新能源汽車安全技術應用實踐

趙鑫

摘 要：本文以新能源汽車安全問題為主要研究對象，就安全技術的應用和實踐在下文展開詳細研究。首先詳細論述當前新能源汽車存在的各類安全故障問題，其次重點研究和論述當前新能源汽車先進的安全技術和應用情況，包括雙路快速斷電技術、故障預警技術、充電系統多層維護機制、動力電池安全設計、全流程安全管控五大方面，最后從強化行業監管力度、重視新能源汽車安全技術開發研究以及強化安全管理意識三大方面，進一步提出新能源汽車未來安全管理的有關措施和建議。

關鍵詞：新能源 安全生產 安全技術 故障問題

1 引言

近年來，隨著社會的發展進步，石油等不可再生能源的消耗也與日俱增，隨之所帶來的能源枯竭問題日益嚴重。汽車生產制造行業在此背景下大力發展新能源汽車，國家有關部門對新能源汽車也給予了大力的政策支持和資金補貼。自2019年開始，新能源汽車在我國汽車銷售市場的占比逐步提高，當前占據了市場極高的份額，受到了廣大消費者的青睞。與此同時，隨著新能源汽車在用戶市場的大力推廣，新能源汽車使用過程中以著火、爆炸為代表的安全質量問題也層出不窮。新能源汽車的安全保障性是當前重要的研究課題，本文以新能源汽車安全技術應用為主要研究對象，在下文展開詳細的研究和論述。

2 新能源汽車安全故障問題分析

分析和研究新能源汽車近些年常見的安全故障問題，是為了能夠從汽車安全故障中充分分析原因，吸取總結經驗，為接下來新能源汽車的設計研發工作提供充足的基礎，從而切實保障新能源汽車的安全有效性。近年來，新能源汽車安全故障問題主要是以起火爆炸為主，無論是在汽車正常行駛階段，還是在汽車的充電階段，都出現了不同程度上的著火爆炸。著火爆炸事故出現的概率，占據了新能源汽車安全故障問題的半數之上。總結分析造成新能源汽車著火爆炸的原因，可以發現大多數是與其內部動力電池熱量失控相關。在汽車行駛或充電階段，由于其長期運轉，可能會存在部分零部件磨損或者是長期使用導致的老化等問題。這些問題沒有被及時發現，就容易產生新能源汽車內部電路連接的部分故障，或者是出現部分電路短路等現象，進而造成汽車行駛階段的著火乃至爆炸問題。除此之外，還有部分電池熱量失控是由于其在停放或充電狀態下受到外力的重力沖擊而導致的。這些問題其實在汽車研發和生產的階段，通過對新能源汽車動力電池進一步強化安全技術的研發，或者是開展有效的產品測試，都可以大力地避免，但實際上部分新能源汽車生產企業在生產研發階段，由于追求快速的經濟利益變現，因此忽視了對新能源汽車動力電池等相關產品的質量重視與監管。

除此之外，新能源汽車所面臨的安全隱患問題，還有部分原因是與其電池進水或充電問題相關。充電現象主要是因為，當前與新能源汽車相關的充電樁等基礎設施建設普及率較低所導致的。雖然新能源汽車的市場推進進程較快，但大多數家庭還沒有安裝家有充電樁，因此仍然有飛線充電的現象出現。一方面，飛線充電會導致電線裸露在外，增加安全隱患，另一方面，如果家用充電板功率較低，與充電所需的承載電流不相匹配，就會進一步造成裸露在外的電線起火爆炸現象。如果充電時間較長，出現了過量充電問題，也會造成線路的短路，進而引起較大的安全隱患。而進水問題多是由于日常維修或汽車零部件存在連接不恰當的問題，造成了電池內部過量進水，使得其內部的電路由于進水產生了短路甚至是斷路，造成動力電池起火。在接下來發展的過程中，新能源汽車企業要積極地吸取當前發展過程中所存在的不足和問題。積極地推進新能源汽車安全技術的研發工作與應用推廣工作，切實保障新能源汽車產品質量提升。

3 新能源汽車安全技術應用

3.1 雙路快速斷電技術

汽車在行駛的過程中，如果受到了來自外力的重力沖擊，那么發生了嚴重的碰撞事故，就有可能會導致內部線路的短路問題，進而引起起火或爆炸現象。在現有的新能源內部電路設計過程中，已經安裝有單路碰撞傳感器，也就是說在新能源汽車內部感知到碰撞所產生的巨大壓力之后，會通過高壓繼電器來切斷有關的線路。但實際在電路運轉的過程中，涉及到兩條線路，不僅涉及到供電回路，同時還與其內部的高壓電網有聯系，但兩條線路的切段時間卻并不一致，高壓電網的切段時間要顯著長于供電回路的切換時間。這樣就會造成即使供電回路被切斷，但是高壓電網仍在運行，還是有可能會出現高壓回路電路運轉問題，進而造成有關的短路或引火現象。針對這一問題，新能源汽車在日后設計研發的過程中，務必要進一步優化升級，采用雙路斷電技術，不僅保證高壓電網和電路回路都能在同一時間被快速切斷，同時進一步將斷電反應時間大大縮小。通過主動熔斷器來完成這一重要操作，以此來保證汽車在發生碰撞問題的時候，能夠有效避免由于碰撞所導致的線路短路或著火爆炸等問題出現。

3.2 故障預警技術

在新能源汽車內部設計的過程中，可以引入故障預警模型，從而對汽車正常行駛過程中所存在的各類故障問題進行及時地提出和預警，幫助駕駛員能夠快速識別，采取有效措施，避免其在后期由于故障發現不及時所造成的較大安全隱患事故。它主要的原理是通過引入大數據技術，搭建數據化信息模型，在模型中分析汽車運行過程中的有關參數，在相關參數偏離正常范圍時進行故障預警，及時提示駕駛員故障部位。例如，在新能源汽車內部，可以識別到溫度異常或絕緣組數值異常等問題，這些問題都可以在儀表盤上及時顯示出來，從而提前、準確、有效地提醒駕駛員快速處置以上情況。

3.3 充電系統多層防護機制

可以在新能源汽車內部搭建充電系統多層防護機制，主要保障新能源汽車在充電過程中所可能出現的各類故障問題，避免在后期造成嚴重的人身或車輛損傷。具體來說，這一安全機制是以三級為結構展開。在汽車本體要設置本體安全防護機制，通過對充電接口、高壓電流等相關部位的重點防護，確保汽車本體不會發生安全故障問題，在此基礎之上設置第二層控制安全機制，在汽車后臺操控和系統安全設計過程中強化安全保障。除此之外，還要進一步設置數字化防護機制，可以和上文所提及的故障預警技術等進行有效的結合，通過三層安全防護機制的設計，實現汽車在系統安全、運營安全、整車安全等多個體系和流程的安全保障，避免充電過程中系統異常問題的發生。

3.4 動力電池安全設計

在新能源汽車故障問題中，有半數之上的問題是由于其動力電池安全隱患所引發，因此有效保障動力電池的安全穩定特性是保障新能源汽車安全可控性的重要渠道與前提。在對新能源動力電池進行優化設計的過程中，要充分考慮電池等產品質量與安全性能，不斷革新安全設計技術，減少各類故障問題出現的可能性。一方面，需要從用戶端的使用需求角度入手，進一步強化對電池的健康管理。在保障電池有效運行基礎上，提高電池的使用壽命，在電池存在使用時間較長或故障問題時，及時提醒駕駛員更換電池。另一方面，針對新能源電池常常出現的熱量失控問題，要給予重點關注，通過BMS監控方式對有關電池熱量信息數據進行實時監控。在發現電池熱失控情況時，能夠迅速響應新能源汽車內部的預警機制，在人機界面上進行顯示，從而提示駕駛人員快速處置，避免在后期釀成更大的安全隱患。當前，主流汽車制造企業對新能源電池的安全屬性重視程度極高。以長安汽車為例，其自主研發了較為系統完善的動力電池溫度控制功能，可以對電池內部的溫度進行常態化的監控，及時預警。同時搭配相關的控制散熱技術，保障新能源電池的安全穩定特性。比亞迪汽車自主研發了其安全電壓的鐵電池，并對其進行了帶電碰撞實驗。實驗結果顯示，在發生外力碰撞的時候，鐵電池可以雙向自動切斷電路，避免出現觸電引火現象發生，整體安全穩定性較高。

3.5 構建全流程安全管控體系

從表面上來看，造成新能源汽車出現各類安全隱患事故，是由于其在新能源汽車內部技術或零部件方面，存在前期設計制作不合理，或后期運營維護不到位等現象所導致的。但其實從宏觀上來看，還與新能源汽車整體生產管理運行體系有著密切的聯系，只有從系統運行體系方面進一步融入安全管控意識，建立健全各方面業務標準和安全管控內容，強化業務流程的細化與落實，才能夠從技術創新和系統管控兩方面入手，切實保障新能源汽車的安全穩定運行性能。因此有必要完善和細化全流程安全管控體系。將新能源汽車生產運維具體分為需求分析、安全設計、運營管理、售后維護、生產制造、安全測試等諸多環節，將各環節有效串聯起來。從頂層危害角度入手，將造成危害的細化原因與安全目標緊密結合，運用到系統安全功能設計和研發過程中去。并通過良好的售后保障與有效的安全驗證流程，來進一步強化和保障新能源汽車產品的安全屬性。

4 新能源汽車安全管理措施

4.1 強化行業監管力度

為了能夠有效保障新能源汽車安全穩定運行問題，避免出現相關重大安全隱患事故，工信部門需要聯合市場監督管理部門，對新能源汽車行業進一步加大監督管理和督促引導工作力度。事實上，在2016年，工業與信息化部就高度關注并重視到了新能源安全問題，并對此提出了具體的工作要求。在相關要求中提到，企業內部要建立自身的監管平臺，重點完善對產品的質量監管和售后問題服務等。系統完善的監管體系需要由企業和政府有關部門共同建立完成，要設置起日常監管、問題處置、安全預警三級重要的工作機制。在日常監管工作開展過程中，不僅需要行業內部國家有關部門強化對不同汽車制造企業的監督和不定期調查，企業內部也要建立起專項監督管理部門，對制造設計過程中存在的有關問題及時進行督促解決，其次要進一步完善后期安全問題處置機制，在發現相關安全故障問題的時候，要一方面積極與消費者進行對接，做好售后服務機制，洽談賠償等具體細節，另一方面也要積極地對故障原因展開詳細調查，并收集相關數據，從而作為日后研發的重要支撐信息。除此之外，還要進一步完善安全預警機制。在技術方面，通過先進技術引進的模式，對新能源汽車內部的指標進行常態化監督，在出現指標異常的情況下，要使其能夠在人機互動界面上及時顯示，從而提醒駕駛員快速處置。

4.2 重視新能源汽車安全技術開發研究

近年來，隨著國家有關政策的大力支持和整體能源使用環境的巨變，新能源汽車發展呈現出良好的市場發展態勢。在快速發展的新能源汽車市場中，眾多汽車制造生產企業積極研發新能源汽車，推出自己的核心汽車產品，并開展大力的宣傳推廣工作，在汽車銷售市場上取得了顯著的成效。但是在這一工作推進的過程中，由于過多的重視對汽車初代產品的開發和宣傳推廣工作，卻從而忽視了對新能源汽車產品質量的打磨和研究，從而也使得各類安全故障問題隱患的出現。在下一階段發展的過程中，新能源汽車制造企業要將重心轉移到安全技術的研發工作中來。強化自身汽車產品的安全穩定屬性，重點對動力電池安全技術問題展開專項研究。不僅需要鼓勵科研人員對電池安全性能進行預警模型建立，將安全隱患損失控制到最小，同時還需要對之前所發生的各類故障問題進行總結分析，就相關數據內容進行調整研究，從中吸取經驗，總結教訓，進一步完善汽車動力性能設計環節。

4.3 強化安全管理意識

新能源汽車企業內部要重視對生產設計環節的安全管理，一方面通過制定更加科學合理的工作機制，進一步細化工作流程，將安全管理意識滲透其中，嚴格規范生產、設計和運營工作內容。另一方面，要對相關技術人員和一線生產作業人員強化安全生產培訓，增強其工作過程中的安全隱患意識。從思想上切實完善新能源汽車生產制造的安全性、規范性和有效性。另一方面，針對當前存在的各類安全隱患問題，企業要高度重視對新能源汽車的售后服務機制。無論是較大的安全隱患問題，還是汽車運行過程中所存在的零件運行故障等，都要進行積極有效的售后維修服務。對其他新能源汽車要在出廠前進行安全運行特性測試，并組織定期安全檢查，積極排查有關的隱患故障問題。

5 新能源汽車安全應用發展前景

當前新能源汽車已經在市場上拓展了市場范圍，打開了市場知名度，受到了消費者的青睞。在接下來發展的過程中，新能源汽車生產制造廠商會在汽車研發方面下大力度，專項提升新能源汽車安全穩定運行性能。此外，國家有關部門也對新能源汽車的發展給予了高度重視和大力扶持，無論是在購車補貼還是在產業發展上，都提出了一覽子優惠政策，為新能源汽車行業的發展提供了充足的支持。在未來發展過程中，新能源汽車將會進一步健全產業發展鏈條，拓展關鍵零部件等附屬產業鏈。在完善基礎設施建設的基礎之上，有效管控產品成本，進一步提高產品安全性能，使新能源汽車能夠走進千家萬戶。在大幅度、大批量增產增收的基礎之上，獲得穩定的市場占有量，逐步在激烈的汽車銷售市場中與傳統汽車相抗衡。除此之外，國家近年來在充電網絡等基礎設施布局方面，也在大力推進建設力度或建設進程，新能源汽車的安全穩定充電問題也將迎刃而解。總之，新能源汽車的相關生產技術、安全性能將會不斷的迭代升級、研發創新、成熟穩定，是未來重要發展行業之一。

6 結語

當前時代，新能源汽車在汽車行業市場中快速發展。有越來越多的新能源汽車產品涌現出來，隨著新能源汽車受市場歡迎程度的廣泛提高，也應該進一步重視對其新能源汽車產品的安全管控。要重點從安全技術研發和應用角度入手，借助當前的大數據技術、人工智能或汽車制造信息處理技術等對新能源汽車設計、研發和生產環節，強化技術保障，切實提高新能源汽車等安全穩定運營性能，并積極做好各項安全預警機制和售后服務機制，為新能源汽車長期發展奠定充足基礎。

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