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2021电动汽车安全年度报告

 俊儿1966 2022-01-06

一、近几年电动汽车烧车事故趋势
近几年的烧车事故数量持续升高,根据不完全统计,2021年全年被媒体报道的烧车事故共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%,车辆保有量增长了69%,事故率增长30%。

注:本文中的电动汽车事故数据是根据网络媒体曝光的事故统计得来。

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从2021年烧车事故数据计算,电动汽车事故率(事故数/电动汽车保有量)是0.0039%,低于燃油车的年火灾事故率0.01%-0.02%。

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从电动汽车近几年的事故率来看,2014-2017年事故率下降,这主要是随着电池技术的发展,电池安全水平逐步提升,但2017年之后事故率逐年上升,应该是因为高能量密度高镍电池的使用引起的。2020年事故率降低有两方面原因,一是随着购车补贴的退坡,整车和电池企业逐步重视电池安全方面的投入,不再一味追求高能量密度电池,另一方面是由于疫情影响上半年民众出行用车减少。而2021年,疫情对出行的影响可以忽略,事故率稳定在2020年相仿的水平,可见目前新能源汽车行业电池安全在安全设计和监管方面已进入良性发展阶段。相信随着早年的车型逐步退出市场,事故率会稳定在一个较低水平。

二、2021年事故分析
1.2021年事故总体分析

总体来看,相比2020年,2021年的烧车事故总量呈现倍数增长,分析原因有以下几点:

电动汽车事故总数的增加与保有量增幅有关。2021年相较于2020年车辆保有量增加了69%,即使事故率不变,事故总数也会有大幅增长。

存量高危车数量依旧比较大。从事故统计来看,发生事故的车型往往集中在几种车型上,即使新的电池安全性已很大提升,但存量的高危车型会是一片雷区,这些车辆厂家大部分已倒闭,车辆长期得不到维修,带故障运行也会加速事故发生,形成一个恶性循环。

早年电动汽车批量进入退役期。 相比2020年,2021年的事故率即使是排除疫情影响也在增加,可能是因为早年电动汽车正在步入退役报废的高发期。

2.按时间分析

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从历年烧车事故统计可以看出:

年度事故总数持续增加,且增幅变大。从图中可以看出,2021年每个月的事故都普遍高于前两年,而非在某些月份存在虚高情况。

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由于夏季环境气温高影响,6月至8月仍然是烧车事故的高发期。2021年6/7/8三个月的事故数占全年事故总数的43%。

3.按地区分析

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烧车事故总数量与增速主要集中在发达省份与南方省份,主要原因可能有两点:一是这些省份电动汽车普及率高,车辆保有量大;二是南方城市夏季环境气温更高,且高温气候持续时间更久。


从三年事故增速来看,广东、河南、上海、江苏、河北等地事故出现明显增加,增速很快,不管是什么原因导致的事故增速,这部分地区都应加大本地电动汽车及充电安全的监管力度,加快相应安全监管规章制度的出台。

4.按车辆状态分析


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依据目前统计的行业内烧车事故中,充电过程中起火占事故总数的33.33%,车辆起火在充电中、行驶中、静置时三个状态中占比基本一致。

但值得注意的是,根据电动汽车国家监管平台的数据统计,事故大都发生在充电阶段及充电后的静置状态。本文中的事故统计数据来源于媒体曝光,在实际中行驶过程的事故曝光率高,而在车辆运营商和充电运营商院内的事故因为处置及时,曝光率会降低很多。所以,充电阶段事故仍然在事故总数中占绝对比例。

三、烧车事故原因分析与预防
1.烧车事故原因分析

造成电池自燃的原因有很多,主要原因是:

电芯自身存在缺陷,如:设计缺陷、制造缺陷,而析锂、微短路、漏液等因素是造成电池自燃的常见原因;

电芯滥用的原因,如:针刺、挤压、碰撞、外部短路、过充电、过流、过温、过放电、电池老化衰减等;

其他原因,如:外部火源、人为纵火、车内易燃物爆炸、充电线路起火等。

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注:配图来自北汽新能源公开报告,如有侵权,请联系删除。

从国家监管平台监控的事故统计来看,电池起火事故及监控存在3个规律:

绝大多数事故是发生在充电结束阶段及之后的静置阶段;

绝大多数事故是发生在动力电池高SOC状态;

在车辆充电、静置、行驶三个阶段,充电是最适合进行电池指标安全监控分析的阶段。

2. 烧车事故预防

目前电动汽车使用的安全监控,一是靠国家监管平台、行业监管平台,二是靠车企平台,这两种监控方式目前都是依赖于车企的后续处理。由于故障车辆数目庞大,且考虑到自身市场口碑,车企往往很难及时、准确的将监控预警信息发送至车主,而是将车企筛选后的重要故障发送,这将导致车辆监控预警触达率不足。

目前,对于电动汽车动力电池的安全管理重点正在从本质安全设计生产向售后全生命周期安全监控转变。充电运营商作为车辆客观第三方的角色,通过大数据技术进行车辆安全监控,及时的将预警信息推送给车辆安全的直接关系者-车主,达到事前预防的效果。

从笔者的了解来看,在目前所有的主流充电运营商中,只有特来电是持续在做充电安全技术的,已经持续做了6年多,特来电两层防护技术已经相对成熟,大数据监测涵盖“36个模型+36个维度”,当车辆每次在特来电充电网充电时,都是一个能源和数据的交互过程,相当于对车辆进行一次体检。

值得高兴的是,自特来电之后,国内主要运营商国家电网、星星充电也都开始研发应用电池的防护预警技术,行业内也出现了部分专门从事动力电池预警平台开发的企业,通过充电数据对电池实时监控和预警的思路已经被特来电验证走得通了,从以下几个事件中也能发现充电安全监控技术逐步被行业接受:

2021年中国汽车动力电池产业创新联盟年会邀请特来电作为充电运营商代表参加会议并发表动力电池安全监控预警主题演讲;

2021年特来电主编了行业唯一一个动力电池充电过程安全预警标准《电动汽车充电过程动力电池安全风险监测及故障预警规范》,预计在2022年3月发布;

2021年4月工信部组织的电池安全专题会上,特来电和星星充电都被邀请在会上汇报动力电池安全预警工作;

当然,要降低动力电池的起火概率还是要从电池产品设计环节发力,才能从根本上解决这个问题。目前行业内主流方法是:

加强结构设计:使用高强度钢和加强横梁,减少电池碰撞和剐蹭造成的挤压自燃;

热阻隔:使用隔热材料隔绝热量,降低热扩散风险;

阻燃:使用阻燃或不燃的电解液,或向电解液中添加阻燃剂;

使用耐热材料:选择热稳定性更好的隔膜材料;

加强绝缘:使用绝缘片、云母纸、绝缘带等方式减少外部短路发生;

泄压:设置排气通道、泄压阀,将产生的热量和气体快速排出;

降温:通过风冷、液冷或结构设计方式加强电芯降温,或采用全浸没电解液方式加强热对流;

自动灭火:设置舱内自动灭火装置,发现热异常时主动喷放灭火剂,除阻断燃烧的链式反应外,同时起到降温作用。

比亚迪刀片电池把电芯宽度无限拉长,厚度做薄,做成900mm甚至快1m的超长电芯。由电池作为电池结构,取消原本结构件,增大电池箱空间,增大了可用容量,刀片电池更薄,散热效果更好,针刺不起火。

广汽弹匣电池,基于“防止电芯内短路,短路后防止热失控,以及热失控后防止热蔓延”的设计思路,弹匣电池采用类似安全舱的设计,可有效阻隔热失控电芯的蔓延、当侦测到电芯电压或温度等出现异常时,自动启动电池速冷降温系统为电池降温。

长城果冻电池是基于无钴阳极材料和电解液材料制成的凝胶电池(电解液),具有高导电、自愈合、阻燃等特点,在几乎不降低电性能的情况下阻止了热扩散,针刺不冒烟不起火。

目前,业内普遍认为全浸没式电池和固态电池可以彻底解决电池热失控自燃的问题,而我们也在期待这一天早点到来,让广大车主开新能源车不再担心安全问题。

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