新能源汽车加速增长，安全问题迫在眉睫

全国乘用车市场信息联席会最新数据显示,去年全国燃油车销量减少13%,今年前两个月降幅扩大到30%。新能源汽车去年净增销量168万辆,正在加速攻占燃油车市场。激烈竞争中,安全成为新能源汽车市场持续增长的重要基石,更是赢得消费信心的关键所在。

车辆安全:起火事故率逐年下降

网络上关于新能源汽车自燃的消息隔三差五出现,但是真假难辨。早在2017年,工信部委托北京理工大学建设和运营新能源汽车国家监测与管理平台。截至今年3月份,平台接入新能源汽车企业300多家,车辆超过1,300万辆,占到全国新能源汽车保有量的九成多。新能源汽车国家大数据联盟执行秘书长李阳介绍,这些车辆以每30秒一帧的频率向国家平台上传运行数据,统计显示新能源汽车起火事故逐年下降。

平台监测显示,起火事故发生在充电、行驶、停放和碰撞各种状态下。资深汽修专家、魏工养车技术总监李学涛介绍,自燃有三个最常见的原因:“首先就是电池本身,因为生产瑕疵或者使用过程中出问题。其次就是电池管理系统的问题,比如电池均衡、充电、温度的控制,这些控制都有相应的控制线,这些线束一旦在运行过程中出现问题,也会形成短路起火。再加上好多电池磕碰受伤,当时你感觉不到,可能用一段时间以后出问题了就是着火。”

业内人士普遍认为,随着电池等技术发展,新能源汽车的车辆安全将更加可靠。中科院战略咨询院产业科技创新中心汽车行业特聘研究员鹿文亮介绍,半固态电池更加安全稳定:“现在电池一般是液态的电解液,发生穿刺的时候,它就会两侧流动,导致短路进而着火。固态和半固态电池升级为类似胶体的电解液,即使发生碰撞和穿刺,也不会大规模短路,不容易出现热失控和着火的风险。”

新能源汽车评论人、电动汽车观察家主编邱锴俊认为,更多自燃等事故信息的权威披露也将倒逼行业提升安全水平:“应急管理部门应该更公开地发布新能源汽车自燃的数据,比如每个月都发布一下,也可以把产品、品牌、动力电池企业以及自燃导致的后果也公开出来。这样消费者可以有一个更加权威的参考,促进新能源汽车更好地优胜劣汰。”

驾驶安全:重大事故鉴定悬而未决

除了车辆安全,新能源汽车的驾驶安全同样关乎交通参与者的生命,备受公众关注。一个月前,浙江温州一辆特斯拉疑似失控,有监控视频显示,车辆经过一座拱桥时几乎“飞”了起来。目击者介绍,最终这辆车追尾了正常行驶的小型公交车。

警方通报事故已造成1人死亡1人受伤,事故原因正在进一步调查中。去年11月,潮州一辆特斯拉狂飙两公里,造成2死3伤的严重事故。近日,有媒体报道,第三方鉴定结果已出,但是权威机构没有发布完整鉴定报告。网络上有博主公布了两页潮州事故的EDR报告。

2022年1月1日之后上市的新车要求强制配备EDR,也就是汽车黑匣子,可以通过较为完整的数据判断事故原因。中科院战略咨询院产业科技创新中心汽车行业特聘研究员鹿文亮介绍,国家标准明确要求,黑匣子数据不能覆盖、篡改和删除,不过国家标准分为两个阶段实施:第一阶段这个数据是由车企来读取,公众可能认为车企会进行篡改,实际上从技术角度来讲,篡改EDR数据非常难并且是违法的,通常情况下车企不会这样做。进入到第二阶段之后,2024年1月1日起,整个EDR数据的提取是由第三方机构来操作的,这样的话中立性和权威性会更强。

铜材料可有效提升新能源车安全效率

现阶段车用高压线束主要采用铜材料作为导体(参见QC/T 1037-2016),包括裸圆铜线和镀锡软圆铜线绞合而成。铜材料具有优良的导电性能(20℃环境下,铜的电阻为0.0185Ωmm2/m,铝的电阻为0.0294Ωmm2/m)。在大电流情况下,其工作温升更低,一方面可以减少输电时发热损失,另一方面铜材料优良的导热性能也确保了高压线束的工作温度稳定在安全范围之内。

新能源汽车的发展离不开电池技术的进步。虽然目前的电池技术还没有突破传统形态,在固态电池普及应用之前,仍然是以三元锂电和磷酸铁锂为主。现阶段电池技术的发展除了继续电化学和材料体系等基础研究方向外,电池企业还通过电池结构的改变优化整车电池布局,进而改善电池包尺寸、整车总量、动力和能效、乃至车内空间设计;此外,通过CTP、CTC等技术实现结构减重,在不改变材料体系的基础上达到更高的系统能量密度,有效提升电池组综合性能;另一方面,电池企业在安全方面投入大量研究力量,主要通过增加热交换面积,采用冗余设计防止热失控,优化极耳设计(在特斯拉4860电池中称为无极耳设计)降低阻抗等方法提升电池组的安全性;同时,过去几年在锂离子电池领域行之有效的多种轻量化技术,例如车规级的超薄铜箔等技术和标准也在不断的发展和推进,将进一步提升电池组的能量密度和安全性。

安全、可靠、高效的驱动电机也是新能源汽车重要的技术发展领域。通过多年的技术发展,国内新能源汽车产品主要采用永磁同步电机或异步感应电机。永磁同步电机具有较高的能效,能够为新能源汽车提供较长的续航里程;异步感应电机由于不需要考虑高温退磁问题,可以提供较好的动力性能,同时结构简单、运行可靠,有利于提升长距离行驶的安全性。因此不少新能源汽车会采用永磁+感应的“混搭”方案,在单独使用永磁同步电机时通过更高的能效实现较长的续航里程,而在需要较强动力的应用场景采用异步感应电机获得更好的驾驶性能并提升安全性。此外,特斯拉在高端车型中使用的铜转子电机也是一种高能效的异步感应电机,能够有效平衡驱动电机在能效、功率、和安全可靠性方面的需求, 是未来中高端新能源汽车驱动电机的一个发展方向。

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关键词：电池,汽车,新能源,安全,技术