来源:鲍教授说电池
这两年,特别是今年新能源汽车安全事故频发,不是个别企业,而是全行业,因此必然有某些前期没有考虑到的问题,现在集中爆发了。
主管部门工信部发布了两份安全排查通知。
2018年9月工信部发布了“关于开展系能源乘用车、载货汽车安全隐患专项排查工作的通知”。
2019年6月工信部发布了“关于开展新能源汽车安全隐患排查工作的通知”。
基本保持一年排查一次的节奏,并且2019年把2018年没有加上的新能源客车也加上了,乘用车、客车、专用车通通排查,一个都不能少。
检查工作主要包括两方面:车辆安全排查和企业监控平台排查。
对车辆的排查包括防水保护、高压线束、车辆碰撞、车载动力电池、车载充电装置、电池箱、机械部件和易损件。其中动力电池的检查项目包括外观检查、软件诊断、气密性检测、开箱检查级换件等内容。对于存在碰撞、过水等安全事故和软件诊断温度、绝缘性能存在异常的车辆应当进行开箱检查,开箱后进行修复的要对气密性进行检测。其他车辆,企业应结合电池设计方案和以往情况,自行决定是否开箱检查。
对企业监控平台排查包括是否符合国家标准要求,是否及时反馈车辆安全信息,并对发现的整车及动力电池等关键系统运行状态异常、存在安全隐患的车辆,及时预警并采取有效措施解决问题。对出现3级故障报警的车辆,应及时通知用户并采取措施消除安全隐患,并将处理结果在1日内反馈地方和国家监管平台。对1日内连续出现对此3级故障报警的车辆,应安排车辆开展安全检查,并将处理结果于5日内反馈地方和国家监管平台。
排查情况不符合要求的会被通报、改正、暂停或取消企业及产品公告,并从新能源汽车推广应用推荐车型目录中剔除。
对于新能源汽车起火燃烧事故,企业应及时开展事故调查,在12小时内(如造成人员死亡或重大社会影响的,应在6小时内)将事故的基本信息,48小时内将事故详细信息,主动上报新能源汽车工作联席会议牵头部门和装备中心。
可以看到上述对车企的要求是非常严格的,如果没有提前准备,真发生安全事故了,肯定歇菜。
此外,今年5月份在北京理工大学电动车辆国家工程实验室紧急召开新能源汽车安全预警企业技术专家工作组会议,宣布设立“新能源汽车安全预警”项目。根据电动车辆国家工程实验室公众号发布的消息,已经在二十多家车企平台部署的安全预警模块。召开的两次会议讨论重点包括:
事故车辆事故预警时间、地点、状态、快充/慢充、SOC、天气、周边环境等;
设计、生产、客户使用情况、售后服务、平台监控、预警系统、应急方案、消防灭火、改进措施等方面的规律。
通过在车企平台部署安全预警模块也发现预警模型在数据分析过程中存在一些问题,后期希望通过车辆及云端的方式进行解决。同时要从事故情况描述、事故车辆关键参数分析、诊断模型分析等层面对车辆案例数据进行全面分析。
如果进行分类,新能源汽车安全事故主要场景有以下五类:充电自燃、行驶自燃、碰撞自燃、浸泡自燃、停车自燃。并且大部分着火是在充电过程中,或者刚刚结束充电后。
而造成新能源汽车安全事故的本质是电池的热失控,有机械、电和热的原因等。并且单体电池上出现热失控之后不是致命的,关键是会引起整个电池系统热失控蔓延,从而造成安全事故。系统级热失控蔓延控制,需要通过散热、隔热相结合的手段来解决。
欧阳明高院士提出主要有三种热失控机理:
1.由快充或者过充引起的负极析活性锂;
2.由隔膜穿刺导致的内短路;
3.高比能电池正极材料析释的活性氧。
为了解决析活性锂的问题,需要优化充电算法,特别是对已经跑了不同公里数的已经老化衰减的电池,电池管理系统的保护阈值与电池老化曲线的匹配程度是否合理?BMS是否具备升级能力?
前不久,特斯来通过OTA对5年左右车龄的BMS策略进行了升级。不少特斯拉车主发现,系统升级后充满电的续驶里程明显下降,下降幅度达到10%左右。热管理系统启动比以前频繁,并且在车辆静止时也有热管理系统启动的情况。
总结出来主要的变动点如下:
限制充电上线SOC,电芯的上限电压也降低;
限制充电功率;
提高不可用电量;
加强热管理。
此外,特斯拉并没有对所有5年左右车龄的BMS策略都进行了升级,因此可以推测特斯拉已经发现了某些可能导致电池出现安全事故的原因(具体原因未知),并且找出了这些车辆。
为了解决隔膜穿刺的问题,需要从优化PACK结构设计和预防锂枝晶。
为了解决高比能电池正极材料析释的活性氧的问题,需要从单体设计尤其热设计着手,新一代电解液添加剂等。新一代811失氧温度低、热释放速率大幅提升,热失控最高温度也大幅提升。
由于电池包是高能、高压部件,即使在设计、制造、使用、维护、回收等环节将发生事故的概率降到足够低,也还是存在发生安全事故的可能,因此需要规范新能源汽车各环节全链条(生产、销售、使用、维修、停放)的消防安全等级,加强新能源汽车火灾扑救技战术方面的研究,寻找有效率的办法,特别是当车辆和电池扎堆的时候。
对于消防员,电动汽车火灾的扑灭战术的建议如下:
1.识别车辆;
2.固定车辆;
3.禁用车辆;
4.解决人员;
5.灭火;
6.彻底检修作业,
对于车辆使用者,遇到电动汽车火灾的应对策略建议如下:
1.停车,如果可能的话,靠边停车,所有人员立刻下车;
2.在离车辆足够距离且能保证交通安全的地方拨打119;
3.不要自己去灭火。
来源:鲍教授说电池
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