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2017-01-16 
蓋世汽車網(wǎng)（原標題：必讀科普文，電動汽車浸水后安全有保障嗎？）
車輛都需要經(jīng)過嚴苛的環(huán)境測試來驗證車輛及其零部件是否能夠承受各種濫用情況。有些測試是強制性測試，有些是推薦性測試。例如，美國國家公路交通安全管理局NHTSA的FMVSS標準就屬于強制性的。在電動汽車的安全方面，車輛泡水(或浸水)情況對于車輛本身及其零部件、特別是高壓的安全是一個不小的考驗。
針對浸水的安全要求，目前國際上已經(jīng)有了一些標準可供參考(表1)，這幾個標準主要是用來評估電池包的。
表1浸水相關標準 | |
SAE J2464 | EV and HEV RESS safety and abuse testing |
SAE J2929 | Safety standard for EV and HEV propulsion battery systems utilizing lithium-based rechargeable cells |
SANDIA 2005 3123 | FreedomCAR electrical energy storage system abuse test manual for electric and hybrid electric vehicle applications |
UL 2580 | Batteries for use in electric vehicles |
UL 2271 | Batteries for use in LEVs (Light electric vehicle applications) |
KMVSS 48 | Traction battery |
GB/T 31467.3-2015 | 電動汽車用鋰離子動力蓄電池包和系統(tǒng)第3部分安全性要求與測試方法 |
TUV SUD曾經(jīng)開展過一項關于電動汽車浸水的研究，在測試條件的設定中借鑒了一些上述標準中的要求，測試過程除了監(jiān)控高壓電池包的電壓之外，12V電池的電壓被監(jiān)測了，具體設定的測試條件和參數(shù)見表2。
表2車輛浸水測試條件 | |
水溶液 | 平均鹽濃度3.5%（965克水中含有35克鹽），最大鹽濃度為4.5% |
浸水深度 | 采用IP67要求的深度：1米 |
測試時間 | 2小時 |
測試停止條件 | 為了采集更多的數(shù)據(jù)，連續(xù)監(jiān)測電壓、溫度、絕緣，然后再評估何時停止 |
電池荷電狀態(tài) | HEV-80%SOC，PHEV和BEV -100%SOC，或者廠商推薦的最高SOC |
電連接狀態(tài) | 車輛高壓、低壓系統(tǒng)都處于工作狀態(tài) |
樣品擺放方向 | 與實際使用條件下的方向一致 |
樣品 | 車輛，電池包及其控制電路、熱管理系統(tǒng)也包括在內(nèi) |
測試后觀察時間 | 28天 |
測試車輛的選擇見表3，這里面主要考慮了車輛的新舊狀態(tài)(或者有沒有做過碰撞測試)，車輛所處的溫度環(huán)境，車輛的種類等。
表3測試車輛和環(huán)境溫度 | ||
車輛編號 | 環(huán)境溫度 | 車輛新/舊 |
PHEV 1-1 | 冬天<0攝氏度 | 新 |
PHEV 1-2 | 夏天>20攝氏度 | 新 |
BEV 3-1 | 冬天<0攝氏度 | 新 |
BEV 3-2 | 冬天<0攝氏度 | 做過側(cè)面碰撞測試 |
BEV 3-3 | 夏天>20攝氏度 | 做過側(cè)面碰撞測試 |
HEV 2-1 | 冬天<0攝氏度 | 做過側(cè)面碰撞測試 |
PHEV 2-2 | 冬天<0攝氏度 | 做過側(cè)面碰撞測試 |
PHEV 2-3 | 冬天<0攝氏度 | 做過側(cè)面碰撞測試 |
BEV 2-4u/4l | 夏天>20攝氏度 | 做過正面碰撞測試 |
HEV 4-1 | 夏天>20攝氏度 | 做過正面碰撞測試 |
BEV 5-1 | 夏天>20攝氏度 | 做過側(cè)面碰撞測試 |
在水里浸泡的2小時內(nèi)，有些車輛顯示了一些意外的現(xiàn)象。比如，車燈、雨刮器、喇叭會意外的開啟，這可能是由于鹽水溶液具有電傳導性，造成車輛內(nèi)部的用電器開關閉合了。在28天的觀察期內(nèi)，有一輛PHEV著火了，有一輛BEV的電池包溫度上升了。著火的PHEV火燒持續(xù)了7小時，車輛完全燒毀，測試人員初步估計是電池包發(fā)生熱失控，但是由于電池包完全燒毀，所以觸發(fā)熱失控的根本原因并不明了。另外有些測試車輛還發(fā)生了一些其他有趣的現(xiàn)象：高壓繼電器自己閉合了6分鐘左右；25分鐘后，高壓絕緣電阻下降到0歐姆；被監(jiān)控點的溫度在著火時達到了850攝氏度；著火的PHEV的電池包內(nèi)部燒毀了，但是電池箱外部完好無損，僅僅是燒黑了，等等。表4總結(jié)了一些測試結(jié)果。
表4測試結(jié)果 | |||||
車輛編號 | 環(huán)境溫度 | 高壓降低50%的時間（分鐘） | 低壓降低50%的時間（分鐘） | 絕緣降低到<500歐姆/伏的時間（分鐘） | 失效模式 |
PHEV 1-1 | 冬天<0攝氏度 | 430 | 25 | 22 | 著火 |
PHEV 1-2 | 夏天>20攝氏度 | 沒發(fā)生 | 46 | 沒發(fā)生 | 沒發(fā)生 |
BEV 3-1 | 冬天<0攝氏度 | 228 | 36 | 21 | 失去絕緣 |
BEV 3-2 | 冬天<0攝氏度 | 沒發(fā)生 | 無數(shù)據(jù) | 沒發(fā)生 | 沒發(fā)生 |
BEV 3-3 | 夏天>20攝氏度 | 103 | 7 | 沒發(fā)生 | 失去高壓 |
HEV 2-1 | 冬天<0攝氏度 | 9 | 15 | 10 | 無問題 |
PHEV 2-2 | 冬天<0攝氏度 | 19 | 20 | 19 | 無問題 |
PHEV 2-3 | 冬天<0攝氏度 | 25 | 25 | 26 | 無問題 |
BEV 2-4u/4l | 夏天>20攝氏度 | 65 | 20 | 18 | 溫度升到99攝氏度后無問題 |
HEV 4-1 | 夏天>20攝氏度 | 20 | 17 | 7 | 無問題 |
BEV 5-1 | 夏天>20攝氏度 | 22 | 38 | 21 | 失去絕緣 |
在上述的測試車輛中，電池包涵蓋了全密封和非密封兩種類型的電池包，測試結(jié)果發(fā)現(xiàn)：所有在1小時之內(nèi)觀察到高壓和絕緣都下降的電池包都是采用的非全密封設計，但是絕緣電阻下降的程度各不相同，有些雖然下降了，單是還不至于產(chǎn)生觸電的危險。而密封設計的電池包在浸泡過程中可以防止內(nèi)部高壓部件及其電路被具有導電性的鹽水溶液侵入。另外，12V電池在浸泡過程中都發(fā)生的電壓下降現(xiàn)象可以在一定程度上防止高壓繼電器的意外吸合，因為高壓繼電器通常由低壓電路來供電。從上述的測試現(xiàn)象來看，在應對電動汽車的浸水情況時，密封性高的電池結(jié)構(gòu)設計似乎是一種不錯的選擇，而對于低壓電路上的12V電池，希望它能在浸水時能盡快地放電降壓。由于電池包在車上的排布不盡相同，在具體開發(fā)過程中還需要綜合考慮安裝位置、涉水深度、環(huán)境溫度、密封性、電氣絕緣等各方面因素。
國外在電動汽車發(fā)展過程中，同時也建立了電動汽車發(fā)生故障時的高壓安全問題處理機制，廠商一般都會建立first responder(第一出動人員，發(fā)生危險品事故時首先到達現(xiàn)場的人員)的高壓安全處理流程，保證firstresponder在實施救援、故障排除時可以有效地保護自身安全，防止觸電。貌似這一方面的工作在我國開展的還不是很多，或者公開報道出來的不多。隨著我國電動汽車市場的快速增長，越來越多的人在使用、接觸電動汽車，盡快建立電動汽車高壓安全事故處理的響應機制和規(guī)范、培養(yǎng)一批專業(yè)的電動汽車高壓安全救援人才也需要得到越來越多的廠商、相關政府組織機構(gòu)的重視。
