新能源汽车安全可靠性提升的“牛鼻子” --- 再议新能源汽车弯道超车的核心技术

以电池、电机、与电控为代表的“三电”系统的技术提升是实现新能源汽车产业与技术弯道超车的必由之路。而“三电”系统的安全可靠性提升是相关技术提升的基石与核心，是提升新能源汽车整车安全可靠性的“牛鼻子”。

车辆自燃是新能源汽车最大的安全风险之一，尤其是电池系统的自燃，一直是悬在新能源汽车产业发展头上的“达摩克利斯之剑”。在新能源汽车的三电系统中，电池与电控是与车辆自燃直接相关的两大重点。电池是发生自燃的高风险子系统，而电控是有效防控电池发生自燃的“大脑”，结合遍布车身的各类线束构成的“神经网络”，可以实现将新能源汽车的自燃风险显著降低。

为了提升新能源汽车的续航里程和能效水平，就需要进一步提升电池系统的能量密度，而更高的能量密度对于电芯的材料与加工工艺提出更高的要求。即使材料或加工工艺的微小缺陷也会导致电池系统发生自燃的风险大大增加，这就要求电控系统能够及时判断并采取有效措施加以干预，防止发生热失控引发自燃。一方面，对于电芯的材料需要严格要求，包括正负极材料的选用；另一方面，对于制造工艺的控制，例如采用超薄铜箔后如何确保负极材料均匀的涂覆。在保证充放电过程中电流的稳定的同时，减少电芯内短路的发生，提高电芯的安全性。此外，除了电芯本体的技术增强安全可靠性外，也可以通过电池管理系统（BMS）来有效应对局部发生的电芯过热，通过切断相关电芯之间的连接并强化冷却，在单个电芯发生过热的早期阶段将其隔离，避免引发“火烧连营”式的连锁热失控，造成整个电池系统的自燃。

通过某些创新材料的使用也可以帮助提升安全性，例如最近受到较多关注的PET复合铜箔，在PET膜中添加阻燃剂。当电池热失控时候，复合铜箔表面铜层破裂，PET膜中的阻燃剂能够释放出来，起到阻燃效果，进一步提高安全性。但是复合铜箔两侧的铜箔厚度只有1微米，其过流能力有限。在2C和4C的高倍率充放电时，复合铜箔的性能落后于纯铜铜箔，并不适合纯电动车高倍率充放电的应用场景。因此，提升材料质量与制造工艺，并采用更先进可靠的控制系统才能提供全面的安全可靠性能提升。

另一个较少受到关注，但可能引发新能源汽车自燃的领域是高压线束与连接器之间发生的高压电弧。为了给电驱系统提供更强大的驱动能量，通过电池向电机传输能量的高压线束系统需要承载400-800伏特电压。而在电池的充电端，由工信部在2023年9月提出、全国汽车标准化技术委员会归口的GB/T 20234.1-2023《电动汽车传导充电用连接装置 第1部分：通用要求》和GB/T 20234.3-2023《电动汽车传导充电用连接装置 第3部分：直流充电接口》两项推荐性国家标

准中，将最大充电电流从250安培提高至800安培、充电功率提升至800千瓦。在如此高的电压与电流环境下，如果高压线束与连接器之间采用不同材料，经过一段时间使用之后有可能会发生电化学腐蚀，导致接触面之间的导电性能下降，进而可能引发高压电弧。现阶段新能源汽车上采用的绝大部分接插件都使用铜材，因此在选择与接插件连接的高压线束材料中如果使用非铜材料，需要经过非常严格全面的测试，包括长期的耐久性测试，循环冲击测试、盐雾环境测试、潮湿环境测试等，同时对于线束材料与接插件材料的匹配，装配工艺是否可靠，检测环节的质量保证等来满足安全可靠性要求。而从更审慎的角度出发，在接插件与高压线束中采用相同的高纯度铜材料可能是更加安全可靠的方案。

综上所述，新能源汽车的安全可靠性与传统汽车相比，不仅要考虑传统车辆工程中的物理与机械性能、主动与被动安全、系统控制逻辑等传统的安全可靠性领域；还需要重点关注“三电”系统中的电池与电控，分布于车身各处的高低压线束等新的领域，从其材料的选择、不同材料之间的化学与电化学反应等新的领域加以关注，才能牵住新能源汽车安全可靠性的“牛鼻子”，通过新能源汽车技术的弯道超车，实现中国汽车工业从大变强的跨域式发展。