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电动汽车安全相关问题研究(下)
2016-09-30 15:45:00
关键词:电动汽车安全问题动力电池

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全球电动汽车安全法规现状

  (一)联合国

  关于电动汽车安全法规,联合国方面在世界车辆规律协调论坛框架下成立了工作组,并展开了相关工作。2012年EVS(电动车辆安全)工作组在WP29(世界车辆法规协调论坛)的GSRP(车辆被动安全项目组)下成立,由TF1防水保护专项组、TF2低电量防护专项组、TF3电解液泄露专项组、TF4可充电储能系统专项组、TF5热失控专项组、TF6电池荷电状态专项组、TF7防火专项组、TF8商用车专项组、TF9可充电储能系统安全报警专项组9个专项组(TF)组成,其中,中国牵头参与了TF1、TF5、TF8三项技术研究。EVS-GTR大会自2012年成立以来已经进行了11次全体讨论大会,研究了电动汽车正常使用和碰撞后的潜在安全风险,包括高压电路的电击危害、锂电池系统或其他储能系统的潜在安全隐患。另外,联合国于2016年3月9日在日内瓦的欧洲总部召开会议,通过了主要内容为“要求电动汽车发出与汽油车同等音量”的安全标准方案。

  世界各国虽大多都暂无电动汽车专属的法规体系,但是一些国家和地区将电动汽车纳入到车辆法规体系中进行管理,并推进电动汽车安全法规体系的建立。

  (二)美国

  传统的汽车产品管理法规体系中涵盖了电动汽车尤其是储能系统电解液和电击防护方面的安全技术法规。

  美国联邦机动车安全标准(FMVSS)305对车辆撞击后,电解液溢出量、蓄电池/转换装置稳定性、以及对有害的触电保护提出了详细要求,以降低车辆撞击事故中由于推进装置蓄电池电解液溢出、推进装置蓄电池系统部件刺入乘客车厢以及电击等因素造成的人员伤亡风险。FMVSS是美国《国家交通及机动车安全法》授权美国运输部(DOT)对车辆以及车辆的装备和部件制定并实施的,并有与其配套的管理性汽车技术法规,整个法规体系是较为严格的。另外,在电动汽车低噪音安全方面,美国国家公路交通安全管理局(简称“NHTSA”)计划出台针对电动汽车和混合动力汽车出台的行人保护措施计划,预计2016年底前发布。

  (三)欧盟

  欧盟电动汽车市场准入制度整体上沿用了传统汽车产品的法规体系。

  在欧盟范围内对汽车产品制定和实施统一型式批准制度,主要基于EC指令和UNECE法规等强制性技术要求。电动汽车安全法规(UNECER100)是联合国欧洲经济委员会针对电动车辆的电气安全通用法规,适用于最大速度超过25km/h的M型和N型的所有的电动汽车,包括纯电动、混合动力、可插电式混合电动汽车、氢燃料汽车等,其主要从电击保护、可再充储能系统、功能安全和氢气排放判定要求等四个方面对电动汽车进行了最低安全风险规范。欧盟委员会于2010年6月15日形成提议,把ECER100作为欧盟电动汽车型式认证的强制性法规,以弥补对电动汽车电气安全要求的不足。


ECER100法规架构


  另外,欧盟关于电动汽车相关电气产品也在电气安全法规中予以了规定。为适应欧盟新立法框架(New Legislative Framework,NLF),2014年3月29日,欧盟官方期刊公布了新版本的低电压指令2014/35/EU,用以替换原有的低电压指令2006/95/EC。新指令将于2016年4月20日起执行,要求各成员国必须在2016年4月19日前完成立法程序。即2016年4月21日开始卖到欧洲去的或者在欧洲上市的产品,对于电气产品必须要通过危险性分析,否则不允许上市。通过危险性分析的步骤是:首先,定义出产品的使用场所和整个生命周期;其次,根据使用环境在产品的整个生命周期里分析每一个阶段、每一个操作过程、操作阶段的状态;根据危险和操作者的状态通过定量的方式计算出每个阶段的危险等级,如果结果均在可接受的范围内,则该产品可以上市,如果某个阶段超出安全范围,则该产品不允许上市,需要采取相应措施,修改产品设计,以确保电气产品包括电动汽车及相关部件的安全性。

  (四)日本

  日本电动汽车安全相关法规主要有《道路车辆法》、《报废汽车回收法》、《电力企业法》、《电器及材料安全法》以及合理利用能源相关法案等,其中《道路车辆法》涉及电动汽车安全项目最多。有关行车安静的电动汽车(EV)等靠近行人时用声音进行安全提醒的通知装置,日本国土交通省计划于2018年要求国内的EV及混合动力车(HV)、燃料电池车等新型车适用基于国际规则的安全标准。目前市场上销售的新车也标配这种装置,但国交省表示也有可能较联合国标准更为严格。

  在具体电池和充电设施领域的安全法规方面,根据中国汽车技术研究中心报告,只有中国、日本出台了电池性能的法规,其中中国还有电池耐用方面的法规;只有欧盟有非车载充电的法规。从全球来看,电动汽车安全相关法规体系建设都还处于起步阶段,虽然美国和欧盟虽然在原有汽车安全法规中进行了电动汽车安全项目的增加,但还需要进一步完善。无论在原有汽车安全法规体系下建立还是新增电动汽车安全专项法规,各国都应都应尽快建立电动汽车安全法规,以保证电动汽车能够“安全”发展,也为电动汽车后续的科研创新和技术发展指明方向。

建立我国电动汽车安全体系的建议

  (一)提高汽车安全性要求,引入强制认证制度,加强事后监管与责任追究

  我国对电动汽车实行生产企业和产品公告管理制度,尽管增加了专项检验标准,但是由于安全准入门槛比较低,在电动汽车碰撞、防尘防水等安全方面要求不高,导致公告中滋生了大量存在安全隐患的车型。有些企业过多注重产品目录申报,却对进入市场的产品安全问题重视不够,容易引发产品安全事故。应出台加快电动汽车安全评估办法,提高产品准入的安全门槛,将安全方面不合格的产品挡在市场之外。

  引入产品安全强制认证。第三方认证机构对产品安全性认证,并对上市产品的安全性背书,连带承担相应的行政、经济及法律(包括刑事)责任。但是认证并不是万能钥匙,因此在认证的基础上还需要引入保险公司,发挥保险机制在保障安全方面的作用。

  由重事前监管向事后监管转变。美国汽车行业管理的一个非常值得借鉴的地方是,由企业自己及第三方机构对汽车的安全、环保性负责。政府颁布相应法规,不管准入,重在对企业产品上市后进行监管,一经发现有不达标或不合规的汽车,美国有一整套的、基于法律的处罚体系,让违规者必须承受足够的代价。在美国总有汽车企业会支付高达数十亿甚至过百亿美元的惩罚是不足为怪的,这些案例对业界的警示作用比我们国家要有效的多。

  (二)改革检测体制,完善检测方式

  电动汽车检测机构肩负着对电动汽车检验、检测的重任,其检测的严密性直接影响到产品的安全、影响到乘客和行人的安全、影响到车辆和基础设施服务人员的安全,对保障我国电动汽车的安全水平有重要作用。

  我国应继续保持强制性检测制度。安全检测各国做法不同,美国主要采取非政府参与的自行检测认证。欧洲与中国类似,采取型式认证,即在获得销售许可之前,生产商必须向相关政府机构证明其产品符合各项管制要求。我国的情况是,根据工信部《新能源汽车生产企业及产品准入管理规则》,新能源汽车产品需满足的检验项目包括汽车产品强制性标准检验项目及新能源汽车专项检验项目。这项制度应继续保持。然而,近期我国新能源汽车发展迅猛,市场上的产品质量一致性参差不齐、良莠混杂,一方面新产品迭代较快,检测机构任务繁重;另一方面量产车型市场保有量较小,我国电动汽车产品的检测和监管力度有限。

  改革我国现有的汽车检测体制,加强对检测机构的中立性监督。公立的检测机构应体现中立与非盈利原则,由政府要承担相应的费用,以保证这类机构不为商业利益驱使。要防止检测机构利用特殊地位与职能谋取商业利益,防止其被不法企业绑架。建立检测机构的责任体系,确保其对检测结果负责的可清晰性和准确度。

  (三)完善电动汽车安全标准体系,改革标准形成机制

  我国电动汽车的研发和产业化工作发展很快,而相关标准的制修订工作周期相对较长,现有的新能源汽车标准体系和标准对一些新技术和新产品覆盖不全面,存在某些产品或某些技术领域缺乏标准或标准不能满足实际安全需求,同时还存在标准的制修订工作跟不上发展需要的情况,要尽快完善相关标准。包括:提高动力电池全生命周期安全标准,如动力电池单体、模组和系统的全生命周期安全性测试标准,以及动力电池模块、系统对热失控的防热诱因测试标准,弥补现有标准的不足,同时更进一步激励技术提升,为市场提供更多安全系数高、可靠性好的产品;提高动力电池箱防尘防水标准,提高我国动力电池箱的安全防护等级;制定动力电池退役报废标准,根据不同类型动力电池的特征,研究制定动力电池退役、报废的技术条件及检测评估方法,为动力电池梯级利用和报废回收相关管理规定提供技术标准支撑;提高建筑设计配电标准,对新建住宅或其他公共场所配电时,要从长远的角度考虑,提高最大负荷量设计,以避免电网的反复改造;加速信息安全标准制定,国内外目前对于电动汽车的信息安全暂无标准体系,而随着智能网联的发展,电动汽车已经成为能源、信息和物流终端,大量的信息交互必然带来信息安全问题,信息安全对电动汽车的安全影响也越来越大,我国应加快电动汽车信息安全标准的研制,实现国际上信息安全标准为零的突破。

  研究汽车行业标准形成机制的改革,在可能的情况下要缩短标准的修订周期,提前布局标准体系。现阶段,电动汽车技术发展较快,其相关标准的制定或者修订应考虑到行业需要,适时缩短部分标准的修订周期,以紧跟行业发展需要。例如我国现行的电动汽车标准修订时间间隔在4-8年的范围内,均值为5.25年,远远落后于电动汽车技术和产业的发展。另外,对于如无线充电等新型技术应提前立项研究,以尽早确定新技术标准框架,有利于规范技术和市场的安全发展。标准由谁提出、谁来制定及标准制定过程的透明度,这些在我国目前都还存在问题,这涉及标准形成机制的改革。标准的背后是巨大的国家与企业利益,应着手研究我国标准形成机制的改革问题。

  (四)建立电动汽车安全运行监控体系,落实车辆年检

  目前为了防止电动汽车意外事故的发生,各大汽车厂商和动力电池生产厂商都加大了整车和动力电池安全系统的投入,配备了许多安全防护措施,其中就包括在线监控系统,但仍参差不齐,有些有名无实。建议在强制性要求厂家完善监控系统的基础上,要建立国家和省级层面电动汽车在线安全监控系统,并要求整车厂、充电基础设施运营商将与安全相关的数据上传至该系统。为了激励整车厂和充电基础设施运营商按要求将数据按时上传至国家和省级层面的电动汽车在线安全监控系统,可以将此项内容与销售补贴和建设补贴挂钩。

  要进一步完善监控数据体系。在整车方面应包括电机温度、电机控制器温度、电机母线电流等;动力电池方面应包括单体和电池包的温度、电流、电压等;充电基础设施方面应包括充电电流、充电电压、充电温度等。还可根据技术发展情况,进一步调整相关数据要求。

  落实车辆年检制度。在线平台可以监测车辆安全状态,但有些检测仍然需要专业的人员进行检测,如高压电路由于老化振动等带来的短路、接地;动力电池箱防护是否失效等。

  (五)明确责任主体,落实管理机制

  落实产品链条上不同主体的责任。电动汽车安全的责任认定相比燃油车更加复杂。除整车厂外,部件特别是电池的责任,以及使用者的责任,在认定时都非常复杂。现有的技术手段基本能解决大部分问题,但责任在产品链条如何传递与划分目前都还存在困难。原则上讲,整车厂一般要对汽车安全负总责,其可依法依约追究零部件企业的责任,但如果有刑事上的责任,二者如何认定还没有现成案例可参考。

  要明确管理方责任和处置机制。一旦发生安全事故,首先应由安全事故责任分析牵头单位召集相关部门对事故原因进行调查分析,并将调查结果进行公示。对于有责任的相关单位除了要承担经济处罚外,还要面临更加严厉的行政处罚,比如某企业的电动汽车在一定期间内安全事故率达到一定比例后,将会取消公告资质;某运营商的充电事故率在一定期间内超过一定比例后,将暂停其对外充电的业务,并强制整改等。

  (六)完善相关消防法规

  目前,国内对于电动汽车火灾机理研究只局限于动力电池的内部机理,而未涉及动力电池和整车燃烧规律以及相关消防安全技术7。我国现有消防规范对电动汽车充电站要求没有针对性和特殊性,多为电力设备设施设计要求,2014年住建部发布的《电动汽车充电站设计规范》对消防安全设计只是要求符合《建筑设计防火规范》、《建筑灭火器配置设计规范》的规定,但《建筑设计防火规范》中涉及的10种新建、扩建和改建的建筑类别并不能完全涵盖所有种类的充换电站;《建筑灭火器配置设计规范》中灭火器的配置规则主要根据建筑物的火灾类型和风险等级,但是充电基础设施周围的动力电池是A、B、D、E类火的复合形式,设计和管理部门对灭火剂的配置类型、规格和数量都无法获得明确规定,比如地下车库属于中危险级场所,但没有针对动力电池的灭火设备,停留和充电时存在安全隐患。目前急需对电动汽车灭火技术进行攻关,并完善消防法规。特别是要加大力度研发新型、高效灭火剂及防火、灭火技术,有效抑制电动汽车火灾,开展电动汽车及充换电基础设施消防规范研究,规范灭火和应急救援操作规程,编制并出台针对电动汽车及充换电基础设施的防火规范,为电动汽车行业的快速发展保驾护航。

  (七)构建动力电池强制回收体系,明确赏罚办法

  受现阶段技术水平和管理制度的限制,电池回收和梯次利用经济性不高,动力电池存在退役后被遗弃的可能。而被遗弃的电池在静置过程中会伴随热行为的发生,不合理的储存方式会导致电池破损,有毒有害物质泄露,严重时会引发电池热失控,造成起火、爆炸等安全问题。为此,应加快制定动力电池回收再利用实施办法,对企业和消费者建立明确的赏罚机制。对电池回收和再利用企业按照电池套数、容量等方式进行补贴,对未履行责任义务的企业进行必要的惩罚。鼓励消费者主动上交退役动力电池,并给予额外补偿,培养消费者动力电池回收的意识。

  (八)建立动力电池安全监测机制,推出延保服务

  目前电动汽车缺乏质保期过后的保障机制,继续使用存在安全隐患。我国初期推广的电动汽车中,动力电池质保期一般为5年/10万公里,大批电池将面临质保过期问题。目前,除了少数厂家对电池提供终身质保或动力电池折价回收措施外,很多厂家还未明确提出对质保期过后动力电池等零部件的处理方案。加上我国对过质保期后的电池也没有明确的保障机制,消费者可能会继续使用,而质保期过后的电池由于老化等原因,存在安全隐患。

  建立动力电池安全监测机制,要求企业利用电池编码和监控平台手段,对动力电池的健康状态进行评估,政府主管部门利用平台系统对企业行为进行监督,并要求企业对问题电池在一定期限内进行维修、检测处理,否则进行一定的处罚。

  整车或电池企业对质保期之后的电池提供检测、维修、延保等有偿服务或终身质保服务,保障产品在使用过程中安全性,并对无法继续使用的电池进行折价回收。

  (九)重视对充电基础设施安全的管理

  为了加强充电的安全性和可靠性,一个可行的办法是对充电基础设施采用质量控制认证,分为产品认证、到样抽查、安装完成测试、定期巡检四个阶段。但一个比较实际的问题是,在我国现有认证体制下,对充电设施的认证是否真正能解决安全性问题,是否会无故增加企业成本,这是必须认真思考的问题。从食品、药品等采用认证的行业来看,如果认证不权威,或者认证只是一个花钱就可做到的事,充电领域再引入这种制度就对安全性意义不大。充电领域引入认证制度的前提是认证机构要么必须独立和非盈利,要么可盈利但必须建立认证者的责任与风控体制,防止认证被扭曲为捞钱的工具。


稿件来源: 中国电动汽车百人会
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