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我國新能源汽車的發展現狀和存在問題

來源: 發布時間:2017-07-04 08:27:18 次瀏覽

中國新能源汽車產業始于21世紀初。2001年,新能源汽車研究項目被列入國家“十五”期間的“863”重大科技課題,并規劃了以汽油車為起點,向氫動力車目標挺進的戰略。“十一五”以來,我國提出“節能和新能源汽車”戰略,政府高度關注新能源汽車的研發和產業化。

自2012年來,國家頒布《節能與新能源汽車產業發展規劃(2012-2020 年)》,明確將新能源純電動汽車作為十大戰略性新興產業和汽車工業轉型戰略方向。通過前期新能源汽車的培育和示范推廣,2015年我國新能源汽車爆發式發展,各新能源汽車車型齊頭并進,如火如荼。2016年我國新能源汽車全年銷量達50.7萬,約占據國際新能源汽車半壁江山,躋身為全球最大的新能源汽車市場。

一、背景情況

目前,國內傳統汽車企業、低速電動車企業轉型升級,新能源汽車企業、零部件公司、設計公司新進入,共同推進新能源汽車的創新發展;國外品牌車企也加快新能源汽車的布局和車型規劃,甚至連超過通用汽車市值的特斯拉汽車也已準備入駐中國,中國新能源汽車時代即將來臨。

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新時期,我國新能源汽車快速發展并取得了系列不俗的成績,但也面臨著新能源汽車安全的重大考驗。自2012年來,新能源汽車產品技術不斷突破和成熟,但是汽車安全事故卻面臨著倍增的局面。2016年國內新能源汽車發生起火事故29起,共40輛車,其中新能源乘用車和專用車事故率達97%。數據表明,新能源汽車的安全性能還是有待提高,安全事故不得不令人深思。

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二、安全事故問題現狀

新能源汽車繁榮的背后,安全事故現狀及問題逐步成為汽車行業的新話題或將阻礙電動汽車的發展和普及。這就需要我們認真分析下,新能源汽車安全事故到底是什么原因造成的?眾所周知,新能源汽車與傳統汽車最大的區別在于動力系統的革新(動力電池),而傳統汽車各模塊相對成熟可靠,那么最有可能的就是動力電池的問題。

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2016年,國內新能源汽車起火原因以自燃事故最多,共9起,占比31%,可知電動電池原因是新能源汽車起火事故或安全事故的主要原因,“零部件故障、充電、浸水”等大都導致短路或電氣功能故障,或多或少與電池系統有一定的關聯。

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造成新能源汽車安全事故的原因在于整車非電動車平臺改裝造成電池的承載隱患,動力電池系統的缺陷(含電化學反應問題)、電池材料不過關、電池使用不當等因素。究其根本,動力電池引發的新能源汽車自燃案例主要由機械安全、電氣安全、功能安全和化學安全導致,其中電氣安全和化學安全為典型,更多體現在新能源汽車靜態放置情況下,而功能安全也越來越受重視。在汽車電子化程度越來越高的今天,電氣安全相對而言更加成熟,但是功能安全和化學安全為新的課題。比如,功能安全方面電池系統管理不完善而不能夠提前監控、報警故障,從而將導致電池過充、短路、漏液,最終引發起熱失控、自燃、起火。

三、安全事故問題分析

一般來說,新能源汽車發生事故時,大抵都會伴隨著“火、聲、光、煙霧”等“熒屏特效”。但是傳統汽車一般在于車輛動態運行中重碰撞事故導致電池起火,而新能源汽車無論在車輛動態運行或者車輛靜態放置都可能引發電池起火、自燃等。結合新能源汽車四大安全考慮,我們重點分析下靜態放置的安全隱患,即電氣安全、化學安全、功能安全。

表1 動力電池典型安全問題分析

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從上表可以得到,電氣安全方面,新能源汽車企業在新產品開發時已經考慮FMEA、FMA等,傳承傳統汽車電子電器方面的開發經驗,該風險相對較小。但是隨著汽車電子電器零部件的應用數量多,產品應用比例逐步達到40%或以上,其電磁兼容CAN通訊協議、高低電壓隔離等問題越來越復雜,其產生的后果均比較嚴重。某種程度上,電氣安全成為新能源汽車不可忽視的一環。

化學安全方面,涉及到電化學相對來說比較新。比如說電池系統不同形式“內短路”可能會導致“熱失控”,然后再產生系列的連鎖反應——“負極分解、正極分解、鹽與溶劑反應、溶劑完全燃燒”; 再者電池過充過放,化學腐蝕均會產生安全事故。這可能是新能源汽車靜置狀態下需要防范的方面。

功能安全方面,涉及到動力電池的被動安全管理,需要電池管理系統(BMS)、Pack、整車、充電樁等各方的協同合作才能夠實現。通過BMS的監控、預警,以保障動力電池在任一隨機故障下,不會產生系統故障或產生重大安全事故。這是最需要技術攻關和突破的,其經濟成本份額占比相對較高。

四、相關發展建議

隨著電動汽車的快速發展,電動汽車所帶來的安全問題成為汽車行業的熱點和難點。在傳統汽車與新能源汽車并存發展的新時期,新能源汽車安全事故促使消費者對電動汽車安全性的疑慮進一步加深,消費者是被政策綁架買新能源汽車呢,還是心甘情愿掏血汗錢買新能源汽車呢,無疑是讓人心里打鼓。因此,對于新能源汽車安全問題,政府必須高度重視、企業必須高度擔當,同時可以考慮如下建議:

首先,風險源頭規避。理清新能源汽車安全事故潛在的隱患源頭,在新能源汽車安全設計伊始就充分考慮潛在的風險并積極應對。

后果評估導向。評估新能源汽車潛在的重大安全事故隱患,加強產品在嚴苛的工況情景的試驗驗證,強化產品生產過程中事前、事中的質量管控,杜絕重數量輕質量的現象。

提升技術水平,降低成本。一方面,加強整車及動力電池企業加強整車結構及控制技術、電池本體及成組技術研究,提升整車及電池系統安全水平;另一方面,充分整合國內外第三方公共技術服務平臺資源,統一動力電池規格和充電設施設備標準等方式降低成本。

 

動力電池測評支撐。建立和完善新能源汽車動力電池行業標準體系,推進新能源汽車動力電池產品開發、生產、使用、回收各環節的安全評估和評價。如在電池供貨前進行嚴格的充放電性能測試、熱衰退測試、破壞性測試。

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