雷洪钧
(湖北省城市客车工程研究院)
媒体对2014年、2015年新能源公交车的安全事件进行了报道,于是关于新能源公交车安全与否的质疑也是越来越多。笔者是业界的热心者,同时也是专业工程技术人员,有责任、有义务来回答这些提问。我的回答不一定准确、到位,但是有回答比不回答的好。在此,我对新能源公交车安全防护现状及发展,发表自己的观点,供大家参考。
一、什么是不安全?
安全是什么?什么是安全?要回答是相当困难的。回答不安全,较容易些。说得通俗些“不安全”即是对生命和财产有危险(害),消除了危险(害),就安全了。
人类的进化、进步史是在不断消除了危险(害)中的历史。保障安全是基本要求,想办法消除了种种危险(害),也就是要有安全保障措施,有了安全保障措施,必须要落实到责任人。
二、危险(害)新能源公交车安全的一般性因素
主要因素有物理层面、化学层面上及人为层面等三个方面的因素。新能源公交车安全防护主要是物理层面、化学层面等技术措施和人为层面的责任制度建设。
1)物理层面安全防护主要有产品的机械上强度(刚度),能防冲击(碰撞),如:底盘(车身骨架)的强度、夹胶的前挡风玻璃,侧窗的钢化玻璃及一些总成的防尘、防水的技术等级要求。新能源公交车物理层面安全防护要求与传统车基本是一致的。
2)化学层面安全防护主要有防火要求,如内饰件的阻燃性的一些要求等,高压电器耐压等级要求。
3)安全制度建设层面,如操作规范(措施)、人员技能培训到位等。
三、危险(害)新能源公交车安全的关键要素及部件
关键要素主要是:“电”及与电有关的总成部件。媒体报道的新能源公交车安全事件也基本上是这一部分引发的。动力电池系统的危险(害)最大的部件。动力电池是纯电动汽车的唯一能量来源和混合动力汽车的重要能量来源,稍有不慎即可能成为事故的源头,造成严重危害。动力电池系统是一个能量存储装置,包括电池单体(电芯)或电池模组,电路和电控单元,以及相关的电气和结构组件。动力电池系统的安全特征:作为高能量载体,在不需要外部能量输入的情况下,本身就能够因能量非正常释放而产生巨大破坏力。
目前主要措施有:
1)新能源汽车电池类型的选择。这是动力电池安全的第一步。我国目前主要使用的锂系列的动力电池,这个系列电池还可以细分,磷酸铁锂、多元复合锂等。锂系列动力电池安全性从材料特性上,用于新能源公交上是相当安全的电池。这是机理层面来讲的,尤其是磷酸铁锂是目前最安全的动力电池。
2)新能源汽车动力电池成组设计和工艺保证。动力电池成组原理基本是,单体并联成一串,一串连一串地接成箱。动力电池单体生产工艺要求较高,质量管理严格。品牌厂家的电池成组设计和工艺有保障的。
3)动力电池组系统集成。这个技术难度较大。物理上是一箱接一箱的,加上电池管理系统。随我国新能源汽车发展,研发成果也越来越多,系统集成技术层面的安全措施也是越来越完善。
4)客车厂对动力电池系统安装工艺也越来越严谨、越来科学。
5)新能源公交车运营后是要求有实时监控的。
目前的不足:
1)动力电池(系统)永远是高危险品。放尘、防水、防高温是基本要求。这一点,理解不到位,认识不深的人较多。
2)与动力电池(系统)连接的端子、线束等级必须提高,与传统车电器的低压有本质区别。一定要对操作个人进行长期的培训。连接一定要牢靠,绝缘保护一定要到位。
3)操作高压电器的工人,要求技能要比低压电器高得多,目前普遍不足。
三、安全防护基本原则及主要科学措施
1、安全防护基本原则:阻止电能和化学能在系统正常运行状态和某些非正常(法律法规、标准所规定的情况,以及典型的失效情况)的状态下,以不可控的方式释放,或减轻其不可控释放所带来的危害。具体有:
①预防危害发生,即阻止能量的不可控释放;
②阻止危害发生后的蔓延,即阻断能量不可控释放的路径;
③降低危害所造成的损害,即降低能量不可控释放的破坏;
2、选用的安全关键总成件一定是通过相关权威的测试和认证。这是容易做到的。
3、每一个环节防护工作必须到位,即从系统级到子系统、部件、零件等各个层级都要采取完整而有效的解决方案。应该结合主/被动安全防护设计,提升动力系统的安全性能,达到最佳的安全防护效果。
主安全防护有:① 安全防护电路与软件模块、②绝缘、烟雾、压力、气体、液体检测、③达到阈值门槛,执行报警、切断输出、主动灭火等措施。
4、加强规范(制度)建设。安全防护方面,企业应该逐步为自己建立一个行之有效的安全设计规范,来约束不同产品的开发目标和过程。应该逐步推动企业内部标准的建立。
四、当前防护水平与发展阶段是适宜的,但是离社会要求有一定的距离
新能源汽车的发展是一步一步的过程,安全措施会一步一步跟上的。目前总体水平与发展阶段是适宜的,但社会要求会越来越高,必须高度重视安全。通过努力,能做到的,一定要做到位。
产业链上企业不停在进行层面次、多方面的努力,新能源公交车安全防护新技术在涌现,质量在稳步提升。目前尽管离社会要求有一定的距离,但基本上是有保障的。
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