电动汽车后部碰撞试验的电安全研究

电动汽车后部碰撞试验的电安全研究

本文将对比分析国际成熟的电动汽车碰撞标准法规，并结合我国电动汽车后部碰撞中电安全技术研究的现状和发展需求，研究制定相关试验流程及方法，通过严苛的实车碰撞试验进行方法验证与分析，探讨电动汽车后部碰撞的电安全问题。鉴于此，本文是对电动汽车后部碰撞试验的电安全进行研究，仅供参考。

标签：电动汽车；后部碰撞试验；电安全

一、标准法规比对分析

目前国际上关于电动汽车碰撞安全的标准有ISO6469—4、SAEJ1766—2014；法规主要有美国FMVSS305，欧洲ECER12、R94、R95，日本Attachment111以及中國GB/T31498—2015。对于碰撞形式，ISO6469—4没有指定特定的碰撞形式，使用其标准时参考各国已有的传统汽车碰撞法规进行试验；SAEJ1766—2014、FMVSS305以及Attachment111明确提出电动汽车需开展正面碰撞、侧面碰撞和后部碰撞，SAEJ1766—2014和FMVSS305还规定每次碰撞后须进行静态翻转试验；欧洲法规和GB/T31498—2015对正面碰撞和侧面碰撞进行了规定，但不涉及后部碰撞和静态翻转的测试要求。

然而，据公安部交通管理局发布的历年交通事故统计数据显示，汽车后部碰撞一直是典型的碰撞型式，事故量、人员伤亡和财产损失居高不下（图1）。

其中2015年，车辆后部碰撞的事故量为14397起，死亡人数5497人，受伤人数16019人，直接经济损失达19228万余元。电动汽车在整车设计中，为了提高续驶里程，往往在车辆后部增设了动力电池及电路配置，当车辆发生后部碰撞事故时，车辆高压电部件存在较大的碰撞冲击隐患和安全性能考验。为此，我国的安全法规有必要规定对电动汽车进行后部碰撞测试。

虽然GB/T31498—2015暂未提出对静态翻转的测试要求，但增加该项目的考核，对于提高我国电动汽车安全整体水平，无疑将起到积极作用。关于电安全测试项目，各标准法规的关注点主要集中在防触电保护、电解液泄漏和电池位置移动三个方面。防触电保护方面，除FMVSS305只关注绝缘电阻（含绝缘监测）以外，其它标准法规还对碰撞后的安全电压限值、电能量限值、物理接触防护等项目进行了规定。同时，GB/T31498—2015还增加了碰撞后车辆不得爆炸、起火的要求，各测试项目及指标要求见表1。

由表1可知，我国暂未将碰撞后电池电压和温度的监测列入考核项目。然而，电动汽车动力电池因碰撞可能导致短路，电池电压将出现较大波动。同时，内部材料发生热化学反应，将产生大量热和气体，引起电池热失控、温度大幅升高，诱发起火、爆炸事故。2011年，美国NHTSA进行雪佛兰V olt碰撞测试后未进行电池监控和险情排查，3周后因电池损坏导致电池起火，引燃本车及其它3辆汽车。此后，美国IIHS特别规定碰撞试验后实施电池温度的监测，监测结果直

接影响总体评级。虽然国际上绝大部分的电动汽车碰撞安全标准法规暂未明确对碰撞后电池的监测，但从提升电动汽车碰撞安全性能，排除碰撞后电安全隐患的角度来看，对碰撞后的电池进行监测具有重要的现实意义，有必要将电池电压以及电池温度的监测列入测试范围。

综上分析，电动汽车后部碰撞试验，除参照GB/T31498—2015进行相关项目的测试外，还可将碰撞后电池电压以及电池温度的监测列入测试范围，并参照FMVSS305在碰撞后进行静态翻转测试考察绝缘电阻、电解液泄漏和电池位置移动状况。

二、试验流程及方法

由于电动汽车搭载有高重量、高能量、高电压的动力电池系统，布置有错综复杂的高压电路，若电池系统受到撞击破坏，电路系统遭到挤压破损，都有可能造成极大的安全风险，试验过程中的误操作，更有可能加大风险等级。为保障试验的顺利开展，确保测试人员及试验设施、设备的安全，需要制定合理的试验流程和方法。试验流程的制定，应基于电动汽车的特殊结构和特性，将电安全测试项目与传统汽车后部碰撞法规（如FMVSS301、ECER34、GB20072—2006）规定的试验流程进行有机结合，形成一套完整的试验流程。

电动汽车后部碰撞试验流程，如图2所示。鉴于电动汽车在结构设计和电安全方面的特殊性，需特别注意以下几点。

1、安全应急预案。

要保障试验安全顺利开展，首要的问题是制定安全应急预案。预案制定时，应充分梳理危险源，合理辨识风险点，制定应对处理措施。为应对碰撞后热冲击、电化学伤害等危险状况，须配备绝缘扳手、绝缘套筒、绝缘钳子等专用绝缘工具，配备绝缘靴、绝缘手套等个人防护装备。为应对燃烧浓烟及有毒气体的伤害，应配备头盔和护目镜。为及时处理消防火情，绝缘搬运车辆，消防装备应随时待命。关于消防装备，干粉灭火器限于控制明火，对于电动汽车自燃难以有效发挥作用，若条件允许，宜选用泡沫消防车。相比传统汽车，电动汽车的碰撞更易导致车辆起火、爆炸、有毒烟尘等险情产生，为便于人员疏散、车辆转移以及设备拆除，减免试验室的人、财、物损失，碰撞场地宜选择在开阔、干燥的室外，并保证应急通道顺畅，保持现场通风。

2、车辆准备。

电动汽车除进行传统能源汽车的常规项目准备以外，碰撞试验前还需对整套电气系统进行充分了解并合理准备。主要包含以下方面：排空车辆冷却液、制动液等所有液体，加注等质量的水（着色剂处理）代替，用以区分电池电解液。确定动力电池的类型和结构、电池单体数量和组合固定方式、电池组总成及动力总成在整车的安装布置及固定方式。选取电池模块典型位置标记坐标测量点及传感器安装点。对电池组总成、电池管理系统（BMS）进行引线处理，做好绝缘保

护，以进行电池温度及电压监控。了解车辆高压电部件及高压线路布置图。合理选取车载数据采集装置的安装位置，避免钻孔安装中导致高压线路破损。

结束语

本文从我国实际交通事故统计数据和电动汽车设计特点出发，提出我国需要制定安全法规进行电动汽车的后部碰撞测试，考核电安全特性。在分析国际成熟的电动汽车碰撞安全标准法规的基础上，结合电动汽车碰撞中电安全技术研究的现状和发展需求，提出进行电动汽车后部碰撞试验时，除按照GB/T31498—2015的要求进行防触电保护、电解液泄漏和REESS相关的测试以外，还可考虑将碰撞后电池电压以及电池温度的监测列入测试范围，并参照FMVSS305在碰撞后进行静态翻转测试，考察绝缘电阻、电解液泄漏和电池位置移动状况。

参考文献

[1] 朱晓岭，杨静，于德明，盛慧慧，张建，王航.规模化电动汽车充电对配电网电缆老化的影响[J/OL].电力自动化设备，2018（06）：1-7[2018-06-05].https：///10.16081/j.issn.1006-6047.2018.06.017.

[2] 杜习超，刘永民，徐则诚，李甜甜，黄景慧，贾鹏，刘万勋，殷奕恒，胡钋.电动汽车随机负荷建模及对配电网节点电压分布的影响[J/OL].电力自动化设备，2018（06）：1-6[2018-06-05].https：///10.16081/j.issn.1006-6047.2018.06.018.

[3] 谢智斌.广东地区电动汽车充电基础设施规划设计研究[J].建材与装饰，2018（23）：232-233.