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我国新能源汽车的发展现状和存在问题

2018-05-09 11:49|来源:未知 |作者:dnzg |点击:
  中国新能源汽车产业始于21世纪初。2001年,新能源汽车研究项目被列入国家“十五”期间的“863”重大科技课题,并规划了以汽油车为起点,向氢动力车目标挺进的战略。“十一五”以来,我国提出“节能和新能源汽车”战略,政府高度关注新能源汽车的研发和产业化。
 
  自2012年来,国家颁布《节能与新能源汽车产业发展规划(2012-2020年)》,明确将新能源纯电动汽车作为十大战略性新兴产业和汽车工业转型战略方向。通过前期新能源汽车的培育和示范推广,2015年我国新能源汽车爆发式发展,各新能源汽车车型齐头并进,如火如荼。2016年我国新能源汽车全年销量达50.7万,约占据国际新能源汽车半壁江山,跻身为全球最大的新能源汽车市场。
 
  一、背景情况
 
  目前,国内传统汽车企业、低速电动车企业转型升级,新能源汽车企业、零部件公司、设计公司新进入,共同推进新能源汽车的创新发展;国外品牌车企也加快新能源汽车的布局和车型规划,甚至连超过通用汽车市值的特斯拉汽车也已准备入驻中国,中国新能源汽车时代即将来临。
 
  新时期,我国新能源汽车快速发展并取得了系列不俗的成绩,但也面临着新能源汽车安全的重大考验。自2012年来,新能源汽车产品技术不断突破和成熟,但是汽车安全事故却面临着倍增的局面。2016年国内新能源汽车发生起火事故29起,共40辆车,其中新能源乘用车和专用车事故率达97%。数据表明,新能源汽车的安全性能还是有待提高,安全事故不得不令人深思。
 
  二、安全事故问题现状
 
  新能源汽车繁荣的背后,安全事故现状及问题逐步成为汽车行业的新话题或将阻碍电动汽车的发展和普及。这就需要我们认真分析下,新能源汽车安全事故到底是什么原因造成的?众所周知,新能源汽车与传统汽车最大的区别在于动力系统的革新(动力电池),而传统汽车各模块相对成熟可靠,那么最有可能的就是动力电池的问题。
 
  2016年,国内新能源汽车起火原因以自燃事故最多,共9起,占比31%,可知电动电池原因是新能源汽车起火事故或安全事故的主要原因,“零部件故障、充电、浸水”等大都导致短路或电气功能故障,或多或少与电池系统有一定的关联。
  造成新能源汽车安全事故的原因在于整车非电动车平台改装造成电池的承载隐患,动力电池系统的缺陷(含电化学反应问题)、电池材料不过关、电池使用不当等因素。究其根本,动力电池引发的新能源汽车自燃案例主要由机械安全、电气安全、功能安全和化学安全导致,其中电气安全和化学安全为典型,更多体现在新能源汽车静态放置情况下,而功能安全也越来越受重视。在汽车电子化程度越来越高的今天,电气安全相对而言更加成熟,但是功能安全和化学安全为新的课题。比如,功能安全方面电池系统管理不完善而不能够提前监控、报警故障,从而将导致电池过充、短路、漏液,最终引发起热失控、自燃、起火。
 
  三、安全事故问题分析
 
  一般来说,新能源汽车发生事故时,大抵都会伴随着“火、声、光、烟雾”等“荧屏特效”。但是传统汽车一般在于车辆动态运行中重碰撞事故导致电池起火,而新能源汽车无论在车辆动态运行或者车辆静态放置都可能引发电池起火、自燃等。结合新能源汽车四大安全考虑,我们重点分析下静态放置的安全隐患,即电气安全、化学安全、功能安全。
 
  表1动力电池典型安全问题分析
 
  从上表可以得到,电气安全方面,新能源汽车企业在新产品开发时已经考虑FMEA、FMA等,传承传统汽车电子电器方面的开发经验,该风险相对较小。但是随着汽车电子电器零部件的应用数量多,产品应用比例逐步达到40%或以上,其电磁兼容CAN通讯协议、高低电压隔离等问题越来越复杂,其产生的后果均比较严重。某种程度上,电气安全成为新能源汽车不可忽视的一环。
 
  化学安全方面,涉及到电化学相对来说比较新。比如说电池系统不同形式“内短路”可能会导致“热失控”,然后再产生系列的连锁反应——“负极分解、正极分解、盐与溶剂反应、溶剂完全燃烧”;再者电池过充过放,化学腐蚀均会产生安全事故。这可能是新能源汽车静置状态下需要防范的方面。
 
  功能安全方面,涉及到动力电池的被动安全管理,需要电池管理系统(BMS)、Pack、整车、充电桩等各方的协同合作才能够实现。通过BMS的监控、预警,以保障动力电池在任一随机故障下,不会产生系统故障或产生重大安全事故。这是最需要技术攻关和突破的,其经济成本份额占比相对较高。
 
  四、相关发展建议
 
  随着电动汽车的快速发展,电动汽车所带来的安全问题成为汽车行业的热点和难点。在传统汽车与新能源汽车并存发展的新时期,新能源汽车安全事故促使消费者对电动汽车安全性的疑虑进一步加深,消费者是被政策绑架买新能源汽车呢,还是心甘情愿掏血汗钱买新能源汽车呢,无疑是让人心里打鼓。因此,对于新能源汽车安全问题,政府必须高度重视、企业必须高度担当,同时可以考虑如下建议:
 
  首先,风险源头规避。理清新能源汽车安全事故潜在的隐患源头,在新能源汽车安全设计伊始就充分考虑潜在的风险并积极应对。
 
  后果评估导向。评估新能源汽车潜在的重大安全事故隐患,加强产品在严苛的工况情景的试验验证,强化产品生产过程中事前、事中的质量管控,杜绝重数量轻质量的现象。
 
  提升技术水平,降低成本。一方面,加强整车及动力电池企业加强整车结构及控制技术、电池本体及成组技术研究,提升整车及电池系统安全水平;另一方面,充分整合国内外第三方公共技术服务平台资源,统一动力电池规格和充电设施设备标准等方式降低成本。
 
  动力电池测评支撑。建立和完善新能源汽车动力电池行业标准体系,推进新能源汽车动力电池产品开发、生产、使用、回收各环节的安全评估和评价。如在电池供货前进行严格的充放电性能测试、热衰退测试、破坏性测试。
(责任编辑:dnzg)