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天津德龙重卡配件 如何有效规避新能源汽车动力电池事故

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截至10月底,2019年中国新能源汽车产销累计分别完成98.3万辆和94.7万辆,同比分别增长11.7%和10.1%。尽管近几个月来,新能源汽车市场有所下跌,但是从汽车产业的电气化趋势来看,新能源依然是未来方向。市场正在快速发展之中,但近年来时有发生的新能源车自燃事件,让消费者越发关注电池安全问题。



作为新能源汽车三大核心零部件之一,动力电池不仅占据整车40%左右的成本,其性能也直接决定了整车的安全性和续航里程。那么,新能源汽车动力电池存在哪些安全隐患,又如何来防范?让我们一起听听南德新能源汽车检测(江苏)有限公司董事总经理许海亮的解读。


南德新能源汽车检测(江苏)有限公司董事总经理许海亮

动力电池事故原因有哪些?


从国家市场监督管理总局缺陷产品管理中心公布的汽车召回信息来看,2018-2019年中国新能源汽车召回事件共有20起,涉及到13家企业,总共16.5万辆新能源汽车。如果仔细分析一下召回的原因,包括制动助力真空泵、安全气囊、半轴、动力电池、电机电控等。其中动力电池的召回为6%左右,电机电控、动力总成、动力传动系统占4%左右。


虽然动力电池召回量并不大,但考虑到动力电池事故往往带来较大影响,因此有必要分析一下其原因。从过去两年内有记录的4次动力电池召回来看,召回原因分别是:电池偶发质量问题,导致可能发生热失控;电芯一致性不佳,长时间、高电量存放时有漏液和短路风险引发热失控;模组内电压采样线束走样不当,可能被挤压,极端情况导致绝缘层磨损从而引起热失控;电池包电气部件生产波动,可能局部过热引发热失控。这几起召回事件的一个共同点是:动力电池有发生热失控的风险。


热失控的最大隐患在于,可能会引起车辆起火。有关统计数据显示,2011年-2019年,全球新能源汽车起火事件有127起,涉及38家品牌48种车型,分布于全球40座城市,其中中国发生153起,欧洲29起,北美38起。从这些事故车辆的类型来看,纯电动车型的占比最大,达70%以上,混动车型占17%。而车辆起火时的状态分别是:行驶中(41%)、停放中(29%);充电中(19%)。具体到电池类型的话,三元锂电池(61%)、磷酸铁锂电池(22%);圆柱电池(44%)、方形电池(23%)、软包电池(6%)。



电池质量关乎汽车安全


许海亮表示,通常热失控最直接的原因是短路。短路会让电池内部形成一个高电流回路,其直接结果是电池包迅速过热,然后起火爆炸。还有一部分是外部火烧或者是过充引起的热失控。具体来说碰撞、部件故障、结构设计等问题是引起事故的主要诱因。


在许海亮看来,所有能够预判的问题都是有办法解决的,真正的风险在于那些未知因素。为什么会有这些未知?首先是研究的深度不够,其次电池的电化学性决定了有不可控性。从整个电池化学系统的组成来看,涉及单体、单体间的连接、热管理、外壳防护、机械强度、电池管理系统(BMS)、功能安全考虑等,需要进行大量的检测和研发工作。


正是因为这些事故的发生,因此非常有必要建立一个完善的测试和认证体制,更好地规范动力电池安全和质量。

两起新能源汽车实验案例


事实上很多测试标准来源于实践,并在此基础上不断改善提升。许海亮介绍了TüV南德此前在美国和加拿大所进行的两个新能源汽车实验案例。


其中一起是发生在美国某公司,其曾因飓风海水倒灌导致部分车辆起火,美国交通运输部和美国高速公路安全管理局提出实验要求,委托TüV南德评估电池起火对车辆和驾乘人员的影响。当时,TüV南德对11辆新能源车进行测试,触发电池热失控,评估汽车火灾危害以及温度;并进行海水浸泡实验:电池包顶部浸入1米,放置2小时,取出后观察6周。测试结果是:1辆车燃烧,2辆车完好,其余绝缘失效或者容量损失。


另一个案例也是美国交通运输部和美国高速公路安全管理局委托的项目,评估新能源车动力电池因热失控或其他原因引起火灾,对座舱内的乘客和驾驶员会有怎样的危害。这些不同类型的车辆有纯电动车和插电式混合动力车;有新车,也有发生过正面/侧面碰撞的车辆。测试人员通过人为地触发热失控,然后进行观察分析:监测首次出现排烟的时间、出现明火的时间、析出毒性气体的时间。


通过这些实验,可以给到政府、行业和企业最真实的数据,帮助其改进生产和研发,并完善标准要求,从而确保整个车辆生命周期里的使用安全。这正是包括TüV南德在内的第三方检测机构的价值所在。

常州实验室关注动力电池安全


专业人士都了解,汽车标准有很多种,除了最基础的强制性法规标准,还有一些工业标准,如VDA。企业也会推出自己的标准要求,以提高产品竞争力。TüV南德把产品安全等级进行了划分,呈金字塔形。许海亮表示,不同企业产品的差异体现在这个金字塔型的每一层。对于企业来说,要设计一个真正符合工业要求的产品,必须在设计的最初期,把设计理念渗透到产品的DNA中,还要充分考虑电池处理、对环境的影响等,只有当所有这些因素都考虑周全之后,才能说这是一个优秀的产品,这是一家负责任的企业。


为满足日益增长的动力电池质量测试与研发测试需求、全方位保障动力电池安全,TüV 南德不久前在常州成立了新能源汽车检测实验室,为新能源汽车生产企业提供专业的一站式检测认证服务。实验室主要分为电池性能测试评价、环境可靠性测试评价、安全滥用性测试评价三大平台,其测试能力覆盖动力电池单体、模组、电池包及系统级别的各项产品,可满足多项国际标准及中国国家标准。实验室能力可覆盖大功率电池系统,进口高精度充放电设备单通道可满足1200V/1200A电池包测试要求。



TüV南德常州实验室电池性能测试评价平台:电性能测试充放电柜


TüV南德常州实验室环境可靠性测试评价平台:满足各种复杂工况要求的大型步入式高低温湿度环境仓


据介绍,常州实验室是TüV南德继德国、加拿大外全球第3个覆盖单体、模组、系统全检测项目(安全、环境、性能、滥用)的实验室,也是TüV南德全球投资金额最大的动力电池检测基地。“作为全球领先的第三方检测检验机构,TüV南德致力于不断的技术创新,始终为企业和消费者提供质量、安全和可持续性优质解决方案。”许海亮说道。


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