新能源汽车安全性技术的发展

根据中国汽车工业协会最新的统计数据,2023年10月全国新能源汽车产销分别完成98.9万辆和95.6万辆,同比分别增长29.2%和33.5%,市场占有率达到33.5%。今年前10个月,全国新能源汽车产销分别达到735.2万辆和728万辆,同比分别增长33.9%和37.8%,市场占有率达到30.4%的历史新高。此外,根据公安部统计,截至2023年9月底,全国新能源汽车保有量达到1821万辆。经过十多年的努力,新能源汽车已经成为我国汽车产销的重要组成部分,其重要性也在日益提升。

在这个日益增长的市场中,安全性一直是政府、企业、消费者所共同关注的核心问题。为了提升新能源汽车的安全性,需要通过完善法规与标准、提升技术与测试水平、强化生产质量与检测、推动规范使用与售后服务水平提升等诸多方面共同努力。

通过完善相关法规与标准提升新能源汽车的安全性。国家层面在2020年出台了由工业和信息化部组织制定, 由国家市场监督管理总局、国家标准化管理委员会批注发布的GB18384-2020《电动汽车安全要求》、GB38032-2020《电动客车安全要求》、和GB38031-2020《电动汽车用动力蓄电池要求》三项强制性国家标准。在2022年3月,工信部等五部门有发布了《关于进一步加强新能源汽车企业安全体系建设的指导意见》,从政策与标准层面提升新能源汽车安全水平,推动新能源汽车产业高质量发展。

通过提升技术与测试水平、强化生产质量与检测来提高新能源汽车整车质量。企业方面,为满足国家的“三项强标”,也为了树立自身产品的品牌,各大新能源汽车制造企业都在积极探索更好的技术与产品,以提升自身产品的安全水平。2023年9月召开的首届汽车新生态发展大会上,原国家质检总局执法稽查司司长严冯敏表示“行车安全主要痛点是动力电池的质量安全”。新能源汽车的自燃事故主要来源于动力电池的热失控。各大车厂与电池企业在优化电池单体、模组安全要求的同时,都重点强化了动力电池系统的热安全、机械安全、电气安全以及功能安全要求,并通过系统热扩散、外部火烧、机械冲击、模拟碰撞、湿热循环、振动泡水、外部短路、过温过充等试验项目来确保动力电池在设计、生产、安装过程中的质量与可靠性。在电池技术领域,安全性更好的磷酸铁锂电池的份额在显著上升;固态电池由于不使用易燃的电解液而具有更好的安全性,不少车企都计划在未来2-3年推出搭载固态电池的车型;从电池包角度,当单个电芯热失控以后,通过电池管理系统BMS迅速阻断电芯之间失控的链式反应,避免整个电池包起火也是安全性设计的一个发展方向;此外,在电池模组与电池系统中,采用有效的隔热材料以减缓热失控的扩散等技术方案也有被采用。

通过推动规范使用与售后服务水平提升来降低新能源汽车安全性风险。对于动力电池,充电过程中和电池充满后,是发生火灾的高危阶段。导致电池热失控的主要原因包括制造过程中引入的电芯内缺陷(细微金属碎屑引起的内部短路),或者电池长期使用后导致的电池老化,电芯内部产生了枝晶锂刺穿膈膜引发电池内短路,在高电量状态下就有可能引发起火。因此生产过程中采用品质优良的铜箔、膈膜、正负极材料有利于延缓电池的老化;使用过程中避免频繁的快充和“过充”有利于电池处于健康状态;在售后检测中能够及时发现潜在的电池风险,这都是避免动力电池安全事故的有效手段。

此外,由于新能源汽车的使用环境不可避免会发生振动冲击、冷暖温差冲击、化学腐蚀等,三电系统和其他高压系统之间的高压线束与连接端口可能发生松动或连接不良,极端情况下可能引发电弧,存在引起自燃的风险。为了提升相应的安全性,针对新能源汽车线束高压大电流的特点而专门开发的纯铜导体线束和接插件端口可以提供更高的安全保障。

安全性是新能源汽车行业健康发展的必要条件,只有通过长期持续的标准优化、技术研发、质量提升、售后服务支持,才能不断提升新能源汽车的安全性,并获得市场的认可,进而推动节能减排目标的实现。