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欧阳明高畅谈电动汽车安全问题:注重三大环节

作者: wy 发表时间:2018-04-27 18:30
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  中国工业报记者 吴影
  “电动汽车的安全问题,主要集中在电池、充电基础设施和整车制造三个环节。以目前国内的技术水平,在没有特殊因素影响下,保证纯电动客车用8年,纯电动乘用车用10年以上,是没有问题的。”在8月12日举行的“中国电动汽车百人会夏季论坛(以下简称“百人会论坛”)暨电动汽车安全报告媒体交流会”上,国家科技部电动汽车重大项目总体专家组组长、中国电动汽车百人会执行副理事长、清华大学教授欧阳明高如是说。
  聚焦电池热管理系统 充电机行业水平滞后
  最近几年我国的电动汽车销量不断攀升,但不少消费者对于电动汽车的安全性、可靠性还存有一定的疑虑,这无疑阻碍了电动汽车的私人消费市场的打开。针对这一问题,欧阳明高表示百人会论坛此次强调“安全”两个字,并不是说目前的电动汽车不安全,而是表示产业各方正在从技术、质量、标准、管理等方面努力,将电动汽车的安全性提升到更高的台阶,增强社会对电动汽车产业的信心。
  欧阳明高认为,电池安全是电动汽车安全的核心。在他看来,电池安全关键是通过加热、散热和隔热等方式做好电池温度的热管理。目前国内纯电动汽车搭载的多为磷酸铁锂电池和三元锂电池,而温度是影响这两种电池工作效率和产品安全的关键因素,温度过低,电池容量释放不出来,也充不进电,无法正常工作。温度过高则会引发一系列自生热反应,轻则内部短路,重则电解液燃烧,引发车辆自燃等事故。
  “和飞机上禁止携带大功率充电宝等锂电池产品的原因一样,这是由锂电池特性决定的,但这并非就说明锂电池产品不安全”。欧阳明高强调,通过严格的热管理系统,对电池在不同情况下进行散热、加热、隔热,让电池始终处于45摄氏度以内的正常工作状态在技术上已经完全可行。即便电池组中有个别电池出现了温度过高的情况,热管理系统也能及时发现,并通知操作人员进行适当的人为干预。
  第二个容易引发电动汽车安全事故的是充电环节,这一部分又可以分为内外两部分,内部是充电机和电池的充电管理系统,外部是充电桩等基础设施。
  欧阳明高表示,目前电动汽车都是充电机跟电池合在一起,电池管理系统发出的充电指令要由充电机执行,如果充电机质量不过关,“让它启动它不启动,让它充50A,它充70A”,就容易发生安全问题。
  在电池行业、充电机行业和整车行业三大板块中,目前充电机行业的发展水平是相对落后的。因为行业门槛较低,充电机行业的很多企业都是新进入者,在产品准入、质量保证方面还存在一些问题,整体质量参差不齐。
  他同时表示,做好电池的充电管理系统也很重要。有些事故的发生原因就是是电池管理系统死机,导致过度充电。如果一块电池已经充满之后还继续充电,充到120%就比较危险,充到150%时已经达到极限,可能发生剧烈事故。电池充电管理系统应该在危险发生前进行断电,终止电池的继续充电。
  充电标准正在落地 整车安全基本到位
  据悉,充电桩的技术目前都已经非常成熟,只是由于在地下车库建充电桩对安全的要求比地面更高,使得施工标准的要求相应也较高。原因很明显,地下车库地势低,下大雨容易进水,同时车辆密集,充电时间又集中在夜间,一辆车发生事故就会引起连锁反应。但欧阳明高强调,如今在充电环节几乎没什么技术难点,慢充的时候基本上与普通家电的状态一样,安全问题往往是产品质量缺陷或人为操作失误导致的。
  2015年12月,国家质检总局、国家标准委联合国家能源局、工信部、科技部等五部委联合发布了新修订的电动汽车充电接口及通信协议5项国家标准。该标准重点针对充电安全和兼容问题进行了关键参数的界定,同时增加了充电温度监控、机械锁与电子锁联动、绝缘检测和泄放电路等安全要求。
  新国标标准在安全性和兼容性方面设定了高门槛,但由于新国标在执行和监管机制上的缺失,充电机行业鱼龙混杂的乱象还将持续一段时间。对此,欧阳明高表示,目前充电新国标正处在新旧过渡期,实施起来尚存难题,但随充电桩技术越发成熟,执行和监管机制的逐步到位,充电安全将会大幅提升。
  而在整车安全方面,欧阳明高认为目前国内电动乘用车的质量水平总体较高,因为北汽、上汽、长安等大集团的工程团队人员配备齐全,工程化能力也比较强,产品的安全验证非常严格和规范,包括泡水、火烧、碰撞等在内的各种整车安全试验的法规、流程与标准都与国外完全相同。相对而言,电动客车行业由于企业过多、车型过多、车型开发周期过短,有的在安全方面还不是很到位,目前也是政府重点监控的对象。
  要保障电动汽车的整车安全,解决高压电器安全、碰撞安全和防水防尘问题非常重要。“当年日本发生大地震并引发海啸,许多电动汽车都没有发生事故,就是因为整车碰撞安全做得非常好,也就是说电池被保护得非常好,本身没有多大变形。”欧阳明高还以前段时间在网络流传甚广的“一辆纯电动汽车在严重积水路段逆流而上,秒杀一众趴窝燃油车”视频为例,表示只要防水防尘做得好,电动汽车甚至可以在燃油车无法通过的积水中前进。
  不过,整车企业要做好碰撞、电器、防水防尘三方面的安全并不容易,因为这需要对电池和整车做大量的试验,比如碰撞试验、跌落试验、弯曲试验、针刺试验、泡水试验等等,而单单一个泡水试验又有半进水、全浸泡、小孔灌水等不同试验方式与标准。此外,类似泡水、碰撞这样的试验光做电池是不够的,必须做整车才行,因为实验室的环境是静态的,而车的环境是动态的,静态的试验没问题不代表放到车上就没问题。
  要进行大量的试验就涉及到标准问题,欧阳明高表示,电动汽车产品安全涉及到整个新能源产业的方方面面,从电池标准、充电标准到整车制造标准,每一个环节都决定着电动汽车产品的品质和安全。据悉,目前中国电动汽车百人会正在牵头制定新能源客车相关的技术标准。
  而就在此次媒体交流会当天,工信部同期发布了《新能源汽车生产企业及产品准入管理规定》修订征求意见稿,其中就强化了新能源汽车产品的安全监控,增加了对已销售的全部新能源汽车的运行和安全状态进行全生命周期实时监控的要求。
  电池与整车“寿命”匹配 无线充电乃未来趋势
  交流会当天,欧阳明高还对消费者关心的一些关于电动汽车的问题做出了解答。比如电动汽车能否一边充电一边放电(比如听歌)吗?这样做对电池有无损害?欧阳明高对此表示,“现在电动汽车里还是有一个12V的电源,这是供低压电器使用,电动车一边充电一边放电没有影响。”
  另一个消费者经常疑惑的问题就是,电动汽车的电池到底能用多久?整车使用年限内需要更换电池吗?
  其实,这是一个电池跟整车全生命周期的匹配和电池的循环寿命问题。欧阳明高介绍说,目前动力电池充放电循环在2500次到3000次之间,保证30万公里是没有问题的,对于每年跑上一两万公里的乘用车的生命周期应该是够用15到30年,但是对于1年7万到10万公里行驶里程的客车而言,目前主流客车厂家承诺的电池寿命是8年,而这个寿命又和电池本身设计工艺以及电池使用过程中的环境有关系,高温、低温都会使电池寿命快速下降。
  也就是说,目前的技术水平已经基本可以做到电池跟整车共寿命、全生命周期匹配,但是产品品质、质量体系的不一致性依然存在,各个厂家的情况不能一概而论。
  对于正处在研究阶段的无线充电技术,欧阳明高也给媒体进行了一番“科普”。随着新一代半导体电力电子器件的出现,无线充电的充电效率在逐渐提高,已经接近插线充电。这项突飞猛进的技术在成本方面虽然更高,但并不会高出太多,重要的是其在安全性、便利性方面的优势,可以极大地提升充电体验和电动汽车的使用体验。而且,电动汽车未来的方向是成为用能、储能、回馈能源的终端,由单向充电转向双向馈电,即电网往车送电,车也可以往电网回送电。由此可见,无线充电技术的发展是这一变革的基础,其重要性非比寻常。

作者:wy

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