截至2022年底,我国新能源汽车保有量达1310万辆,新注册登记新能源汽车数量从2018年的107万辆到2022年的535万辆,呈高速增长态势。与燃油车相比,新能源汽车的成熟度相对较低,因此安全问题一直是业内人士和消费者关注的焦点。武汉理工大学副校长吴超仲教授长期从事交通安全、智能交通、车路协同、智能网联汽车等方面的研究,围绕新能源汽车安全监管关键技术及应用,近日本刊记者对其进行了专访。
本刊记者:请简要介绍我国新能源汽车安全现状。
吴超仲:自2015年起,我国新能源汽车产销量连续7年位居世界第一,成为引领全球汽车产业转型升级的重要力量。新能源汽车的驱动力和控制系统与传统燃油车不同,其安全性也有所差异。
新能源汽车的安全可以分为本体安全和运行安全。本体安全是指车辆自身的安全,《中国新能源汽车大数据研究报告(2022)》显示,新能源汽车本体安全中制动系统、电池电压状况、低电量这三类故障最多,在全应用周期下动力电池的故障占比超过了一半。电池安全是新能源汽车本体安全的基础,电池的失控、碰撞起火等导致风险更加多样、复杂,亟需开展精细化的新能源汽车电池故障诊断和预警。此外,随着道路上新能源汽车数量越来越多,涉及新能源汽车的交通事故数量日渐增加,其运行安全问题也逐步凸显。
新能源汽车的本体安全和运行安全并存,且相互关联、高度耦合。比如,驾驶行为对车辆的本体安全、运行安全都会产生影响,而新能源汽车的运行安全又与部件故障、运行环境有一定的关联,这给新能源汽车的安全监管带来极大挑战。
本刊记者:面对这些问题,现阶段有哪些关键技术来支撑新能源汽车的安全监管?
吴超仲:目前,我国已建立了新能源汽车安全监管体系架构,运行安全监管主要有公安部的相关道路交通管理系统及交通运输部的营运车辆运行监管系统,本体安全主要由工信部主导,初步形成了“1+3”的监管体系。“1”是指一套标准,即《电动汽车远程服务与管理系统技术规范第3部分:通信协议及数据格式》(GB/T32960.3-2016),监管平台需要基于国标规定实时上传新能源汽车的零部件、整车和运行状态等信息。“3”是指三级平台,国家平台对全国新能源汽车推广应用和安全工作负监管责任,监督检查企业平台、地方平台运行情况;各省的地方平台对公共服务领域的新能源汽车安全负监管责任,接收企业平台转发的实时数据,掌握公共服务领域新能源汽车运行状况;生产企业对其生产的全部新能源汽车安全问题负总责,通过企业平台对其产品实现100%实时监测,并对发现的风险及时采取措施予以控制。
依托监管平台,对数据进行深度挖掘分析,能够更好地服务于新能源汽车的安全监管。为了验证驾驶行为对新能源汽车的零部件尤其是电池的安全影响,我们团队开展了自然驾驶实验,采集了包括车辆工作状况、电机电控、电池、气温、驾驶行为等数据,将驾驶行为分为ABCD四个行为片段,A是踩松加速踏板片段,B是松开加速踏板后的自然减速片段,C是踩松制动踏板片段,D是松开制动踏板后的自然减速片段。同时,考虑电压是电池发生故障最重要的指标,我们建立了电压预测模型,融合驾驶行为参数,电压预测均方误差实现较大降低,预测准确性显著提升。在此基础上,我们提出了融合驾驶行为的电池故障检测及风险预警方法,发现在单体电压超出常规阈值时可提前精准识别微小异常并预警,单体电压异常识别灵敏度较高。
过充电是电池发生热失控的一个重要原因,通过对充电分布、电池电流、电池电压、电池温度、充电功率等全方位监测,可以对新能源汽车停车充电安全预警。例如我们依托新能源汽车国家监测和管理平台对全国新能源汽车的长期聚集停放做了一些分析,发现一些城市存在长期静置超3个月、高电量(荷电状态超过90%且500米范围停放车辆超过100辆)的停放地点,这些都是非常高的风险点。
此外,通过云端平台将特定区域内大量单个车辆的部件及整车安全状态进行汇聚分析,结合区域的宏观交通环境状态,可以对该区域内新能源汽车运行的整体风险态势进行评估。我们在城市快速路上做的一项研究发现,由于新能源汽车的动力系统、传动系统及运动特性跟燃油车不一样,新能源汽车行驶的减速度更大、跟驰间距更小,更容易造成追尾碰撞事故。另外,我们还对新能源汽车在信号交叉口启停行为做了分析,发现新能源汽车驾驶人在交叉口加速行驶时加速度整体更高,在接近和远离交叉口停车线时纵向加速度整体更高,强动力性能使得驾驶人具有更强烈的换道意愿。
本刊记者:从交通管理的角度看,该如何做好新能源汽车的安全监管?
吴超仲:首先,新能源汽车安全监管政策还有进一步完善的空间。现在针对本体安全和运行安全都有相应的政策,但还欠缺将两者融合关联起来的监管新政策、新体系。
其次,基于新能源汽车与燃油车在本体安全上的差异,要在普及新能源汽车差异性认识、驾驶操作纠偏、驾驶技能培训等方面加强安全教育;在新能源汽车年检等方面制定针对性的标准,基于国家平台的智能监管功能优化审验的规定;利用国家或企业的监管平台数据规范事故鉴定及事故还原流程,构建新能源汽车火灾应急处理数据库;深化多部门合作,加强新能源汽车行业标准监管,制定并执行严格的新能源汽车产品标准和安全标准。
最后,新能源汽车信息安全监管也不容忽视,尤其对数据安全的分类分级及数据安全体系的构建需要引起足够重视。
本文刊发于《道路交通管理》杂志2023年第7期
本版编辑:赵曼
校审:李秀菊 李佳芯
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