莱芜挚虐实业有限公司

電池中國網  >  電動汽車百人會研報專欄
電動汽車安全相關問題研究(下)
2016-09-30 15:45:00
關鍵詞:電動汽車安全問題動力電池

1.jpg

全球電動汽車安全法規現狀

  (一)聯合國

  關于電動汽車安全法規,聯合國方面在世界車輛規律協調論壇框架下成立了工作組,并展開了相關工作。2012年EVS(電動車輛安全)工作組在WP29(世界車輛法規協調論壇)的GSRP(車輛被動安全項目組)下成立,由TF1防水保護專項組、TF2低電量防護專項組、TF3電解液泄露專項組、TF4可充電儲能系統專項組、TF5熱失控專項組、TF6電池荷電狀態專項組、TF7防火專項組、TF8商用車專項組、TF9可充電儲能系統安全報警專項組9個專項組(TF)組成,其中,中國牽頭參與了TF1、TF5、TF8三項技術研究。EVS-GTR大會自2012年成立以來已經進行了11次全體討論大會,研究了電動汽車正常使用和碰撞后的潛在安全風險,包括高壓電路的電擊危害、鋰電池系統或其他儲能系統的潛在安全隱患。另外,聯合國于2016年3月9日在日內瓦的歐洲總部召開會議,通過了主要內容為“要求電動汽車發出與汽油車同等音量”的安全標準方案。

  世界各國雖大多都暫無電動汽車專屬的法規體系,但是一些國家和地區將電動汽車納入到車輛法規體系中進行管理,并推進電動汽車安全法規體系的建立。

  (二)美國

  傳統的汽車產品管理法規體系中涵蓋了電動汽車尤其是儲能系統電解液和電擊防護方面的安全技術法規。

  美國聯邦機動車安全標準(FMVSS)305對車輛撞擊后,電解液溢出量、蓄電池/轉換裝置穩定性、以及對有害的觸電保護提出了詳細要求,以降低車輛撞擊事故中由于推進裝置蓄電池電解液溢出、推進裝置蓄電池系統部件刺入乘客車廂以及電擊等因素造成的人員傷亡風險。FMVSS是美國《國家交通及機動車安全法》授權美國運輸部(DOT)對車輛以及車輛的裝備和部件制定并實施的,并有與其配套的管理性汽車技術法規,整個法規體系是較為嚴格的。另外,在電動汽車低噪音安全方面,美國國家公路交通安全管理局(簡稱“NHTSA”)計劃出臺針對電動汽車和混合動力汽車出臺的行人保護措施計劃,預計2016年底前發布。

  (三)歐盟

  歐盟電動汽車市場準入制度整體上沿用了傳統汽車產品的法規體系。

  在歐盟范圍內對汽車產品制定和實施統一型式批準制度,主要基于EC指令和UNECE法規等強制性技術要求。電動汽車安全法規(UNECER100)是聯合國歐洲經濟委員會針對電動車輛的電氣安全通用法規,適用于最大速度超過25km/h的M型和N型的所有的電動汽車,包括純電動、混合動力、可插電式混合電動汽車、氫燃料汽車等,其主要從電擊保護、可再充儲能系統、功能安全和氫氣排放判定要求等四個方面對電動汽車進行了最低安全風險規范。歐盟委員會于2010年6月15日形成提議,把ECER100作為歐盟電動汽車型式認證的強制性法規,以彌補對電動汽車電氣安全要求的不足。


ECER100法規架構


  另外,歐盟關于電動汽車相關電氣產品也在電氣安全法規中予以了規定。為適應歐盟新立法框架(New Legislative Framework,NLF),2014年3月29日,歐盟官方期刊公布了新版本的低電壓指令2014/35/EU,用以替換原有的低電壓指令2006/95/EC。新指令將于2016年4月20日起執行,要求各成員國必須在2016年4月19日前完成立法程序。即2016年4月21日開始賣到歐洲去的或者在歐洲上市的產品,對于電氣產品必須要通過危險性分析,否則不允許上市。通過危險性分析的步驟是:首先,定義出產品的使用場所和整個生命周期;其次,根據使用環境在產品的整個生命周期里分析每一個階段、每一個操作過程、操作階段的狀態;根據危險和操作者的狀態通過定量的方式計算出每個階段的危險等級,如果結果均在可接受的范圍內,則該產品可以上市,如果某個階段超出安全范圍,則該產品不允許上市,需要采取相應措施,修改產品設計,以確保電氣產品包括電動汽車及相關部件的安全性。

  (四)日本

  日本電動汽車安全相關法規主要有《道路車輛法》、《報廢汽車回收法》、《電力企業法》、《電器及材料安全法》以及合理利用能源相關法案等,其中《道路車輛法》涉及電動汽車安全項目最多。有關行車安靜的電動汽車(EV)等靠近行人時用聲音進行安全提醒的通知裝置,日本國土交通省計劃于2018年要求國內的EV及混合動力車(HV)、燃料電池車等新型車適用基于國際規則的安全標準。目前市場上銷售的新車也標配這種裝置,但國交省表示也有可能較聯合國標準更為嚴格。

  在具體電池和充電設施領域的安全法規方面,根據中國汽車技術研究中心報告,只有中國、日本出臺了電池性能的法規,其中中國還有電池耐用方面的法規;只有歐盟有非車載充電的法規。從全球來看,電動汽車安全相關法規體系建設都還處于起步階段,雖然美國和歐盟雖然在原有汽車安全法規中進行了電動汽車安全項目的增加,但還需要進一步完善。無論在原有汽車安全法規體系下建立還是新增電動汽車安全專項法規,各國都應都應盡快建立電動汽車安全法規,以保證電動汽車能夠“安全”發展,也為電動汽車后續的科研創新和技術發展指明方向。

建立我國電動汽車安全體系的建議

  (一)提高汽車安全性要求,引入強制認證制度,加強事后監管與責任追究

  我國對電動汽車實行生產企業和產品公告管理制度,盡管增加了專項檢驗標準,但是由于安全準入門檻比較低,在電動汽車碰撞、防塵防水等安全方面要求不高,導致公告中滋生了大量存在安全隱患的車型。有些企業過多注重產品目錄申報,卻對進入市場的產品安全問題重視不夠,容易引發產品安全事故。應出臺加快電動汽車安全評估辦法,提高產品準入的安全門檻,將安全方面不合格的產品擋在市場之外。

  引入產品安全強制認證。第三方認證機構對產品安全性認證,并對上市產品的安全性背書,連帶承擔相應的行政、經濟及法律(包括刑事)責任。但是認證并不是萬能鑰匙,因此在認證的基礎上還需要引入保險公司,發揮保險機制在保障安全方面的作用。

  由重事前監管向事后監管轉變。美國汽車行業管理的一個非常值得借鑒的地方是,由企業自己及第三方機構對汽車的安全、環保性負責。政府頒布相應法規,不管準入,重在對企業產品上市后進行監管,一經發現有不達標或不合規的汽車,美國有一整套的、基于法律的處罰體系,讓違規者必須承受足夠的代價。在美國總有汽車企業會支付高達數十億甚至過百億美元的懲罰是不足為怪的,這些案例對業界的警示作用比我們國家要有效的多。

  (二)改革檢測體制,完善檢測方式

  電動汽車檢測機構肩負著對電動汽車檢驗、檢測的重任,其檢測的嚴密性直接影響到產品的安全、影響到乘客和行人的安全、影響到車輛和基礎設施服務人員的安全,對保障我國電動汽車的安全水平有重要作用。

  我國應繼續保持強制性檢測制度。安全檢測各國做法不同,美國主要采取非政府參與的自行檢測認證。歐洲與中國類似,采取型式認證,即在獲得銷售許可之前,生產商必須向相關政府機構證明其產品符合各項管制要求。我國的情況是,根據工信部《新能源汽車生產企業及產品準入管理規則》,新能源汽車產品需滿足的檢驗項目包括汽車產品強制性標準檢驗項目及新能源汽車專項檢驗項目。這項制度應繼續保持。然而,近期我國新能源汽車發展迅猛,市場上的產品質量一致性參差不齊、良莠混雜,一方面新產品迭代較快,檢測機構任務繁重;另一方面量產車型市場保有量較小,我國電動汽車產品的檢測和監管力度有限。

  改革我國現有的汽車檢測體制,加強對檢測機構的中立性監督。公立的檢測機構應體現中立與非盈利原則,由政府要承擔相應的費用,以保證這類機構不為商業利益驅使。要防止檢測機構利用特殊地位與職能謀取商業利益,防止其被不法企業綁架。建立檢測機構的責任體系,確保其對檢測結果負責的可清晰性和準確度。

  (三)完善電動汽車安全標準體系,改革標準形成機制

  我國電動汽車的研發和產業化工作發展很快,而相關標準的制修訂工作周期相對較長,現有的新能源汽車標準體系和標準對一些新技術和新產品覆蓋不全面,存在某些產品或某些技術領域缺乏標準或標準不能滿足實際安全需求,同時還存在標準的制修訂工作跟不上發展需要的情況,要盡快完善相關標準。包括:提高動力電池全生命周期安全標準,如動力電池單體、模組和系統的全生命周期安全性測試標準,以及動力電池模塊、系統對熱失控的防熱誘因測試標準,彌補現有標準的不足,同時更進一步激勵技術提升,為市場提供更多安全系數高、可靠性好的產品;提高動力電池箱防塵防水標準,提高我國動力電池箱的安全防護等級;制定動力電池退役報廢標準,根據不同類型動力電池的特征,研究制定動力電池退役、報廢的技術條件及檢測評估方法,為動力電池梯級利用和報廢回收相關管理規定提供技術標準支撐;提高建筑設計配電標準,對新建住宅或其他公共場所配電時,要從長遠的角度考慮,提高最大負荷量設計,以避免電網的反復改造;加速信息安全標準制定,國內外目前對于電動汽車的信息安全暫無標準體系,而隨著智能網聯的發展,電動汽車已經成為能源、信息和物流終端,大量的信息交互必然帶來信息安全問題,信息安全對電動汽車的安全影響也越來越大,我國應加快電動汽車信息安全標準的研制,實現國際上信息安全標準為零的突破。

  研究汽車行業標準形成機制的改革,在可能的情況下要縮短標準的修訂周期,提前布局標準體系?,F階段,電動汽車技術發展較快,其相關標準的制定或者修訂應考慮到行業需要,適時縮短部分標準的修訂周期,以緊跟行業發展需要。例如我國現行的電動汽車標準修訂時間間隔在4-8年的范圍內,均值為5.25年,遠遠落后于電動汽車技術和產業的發展。另外,對于如無線充電等新型技術應提前立項研究,以盡早確定新技術標準框架,有利于規范技術和市場的安全發展。標準由誰提出、誰來制定及標準制定過程的透明度,這些在我國目前都還存在問題,這涉及標準形成機制的改革。標準的背后是巨大的國家與企業利益,應著手研究我國標準形成機制的改革問題。

  (四)建立電動汽車安全運行監控體系,落實車輛年檢

  目前為了防止電動汽車意外事故的發生,各大汽車廠商和動力電池生產廠商都加大了整車和動力電池安全系統的投入,配備了許多安全防護措施,其中就包括在線監控系統,但仍參差不齊,有些有名無實。建議在強制性要求廠家完善監控系統的基礎上,要建立國家和省級層面電動汽車在線安全監控系統,并要求整車廠、充電基礎設施運營商將與安全相關的數據上傳至該系統。為了激勵整車廠和充電基礎設施運營商按要求將數據按時上傳至國家和省級層面的電動汽車在線安全監控系統,可以將此項內容與銷售補貼和建設補貼掛鉤。

  要進一步完善監控數據體系。在整車方面應包括電機溫度、電機控制器溫度、電機母線電流等;動力電池方面應包括單體和電池包的溫度、電流、電壓等;充電基礎設施方面應包括充電電流、充電電壓、充電溫度等。還可根據技術發展情況,進一步調整相關數據要求。

  落實車輛年檢制度。在線平臺可以監測車輛安全狀態,但有些檢測仍然需要專業的人員進行檢測,如高壓電路由于老化振動等帶來的短路、接地;動力電池箱防護是否失效等。

  (五)明確責任主體,落實管理機制

  落實產品鏈條上不同主體的責任。電動汽車安全的責任認定相比燃油車更加復雜。除整車廠外,部件特別是電池的責任,以及使用者的責任,在認定時都非常復雜?,F有的技術手段基本能解決大部分問題,但責任在產品鏈條如何傳遞與劃分目前都還存在困難。原則上講,整車廠一般要對汽車安全負總責,其可依法依約追究零部件企業的責任,但如果有刑事上的責任,二者如何認定還沒有現成案例可參考。

  要明確管理方責任和處置機制。一旦發生安全事故,首先應由安全事故責任分析牽頭單位召集相關部門對事故原因進行調查分析,并將調查結果進行公示。對于有責任的相關單位除了要承擔經濟處罰外,還要面臨更加嚴厲的行政處罰,比如某企業的電動汽車在一定期間內安全事故率達到一定比例后,將會取消公告資質;某運營商的充電事故率在一定期間內超過一定比例后,將暫停其對外充電的業務,并強制整改等。

  (六)完善相關消防法規

  目前,國內對于電動汽車火災機理研究只局限于動力電池的內部機理,而未涉及動力電池和整車燃燒規律以及相關消防安全技術7。我國現有消防規范對電動汽車充電站要求沒有針對性和特殊性,多為電力設備設施設計要求,2014年住建部發布的《電動汽車充電站設計規范》對消防安全設計只是要求符合《建筑設計防火規范》、《建筑滅火器配置設計規范》的規定,但《建筑設計防火規范》中涉及的10種新建、擴建和改建的建筑類別并不能完全涵蓋所有種類的充換電站;《建筑滅火器配置設計規范》中滅火器的配置規則主要根據建筑物的火災類型和風險等級,但是充電基礎設施周圍的動力電池是A、B、D、E類火的復合形式,設計和管理部門對滅火劑的配置類型、規格和數量都無法獲得明確規定,比如地下車庫屬于中危險級場所,但沒有針對動力電池的滅火設備,停留和充電時存在安全隱患。目前急需對電動汽車滅火技術進行攻關,并完善消防法規。特別是要加大力度研發新型、高效滅火劑及防火、滅火技術,有效抑制電動汽車火災,開展電動汽車及充換電基礎設施消防規范研究,規范滅火和應急救援操作規程,編制并出臺針對電動汽車及充換電基礎設施的防火規范,為電動汽車行業的快速發展保駕護航。

  (七)構建動力電池強制回收體系,明確賞罰辦法

  受現階段技術水平和管理制度的限制,電池回收和梯次利用經濟性不高,動力電池存在退役后被遺棄的可能。而被遺棄的電池在靜置過程中會伴隨熱行為的發生,不合理的儲存方式會導致電池破損,有毒有害物質泄露,嚴重時會引發電池熱失控,造成起火、爆炸等安全問題。為此,應加快制定動力電池回收再利用實施辦法,對企業和消費者建立明確的賞罰機制。對電池回收和再利用企業按照電池套數、容量等方式進行補貼,對未履行責任義務的企業進行必要的懲罰。鼓勵消費者主動上交退役動力電池,并給予額外補償,培養消費者動力電池回收的意識。

  (八)建立動力電池安全監測機制,推出延保服務

  目前電動汽車缺乏質保期過后的保障機制,繼續使用存在安全隱患。我國初期推廣的電動汽車中,動力電池質保期一般為5年/10萬公里,大批電池將面臨質保過期問題。目前,除了少數廠家對電池提供終身質保或動力電池折價回收措施外,很多廠家還未明確提出對質保期過后動力電池等零部件的處理方案。加上我國對過質保期后的電池也沒有明確的保障機制,消費者可能會繼續使用,而質保期過后的電池由于老化等原因,存在安全隱患。

  建立動力電池安全監測機制,要求企業利用電池編碼和監控平臺手段,對動力電池的健康狀態進行評估,政府主管部門利用平臺系統對企業行為進行監督,并要求企業對問題電池在一定期限內進行維修、檢測處理,否則進行一定的處罰。

  整車或電池企業對質保期之后的電池提供檢測、維修、延保等有償服務或終身質保服務,保障產品在使用過程中安全性,并對無法繼續使用的電池進行折價回收。

  (九)重視對充電基礎設施安全的管理

  為了加強充電的安全性和可靠性,一個可行的辦法是對充電基礎設施采用質量控制認證,分為產品認證、到樣抽查、安裝完成測試、定期巡檢四個階段。但一個比較實際的問題是,在我國現有認證體制下,對充電設施的認證是否真正能解決安全性問題,是否會無故增加企業成本,這是必須認真思考的問題。從食品、藥品等采用認證的行業來看,如果認證不權威,或者認證只是一個花錢就可做到的事,充電領域再引入這種制度就對安全性意義不大。充電領域引入認證制度的前提是認證機構要么必須獨立和非盈利,要么可盈利但必須建立認證者的責任與風控體制,防止認證被扭曲為撈錢的工具。


稿件來源: 中國電動汽車百人會
相關閱讀:
發布
驗證碼: