浸水,则极易使电池包进水,导致内部电芯短路引起电池着火。
d.碰撞后起火
碰撞起火是近期新能源车事故较多出现的情况之一。车在高速行驶时动量相当大,尤其在高速公路。高速撞击导致汽车变形,从而电池组也相互挤压变形,最终损伤破裂与短路,造成电池的局部热集聚,燃烧起火。同时,剧烈碰撞本身也可能产生火花,在电解液等可燃物质与氧气接触下极易燃烧。
特别是对于三元锂离子电池而言,碰撞起火更容易,因为其热失控温度不足200℃,而且三元材料在达到一定温度时还会分解释放出极活泼的初生态氧,即使在没有外界氧气供应的情况下,这种电池内部就完整地具备燃烧三要素。 安全性是新能源汽车最基本也是最重要的性能,需动力电池作为新能源汽车的核心,对整车续航、驾驶感等有直接影响,其对安全性影响也更直接更关键。
新能源汽车火灾解决之道
7月1日,在海南博鰲举办的2019世界新能源汽车大会“新能源汽车安全与召回主题峰会”上,针对新能源汽车的上述问题,国家市场监督管理总局质量发展局副局长王赟松全面阐述了该局在新能源汽车缺陷召回管理的工作,并介绍了四个解决之道。
第一,加强召回管理,包括:要加强电动车,商用车、智能汽车等为重点,继续开展缺陷调查与召回管理;开展企业火灾事故报告的专项执法检查,对不履行事故报告制度的企业进行通报,对涉嫌隐瞒缺陷的违法行为进行查处;对一些共性问题及时地向社会发布产品安全风险预警。
第二,加强安全技术研究。王赟松认为,应当以动力电池安全为重点,从火灾事故调查入手,开展电池故障模式、电池间故障级联模式,电池故障诊断、检测与预防方法,储能安全等研究。另外,还要开展新能源车缺陷调查、风险评估、缺陷预防、实验验证等监管关键技术研究。
这一研究直接支持缺陷调查和召回管理。他坦承:“实际上我们对新能源车的一些监管手段还是有点力不从心的,这方面还有很多问题。”
第三,要完善政策法律体系。
第四,加强产学研政和国际合作与交流。
王赟松强调,没有证据表明,电动车比燃油车风险更大,或者说更不安全。随着新技术、新材料、新工艺的发展,电动车特别是电池系统,有可能呈现更多的风险,但是总体可控。而政府对新能源车,特别新技术、新材料、新工艺的监管态度是审慎包容。
“一方面严格监管,保护消费者的安全,这是第一位。同时我们对新技术、新材料、新工艺的发展不是阻碍,而是做一个推动者。”
此前,原公安部消防局印发了《新能源汽车火灾扑救规程》,《规程》强调如果火势刚起,在能够断电的情况下,一定要立马断电,并且还要将车钥匙装入信号屏蔽袋,并将袋子放置到距离车辆10米以外的地方。
如果起火时人员已经逃出车内,那么消防员必须要拉开15米以上灭火的距离。同时,电动车相比燃油车型,在防高压电击方面需要格外注意,一定不能使用破拆工具盲目穿透护罩,或者穿刺、切割、撬开、拆卸车辆的任何结构,特别是采用防穿刺能力较差的三元锂电池车型。到场后,消防员还得戴好绝缘手套。这些举措都是为了防止造成高压系统对灭火人员产生电击危险,毕竟动力电池的基本电压通常都是远超人体安全电压的380V及以上。
在大多数人认知里,电路起火不能用水,但动力电池是个例外,灭火不是不用水,而是要用更多的水。如果火势较小,没有蔓延到电池仓,可以用二氧化碳或ABC干粉灭火器。火势一大,就需要用更多的水,因为动力电池在火灾中会发生弯曲、变形、损坏,如果水量太少,有毒气体就会大量渗出,此时也需注意现场可能引发的漏电情况。
新能源汽车的应用越来越广泛,安全问题不容忽视。而近来频繁发生的自燃事故再次给新能源汽车相关方敲响了警钟:把安全放在首位,新能源汽车产业才能获得真正地健康发展。