基于安全监管下的新能源汽车热安全发展分析.pdf
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1、2023年 第10期朱培培1李新波1王焰孟1龚建源2(1.中国汽车技术研究中心有限公司,天津 300300;2.Ontario Virtual School,Toronto M2NOG3)【摘要】随着新能源汽车日益增多,新能源汽车起火安全事故频繁发生,国家层面高度重视新能源汽车安全问题,已在生产端、使用侧等多方面有所行动。通过研究新能源汽车热安全问题现状,对其相关安全监管政策法规进行详细分析,并结合现状特点提出相关企业建议,重点聚焦动力电池等相关部件,以期对解决新能源汽车热安全问题起到促进作用,也为国内整车企业及零部件供应商的热管理发展方向提供参考。关键词:新能源汽车;安全监管;热失控;热管理
2、中图分类号:U469.72文献标识码:ADOI:10.19822/ki.1671-6329.20220263The Analysis of Thermal Safety Development for New Energy VehiclesBased on Safety SupervisionZhu Peipei1,Li Xinbo1,Wang Yanmeng1,Gong Jianyuan2(1.China Automotive Technology&Research Center Co.Ltd.,Tianjin300300;2.Ontario Virtual School,Toronto M
3、2NOG3)【Abstract】With the increasing number of new energy vehicles and the frequent occurrence of new energy vehiclefire safety accidents,the national level attaches great importance to the safety issues of new energy vehicles and has takenaction in various aspects such as production and usage.By stu
4、dying the current situation of thermal safety issues in newenergy vehicles,conducting a detailed analysis of relevant safety regulatory policies and regulations,combining thecharacteristics of the current situation,proposing relevant enterprise suggestions,focusing on power batteries and otherrelate
5、d components,in order to promote the solution of thermal safety issues in new energy vehicles and provide referencefor the development direction of thermal management for domestic vehicle enterprises and component suppliers.Key words:New Energy Vehicle(NEV),Safety supervision,Thermal runaway,Thermal
6、management基于安全监管下的新能源汽车热安全发展分析【欢迎引用】朱培培,李新波,王焰孟.基于安全监管下的新能源汽车热安全发展分析J.汽车文摘,2023(10):38-44.【Cite this paper】ZHU P P,LI X B,WANG Y M.The Analysis of Thermal Safety Development for New Energy Vehicles Based on Safety Supervision J.Automotive Digest(Chinese),2023(10):38-44.0引言传统燃油汽车所带来的环境问题和资源问题日益严峻,节能减
7、排法律法规也日益严苛,因新能源汽车在缓解环境污染、实现碳达峰、碳中和方面发挥重大作用,使新能源汽车产业迅速发展1。然而,近年来新能源汽车热安全问题频发,2022年1-11月国内新能源汽车自燃事件统计 显示,2022年1-11月被媒体报道的相关自燃事件总计71起,起火场景包括充电中、静止停放、发生碰撞、行驶过程等2。同时,国家高度重视新能源汽车安全问题,目前已在生产端、使用侧多方面采取行动,出台新能源汽车安全体系建设指导意见,发布部分动力电池安全相关标准,出台法规强化热失控管理。目前,电动汽车使用的安全监控,一方面是靠国家监管平台、行业监管平台,另一方面是靠车企平台。在此基础上,本文从新能源汽车
8、热安全问题现状出发,分析国家层面的政策、法规安全监管举措,进一步分析新能源汽车热安全发展趋势并给出相关指导建议。1新能源汽车热安全现状分析近年来,新能源汽车热安全问题频发,新能源汽车召回次数呈逐年上升趋势,电动汽车起火安全事故数量也持续升高。汽车文摘38汽 车 文 摘2023年3月,国家市场监督管理总局发布了 关于2022年全国汽车和消费品召回情况的通告3,该通告显示2022年国内汽车召回204次,同比下降12.4%,涉及车辆448.8万辆,同比下降48.6%,如图1所示。图120102021年我国汽车产品召回次数及数量与此同时,随着越来越多的车企放弃燃油汽车转向发展新能源汽车,新能源汽车的召
9、回率也有所上涨。依据国家市场监督管理总局发布的数据,2022年新能源汽车召回47次,涉及车辆121.2万辆,占全年召回总数量的27.0%4;新能源汽车召回数量比上年增长31.5%,呈上升趋势,如图2所示。在新能源汽车安全事故方面,近年电动汽车起火安全事故数量持续升高。根据不完全统计,2021年全年公开报道的起火事故共276起,相比2020年增长了123%。排除2020年上半年疫情影响,仅从5月份到12月份的事故来看,2021年事故数量相比2020年增幅93.9%2。20142021年,电动汽车起火事故数量年均复合增长率达95%,如图3所示。从事故发生状态分析来看,2021年电动汽车充电过程中起
10、火事故占总事故数的33.33%,在充电中、行驶中、静置时3个状态中的车辆起火事故占比基本一致,与2020年数据比,充电中发生起火事故的比例增加,如图4所示。同时,根据2018、2019年国内新能源汽车事故调查,发生起火事故的车辆所用电池类型以三元电池为主,2019 年占比为 60%,电池形状以方壳形为主。2018年占比57%,电池形状以圆柱为主。从电动汽车起火发生状态来看,电动车起火大多发生在充电和静置状态,如图5所示。2国际新能源汽车热安全监管政策法规安全监管是汽车产业发展的基本保障。美国、日本、韩国等发达国家在安全技术、法规、保障体系方面采取了积极措施提升安全性能。2.1安全法规根据技术发
11、展,美国、欧盟、日本等多国对已颁布34.42%38%33.33%23%39%32.25%注:内环为2020年数据,外环为2021年数据图220182021年我国新能源汽车产品召回次数及数量图320142021年电动汽车起火事故趋势图4车辆起火时状态统计Automotive Digest392023年 第10期法规不断进行修订补充,或多国联合发布国际通用的全球性法规。2017年9月,美国国家高速公路交通安全管理局(NHTSA)颁布修订联邦机动车辆安全标准(FMVSS)No.3055,对电动车辆的电解液泄漏和电击防护进行详细规定,开始采纳全球技术法规(GTR)的13号条例“氢和燃料电池汽车”中对电
12、气安全的各类要求6。2018年3月,美国、欧盟、日本及我国共同牵头编写的 电动汽车安全全球技术法规(EVS-GTR)获得通过7。该法规明确电动汽车整车以及动力蓄电池的安全性能技术规范,同时对电动汽车安全性能检验、检测、试验方法提出具体要求,以期确保在各种复杂环境下,电动汽车发生正面及侧面碰撞时,最大程度保护驾驶员及乘客安全。三元电池为主方壳电池为主充电时事故比例较大不明33%磷酸铁锂10%三元57%圆柱38%不明57%软包5%不明26%充电29%碰撞7%行驶14%涉水10%静置14%三元电池为主方壳电池为主充电和停车事故比例较大不明35%磷酸铁锂35%三元60%圆柱17%不明49%方壳34%涉
13、水不明3%10%静置34%充电24%碰撞3%行驶26%(a)2019年国内新能源汽车事故调查(b)2018年国内新能源汽车事故调查图520182019年国内新能源汽车事故调查分析2.2安全保障措施一方面,各国政府会适时颁布强制性标准强化安全性能。2016年3月,欧盟议会规定通过国际安全标准,要求2019年前欧盟区域内全部电动汽车都要强制性加装汽车噪声警告系统。2018年,日本国土交通省要求日本国内新型电动汽车都需安装靠近行人发出声音提醒装置。另一方面,通过严格的检测、检验促进充电基础设施安全性。国外的权威性测试机构对保障充电桩质量起到重要推进作用,例如美国保险商实验室根据国际自动机工程师学会(
14、SAE International)对充电设备电能质量及测试方法的规定对充电桩进行检验8。3我国新能源汽车热安全监管政策法规近年来,我国也高度重视新能源汽车安全问题,已从产品安全、网络安全逐步延伸到信息安全,并围绕公告准入、安全隐患排查、安全召回及事故处理、数据安全、沙盒监管方面出台了系列管理政策及规定。3.1生产端强化安全监管工业和信息化部关于修改 新能源汽车生产企业及产品准入管理规定 的决定 中提到,要建立运行安全状态监测制度;增加技术要求,要求地方主管部门对新能源汽车生产企业的产品合规性进行监督,对产品是否符合安全技术标准做出规定;要求企业能够保证产品质量安全和安全生产管理等9。新能源汽
15、车产业发展规划(20212035年)中也提及,要求加强安全生产和监管,强化市场主导;指出政府职责政策法规制定、安全监管和市场秩序维护,强化安全保障体系重要性。3.2使用侧进行安全排查、加强企业检测平台自查工信部2020年6月发布 关于开展新能源汽车安全隐患排查工作的通知 指出,重点对已售车辆和库存车辆进行安全排查;要求各地区售后服务机构设置故障处理联系人,对于发生3级故障的车辆需1日内上报国家和地方监管平台;要求企业检查安全监测系统功能是否符合国家标准要求,是否及时反馈车辆安全信息等10。2022年初,工信部在加强新能源车安全监管工作会议中提出,组织开展安全隐患排查,加大对闲置车辆和营运车辆的
16、核查力度;进一步强化车辆运行监控体系,组织新能源汽车3级监控系统运行检查和效能评估。此外,2022年4月8日,工信部等5部门联合发布关于进一步加强新能源汽车企业安全体系建设的指导意见11。该指导意见提出,企业要切实履行数据安汽车文摘40汽 车 文 摘全保护义务,建立健全“全流程数据安全管理制度”,采取措施保障数据安全。总体要求是全面增强企业安全保障能力,提升新能源汽车安全水平。(1)完善安全管理机制明确新能源车安全管理负责部门,推进本企业的安全体系建设;建立健全产品质量安全责任制;完善安全管理制度规范;建立安全教育培训制度。(2)保障产品质量安全明确关键零部件产品安全指标要求,鼓励供应商开放必
17、要的数据协议。建立完备的生产信息化管理系统;产品下线按照要求开展涉水抽检、路试抽检,重点开展整车绝缘、充放电、淋雨等测试;鼓励研究应用热失控实时监测预警装置等。(3)提高监测平台效能按要求上传监测数据;鼓励加强对车辆运行数据的分析挖掘;鼓励积极研究应用先进安全预警方法;鼓励加强车辆运行安全状态隐患排查;妥善处理聚集停放等存在安全隐患的车型。(4)优化售后服务能力服务网点需有必要的售后服务和应急处理能力;鼓励企业细化产品维护保养项目;依法公开生产车型的有关维修技术信息;结合车辆使用年限等开展安全隐患抽样检测;建立完善客户档案制度,引导消费者合理使用车辆。(5)加强事故响应处置完善不同使用场景的事
18、故应急处置方案;加强事故报告和调查分析,并提交相关数据和分析报告;重点管控单车型或同产品技术平台重复出现的同类事故,并开展深度调查和原因分析;加强整车和关键零部件等缺陷线索的收集、分析,切实履行召回法定义务。(6)健全网络安全保障体系依法依规对车辆网络安全状态进行监测,采取有效措施防范网络攻击;建立健全全流程数据安全管理制度,依法依规进行数据处理及数据出境安全管理;对个人信息采取相应加密、去标识化等安全技术措施。3.3动力电池安全相关标准法规国家在标准法规层面不断发力,重点完善新能源汽车中动力电池安全,强化热失控管理。2020年10月,动力电池热管理系统性能(台架)试验方法 就规定了乘用车动力
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