我国电动汽车运行安全性现状分析及对策研究

2024年1月10日发(作者：标致508价格图片及价格)

质量管理我国电动汽车运行安全性现状分析及对策研究■ 范志翔1,2 孙 巍1,2 秦征骁1,2 穆文浩1,2

（1. 公安部交通管理科学研究所江苏；2. 道路交通安全公安部重点实验室）梳理了电动汽车运行过程中常见的安全问题。并结合国摘 要：本文通过对典型电动车事故与召回事件进行研究分析，内电动汽车的发展现状，分析了现行的电动汽车相关安全技术标准，探讨了我国电动汽车尚未解决的安全缺陷与有待提升的运行安全问题。最后提出了电动汽车安全技术的提升建议，可为完善电动汽车运行安全技术水平提供参考。召回事件，技术标准，安全技术关键词：电动汽车，DOI编码：10.3969/.1002-5944.2021.02.037Analysis and Countermeasures Study on the Safety of Electric Vehicles in

ChinaFAN Zhi-xiang1,2 SUN Wei1,2 QIN Zheng-xiao1,2 MU Wen-hao1,2

（1. Traffic Management Research Institute of the Ministry of Public Security;

2. Key Laboratory of Road Traffic Safety of Ministry of Public Security）Abstract:

Through research and analysis of typical electric vehicle accidents and recalls, this paper sorts out the common

safety problems in the operation of electric vehicles. Combined with the development status of electric vehicles in China,

this paper analyzes the current safety technology standards of electric vehicles, and discusses the safety defects and

operational safety issues to be resolved. Finally, this paper puts forward suggestions on improving the safety technology of

electric vehicles, which can provide a reference for improving the technical level of operational safety of electric ds:

electric vehicle, recalls, technology standard, safety technology1 电动汽车保有量情况随着工业化进程，能源危机日益凸显。汽车节能化发展成为趋势，同时随着“电池、电控、电机”等三电技术的日益成熟，电动汽车逐步成为汽车行业发展的新风向。我国作为汽车产销大国，同时在免征购置税、免限行等政策的扶持下，国内新能源汽车，特别是电动汽车的消费者接受程度也日益提升，相关产品的产销与保有量也呈现快速增长的态势。基金项目：本文是面向定期检验的新能源汽车运行安全性检验方法及工具研究（公安部科技强警基础工作专项项目：2020GABJC27）研究成果。

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范志翔，孙巍，秦征骁等：我国电动汽车运行安全性现状分析及对策研究1.1 政策促进产业发展在政策的推动下，国内新能源汽车发展迅速。依据国家政策《汽车产业中长期发展计划》和《节能与新能源汽车技术路线图》的目标，在未来的十年内，新能源汽车将成为汽车产品中的主流产品，并且要将纯电动作为新能源汽车发展和汽车工业转型的主要方向。同时随着新能源汽车国家重大专项的设立，近10年来我国新能源汽车技术特别是电动汽车技术水平得到了提升，电控、电池等关键技术领域也实现了突破。我国新能源汽车产业也在2013年进入了快速发展阶段，新能源汽车产量与销售量呈现逐年增长的态势，新能源汽车产销量常年居世界首位[1]。据中国汽车工业协会数据显示，2018年我国新能源汽车累计产量已达127.06万辆和125.62万辆，其中电动汽车产销量已达98.56万辆与98.37万辆，同比增长47.85%和50.83%[2]，在同年汽车累计产销量下降4.16%和2.76%的情况下，电动汽车的产销量依旧呈现增长态势。1.2 全国电动汽车保有量呈增长态势全国新能源汽车保有量逐年增长，纯电动汽车所占比重最大。截至2019年我国的新能源汽车保有量已达381万辆，占汽车总量的1.46%，如图1所示，国内近年来新能源汽车保有量逐年增长。其中，电动汽车的保有量占比最高，达310万辆，占新能源汽车总量的81.19%。对比2018年新能源汽车保有量，在2019年度，我国新能源汽车保有量增加120万辆，同比增长46.05%。从增长率数据来看，2018与2019年度新能源汽车保有量已连续两年超过100万辆的增量，国内新能源汽车市场呈快速增长趋势。1.3 电动汽车分布具有区域特征电动汽车呈现重点地区、主要行业的分布态势。从电动汽车保有量的分布来看，北京、上海、广州、深圳等特大城市的电动汽车保有量占比较大，同时近年来电动乘用车的销量市场也主要集中在一二线城市与限牌城市。从电动汽车的使用领域看，在《关于促进绿色消费的指导意见》等政策的推动下，公务用车、公共交通与物流配送领域所使用的车辆逐步实现电动化，同时工信部、发改委等部委计划在2020年底实现重点区域、主要城市的公共交通电动化更新，以及在2025年底全面完成物流配送领域的车辆电动化改革。图1 国内近5年电动汽车与新能源汽车保有量增长情况2 典型安全事故分析研究表明，电动汽车主要安全事故形态可以分为五类：自燃、碰撞、浸水、过充电及其他。发生安全事故时的伤害模式包括电伤害、电池内压力的伤害、燃烧、爆炸危险、电解液飞溅伤害、电池对人体的热伤害等。其中，车辆自燃现象最为严重，占安全事故总量的43%，主要诱发因素为电池内部短路；碰撞后的二次事故占比为16％，诱发因素为正面或后碰撞引发系统横向变形、车辆托底引发系统底部变形等；浸水问题占比3.4％，主要表现为电池包密封性不足、IP 防护设计不佳。2.1 电动汽车自燃问题自燃已成危害电动汽车运行安全的主要因素。据市场监管总局的资料显示，2018年电动汽车共发生40余起起火事件。充电时起火、停车后起火等较为常见。其原因在于电动汽车的电池管理系统存在失效的风险，在充电过程中各电芯单体的变化波动较大，直接影响电池管理系统的监测能力，导致过充现象的发生；另一方面虽然电动汽车动力电池的布置方式分为集中式与分布式，但为了2021年第1期（下） / 总第575期

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范志翔，孙巍，秦征骁等：我国电动汽车运行安全性现状分析及对策研究实现车辆的行驶稳定，常将电池系统布置于车辆底部，在高温的环境下运行时，易导致热失控，引发车辆起火事件。2.2 电动汽车碰撞后的二次伤害电动汽车碰撞后的伤害水平较传统汽车高。与传统汽车相比，电动汽车安装有能量密度较大的动力单元，车辆发生碰撞后除对驾驶人和乘员造成机械伤害外，还会引发电安全问题。其原因在于动力电池存在部局不合理、抗挤压、碰撞能力差等缺陷，在发生碰撞事故后，易引发高压短路、单位能量密度剧增、电池内部电解液泄漏等问题，同时致使动力单元产生非正常热量提升现象，增加了动力单元的燃烧和爆炸风险[3]。2019年，工信部发布的《新能源汽车标准化工作要点》中提到需重点研究电动汽车安全领域，指出需完善电动汽车碰撞后的安全问题，强化电动汽车的结构设计、优化动力系统布置方式，以期进一步提升电动汽车安全水平，降低由碰撞、翻车而导致的二次事故风险。2.3 关键部件的耐用性浸水、部件老化等现象易影响在用电动汽车的使用安全。随着电动汽车使用周期的延伸，动力电池单元、电控单元等部件的稳定性随之降低，使用生命周期的可靠性也逐步下降，电池密封性、电芯隔膜破损、电路绝缘损毁等情况下会发生短路现象。同时由于电池外部防护部件的密封性不足，若出现非正常浸水现象会引起电池包内进水现象的产生，导致电池包内部电芯短路。3 典型召回事件分析结合国家市场监督管理总局缺陷产品管理中心公布的召回数据资料，本文调研了2015年至2020年间电动汽车产品的召回事件，共计31起案例。涉及转向电机缺陷、安全气囊质量、电池控制系统设计缺陷等问题，除去与传统汽车相同的质量问题外，其中约有38.7%的召回案例与电动汽车特有部件相2021年第1期（下） / 总第575期关，如动力电池包、高压动力电池电芯、驱动电机控制单元、电池管理系统等。3.1 动力电池方面一是高压动力电池电芯一致性问题，在长时间、高电量存放时，电芯一致性不足会引发漏液和短路的风险，从而引发动力电池热失控和起火。二是装配工艺问题，主要形式有动力电池包内模组电压采样线束走向不当，易造成线束被相关部件积压的风险，导致线束表皮绝缘材料磨损，可能造成线束绝缘层烧损从而引起电池包热失控和起火。三是生产品控不足问题，电池包电气部件由于生产波动，在使用过程中可能发生局部过热，导致电池热失控。3.2 电机电控方面一是工艺缺陷，主要形式有车辆因驱动电机控制单元的电路板镀锌不充分，导致电机控制单元失灵，造成车辆在行驶过程中高压电源关闭和失去驱动力。二是生产设计缺陷，驱动电机控制单元的电路板生产错误，导致电机控制单元失灵，造成车辆在行驶过程中电源关闭和失去驱动力。3.3 控制系统方面一是程序版本未受控，部分召回车辆的电池管理系统程序误使用测试版，低温环境下电量状态动态校准功能存在漏洞，存在行驶过程中出现车辆断电的风险，进而失去动力。二是电池管理系统设计缺陷，电动汽车的高电压电池管理系统控制策略未能应对极限工况，导致当动力电池内部电流处于峰值时，电池管理系统存在一定的停摆风险，进而引发车辆行驶过程中动力中断的风险。4 标准规范现状现阶段，电动汽车沿用了常规汽车的标准与规范，覆盖了车辆从生产、销售、登记、报废等的车辆使用全生命周期，同时国家相关部门也依据电动汽车的技术特点，正着手开展相关标准的针对性研究

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范志翔，孙巍，秦征骁等：我国电动汽车运行安全性现状分析及对策研究工作。4.1 新生产电动汽车准入标准新车生产准入方面，为促进电动汽车行业的规范化，进一步保障新能源汽车产品的质量，工信部、发改委等国家部门先后出台了《汽车动力蓄电池行业规范条件》《电动汽车动力电池回收利用技术政策》等规范与政策。同时，国内电动汽车产品的准入管理主要依据《新能源汽车生产企业及产品准入管理规定》（工信部令第39号）开展，其中电动汽车产品在符合相同类别常规汽车产品相关标准的同时，还应符合《新能源汽车产品专项检验项目及依据标准》，检测项目包括储能装置、电机及控制器、电动汽车安全、电磁场辐射等19个项目。随着《电动汽车安全要求》《电动客车安全技术条件》《电动汽车用锂离子动力电池安全要求》等3项强制性国标的制定[4]，进一步为电动汽车划定了技术安全“底线”。同时为解决电动汽车系统安全评价的需求，2019年工信部装备工业司、全国汽标委已完成《电动汽车用电池管理系统功能安全要求及测试方法》的技术审查工作[5]。4.2 电动汽车的登记标准登记管理方面，电动汽车的登记流程与传统汽车相同，依照《机动车登记规定》（公安部令第124号）进行相关业务的办理工作，包括注册登记、变更登记、转移登记、抵押登记、注销登记和校车标牌核发等6大类。在登记的过程中，车辆管理所查验员遵循《机动车查验工作规程》（GB 801-2019）的规定对电动汽车进行车辆查验。依据登记查验需求，对国产电动汽车，其《公告》中应标明是否属于新能源汽车及种类；对于进口电动汽车，其车型应在海关总署进口新能源汽车目录范围内；并且对于2016年12月1日起进口的新能源汽车，其还应在《进口机动车辆随车检验单》的“检验情况”栏应标明是否属于新能源汽车。查验过程中，需核查车辆识别代号、电动机型号和出厂编号、车辆品牌和型号，以及外接充电接口。同时，在注册登记安全检验环节，对于纯电动汽车、插电混合动力汽车、燃料电池汽车的标牌中应标明主驱动电机型号和功率，动力电池工作电压和容量等相关信息，检验机构需对所示信息进行核查。4.3 在用电动汽车相关标准使用规范方面，国务院办公厅于2015年10月9日出台《关于加快电动汽车充电基础设施建设的指导意见》，指出到2020年，充电基础设施体系要满足超过500万辆电动汽车的充电需求，并继续完善充电接口标准、电流通信标准、充电时间等问题。同时，对于在用电动汽车的应急救援，2019年推荐性国标《电动汽车灾害事故应急救援指南》发布，为电动汽车发生火灾、碰撞、泡水等事故时的应急救援提供了安全参考依据。其次为保障在用电动汽车的安全技术条件，此类车辆依旧遵循常规车辆的定期检验制度，依据《机动车安全技术检验项目和方法》（GB 21861-2014）的相关内容开展定期安全技术检验，在2014版的基础上新版的《机动车安全技术检验项目和方法》（GB 38900-2020）于2020年5月26日发布，于2021年1月1日实施，新修订的标准中针对电动汽车的应用特征，提出了安全技术检验要求，一是外观特征方面，插电式混合动力汽车、纯电动汽车（换电池除外），应具有外接充电接口；二是危险标识方面，2018年1月1日起出厂的纯电动汽车、插电式混合动力汽车，目视检查可见区域内B级电压电路中的可充电储能系统（REESS）应用符合规定的警告标记予以标识；三是结构完整方面，纯电动汽车、插电式混合动力汽车充电储能系统（REESS）外壳不应有明显变形、裂纹、外伤或电解液泄漏等情况。5 存在的主要问题随着社会经济的快速发展，汽车商用模式也逐渐改变，共享汽车、网约汽车等新兴行业模式的兴起，在为电动汽车提供优良应用载体的同时，也对2021年第1期（下） / 总第575期

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范志翔，孙巍，秦征骁等：我国电动汽车运行安全性现状分析及对策研究电动汽车的耐久性、可靠性提出了更高的要求。

5.1 关键部件的品控问题电动汽车关键部件生产制造环节的质量控制还有待提升。电动汽车行业作为汽车行业的新兴领域，近年来引领了投资热潮。随着社会资本投资的不断增加，推动了一大批新建的整车及配套零部件企业项目的建设。发展初期，随着整车企业生产需求的大幅增长，对相关配套的零部件企业带来了压力，如电池、充电桩、电池管理系统等零部件供应需求增长。生产厂商在扩大生产的同时，易产生品质管控风险，造成产品质量的波动。由于设计阶段的缺陷与生产环节质量检测的不到位，导致了电动汽车产品质量问题的投诉与召回事件也时有发生。5.2 关键技术稳定性不足问题电动汽车的关键技术特别是动力电池、结构设计等相关技术还有待提升。零部件方面，动力电池作为电动汽车主要的安全风险源，其安全性等级还有待提高。现有的动力电池系统中，主要的安全风险因素包括漏液、变形、散热不足等低风险因素，以及短路、起火、爆炸等高风险因素。热失控是诱发动力电池安全失效的主要原因。现阶段常用的三元锂材料虽比磷酸铁锂材料能为电动汽车提供更大的能量密度，但其出现火花、着火的情况也较磷酸铁锂材料概率高，具有潜在的安全隐患。整车设计方面，部分电动汽车沿用常规汽车的设计架构，并未针对电动汽车特点进行优化设计，电池系统的整体设计缺乏合理性，各部件布置空间没有统一的规划，导致碰撞防护不足，事故风险概率进一步提升。5.3 后市场的维护保养问题后市场中电动汽车的保养、维护方式还有待改善。从应用场景来看，目前公共交通、网约车、共享出行等行业为电动汽车的重点应用场景，存在短期内积累大里程的特点，提升了电动汽车相关部件的疲劳损伤风险，对电动汽车的耐久性提出了新的要求。特别是对于使用电动汽车作为网约车进行从业2021年第1期（下） / 总第575期的相关车主，由于电动汽车的结构特点，其定期保养方式较常规汽车的保养政策略有差异，部分程度上降低了电动汽车日常维护保养的水平，倘若使用过程中关键部件损坏、失效未能及时检查修复，易造成道路交通安全事故的产生。6 对策建议面对电动汽车保有量逐年增加的现状，从保障电动汽车行业健康发展与道路通行安全的角度出发，相关部门与机构还需结合电动汽车的技术特点，研究电动汽车与传统汽车的差异化，分析电动汽车关键的安全技术要求，进一步提升电动汽车的运行安全。一是强化电动汽车源头技术指标。在电动汽车的生产环节，有针对性地提出电动汽车关键部件的安全结构设计要求，进一步提升电动汽车强制性国标的制定水平，同时需结合电动汽车的发展技术路线与技术革新特点，适时完善动力电池、电机、电控、电器等关键部件的标准要求，提升电动汽车生产与制造水平。二是加强电动汽车事故的处置和应急处置研究分析。考虑到电动汽车多采用高压电力设置，出现交通事故时，较传统汽车更易发生漏电、短路、燃烧甚至爆炸的安全隐患。后续还需针对新能源汽车的事故特征，充分了解电动汽车碰撞后的结构变化特点，研究对应的应急处置方法，提出新能源汽车事故处置新要求、新流程及新方法，同时明确救援过程中的安全处置与救援人员自我保护的注意事项，从而减少电动汽车二次事故的伤害事件。三是关注以电动汽车为载体的分时租赁、共享等新业态的应用安全问题，健全电动汽车维护保养后市场，提升电动汽车维修养护水平。当前，国内部分城市已陆续推出了电动汽车分时租赁业务。从运营方式来看，大多数租赁企业以非营运私家车开展分时租赁业务，产生了监管漏洞，造成了安全隐患。

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范志翔，孙巍，秦征骁等：我国电动汽车运行安全性现状分析及对策研究建议相关部门研究明确分时租赁共享汽车管理要求，强化租赁企业监管，规范和推动分时租赁共享汽车的健康发展。四是完善电动汽车报废管理制度。随着近十年的电动汽车技术发展，部分电动汽车即将进入自愿或强制报废阶段，与常规汽车相比电动汽车的动力电池具有不易降解的特点，存在环境污染的风险，为强化环境保护制度，建议积极开展电动汽车动力电池回收再利用的研究工作，强化流通监管过程，形成可持续发展的行业新业态。参考文献[1] 佚名.工信部:2017年我国新能源汽车保有量占全球50%以上[J]. 汽车与配件,2018(5):14.[2] 2018年我国新能源汽车继续保持高速增长[DB/OL].www. /n1146312/n1146904/n1648362/n1648363/c6607134/ ,2019-01-18.

[3] 刘科铭.纯电动汽车安全系统设计[J].科技创新与应用,2016(11): 139.[4] 佚名.工信部发布2019年新能源汽车标准化工作要点[J].中国质 量万里行,2019(6):5.[5] 佚名.汽车行业标准化2019年工作总结及2020年工作重点[J].中 国汽车,2020(2):21-32.作者简介范志翔，硕士研究生，工程师，车辆安全及标准化。孙巍，硕士研究生，研究员，车辆安全及标准化。秦征骁，硕士研究生，工程师，车辆安全及标准化。穆文浩，硕士研究生，助理研究员，车辆安全及标准化。（上接第144页）参考文献[1] IEC 60456 Clothes washing machines for household use-Methods

for measuring the performance, Ed.5.0 2010.苏涛，本科，高级工程师，副所长，主要从事家用电器性能试验方法和质量管理体系的研究工作。亓新，硕士研究生，副部长，主要从事家用电器标准化技术研究工作。史晴，本科，工程师，主要从事洗衣机产品的性能检测工作。杨丽云，硕士研究生，团标管理员，主要从事家用电器团标管理及相关技术工作。作者简介岳京松，硕士研究生，副总工程师，主要从事家用电器性能试验方法的研究工作。2021年第1期（下） / 总第575期

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