一、前言

隨著2012年國(guó)務(wù)院《節(jié)能與新能源汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃（2012―2020年）》的發(fā)布，新能源汽車迎來(lái)了發(fā)展的春天。為加快新能源汽車的推廣應(yīng)用，國(guó)務(wù)院辦公廳2014年7月發(fā)布《關(guān)于加快新能源汽車推廣應(yīng)用的指導(dǎo)意見(jiàn)》，重申了“以純電驅(qū)動(dòng)為新能源汽車發(fā)展的主要戰(zhàn)略取向”，動(dòng)力電池得以迅猛發(fā)展。為加快在交通運(yùn)輸行業(yè)的推廣應(yīng)用，交通運(yùn)輸部2015年3月發(fā)布《交通運(yùn)輸部關(guān)于加快推進(jìn)新能源汽車在交通運(yùn)輸行業(yè)推廣應(yīng)用的實(shí)施意見(jiàn)》，交通運(yùn)輸行業(yè)勇當(dāng)排頭兵，為中國(guó)新能源汽車產(chǎn)業(yè)的發(fā)展奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

隨著新能源汽車的大量應(yīng)用，安全事故亦屢見(jiàn)不鮮，并成高發(fā)態(tài)勢(shì)。為解決其安全隱患，交通運(yùn)輸行業(yè)做了大量工作，并形成了相關(guān)要求和標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范，在交運(yùn)發(fā)【2015】34號(hào)文、《JT/T325-2013》第一號(hào)修改單、《JT/T888-2014》第一號(hào)修改單中，均做了強(qiáng)制性要求。在執(zhí)行這些標(biāo)準(zhǔn)中，交通運(yùn)輸企業(yè)獲得了遠(yuǎn)超預(yù)期的收獲----及時(shí)的發(fā)現(xiàn)新能源汽車的安全隱患，并有效排除，極大的保障了新能源汽車的安全運(yùn)營(yíng)。筆者就幾起安全隱患發(fā)現(xiàn)及排除的過(guò)程談一點(diǎn)認(rèn)知。

二、實(shí)例分析

2017年3月12日，某公交公司3路純電動(dòng)公交3號(hào)電池箱報(bào)2級(jí)預(yù)警（安全隱患等級(jí)），駕駛員及時(shí)上報(bào)公司，并停止運(yùn)行。采集數(shù)據(jù)分析，其他箱體電池氣體含量和變化率正常，3號(hào)電池箱氣體含量和變化率明顯高出。判定為電池危險(xiǎn)氣體超標(biāo)，可能為電池漏液導(dǎo)致。后經(jīng)公交公司、車企、電池企業(yè)協(xié)同努力，拆箱檢查，證實(shí)為電池漏液。更換電池，不再報(bào)警。

2017年3月16日，某交運(yùn)公司某純電動(dòng)公交4號(hào)電池箱報(bào)2級(jí)預(yù)警，駕駛員描述，第一次2級(jí)預(yù)警16年12月份，拆箱后報(bào)警消失；第二次預(yù)警17年2月份，拆箱后報(bào)警消失。本次是第三次預(yù)警。交運(yùn)公司高度重視，協(xié)調(diào)報(bào)警系統(tǒng)廠家、電池企業(yè)、車企協(xié)同判定，經(jīng)采集數(shù)據(jù)分析，該4號(hào)箱數(shù)值及趨勢(shì)與其它箱體完全偏離，結(jié)合以往報(bào)警及消失現(xiàn)象，初步判定為電解液漏液。 拆箱檢查，證實(shí)為某只單體電池安全閥不明原因受損，電解液泄露。

泄壓閥周圍有漏液腐蝕的現(xiàn)象

電芯漏液后的腐蝕痕跡

漏液電芯的泄壓閥口被膠帶封死

用膠帶封住此安全閥門，2分鐘后打開(kāi)膠布瞬間聞見(jiàn)電解液味道。打開(kāi)電池箱后，又再次連接02設(shè)備讀數(shù)據(jù)，再?zèng)]有達(dá)到報(bào)警值。重現(xiàn)前兩次報(bào)警取消的過(guò)程。更換電池后，不再報(bào)警。

2017年3月19日，某公交公司某純電動(dòng)公交報(bào)7號(hào)箱2級(jí)預(yù)警，駕駛員及時(shí)上報(bào)公司，并停止運(yùn)行。數(shù)據(jù)分析判定為電池危險(xiǎn)氣體超標(biāo)，可能為電池漏液導(dǎo)致。后經(jīng)車企、電池企業(yè)協(xié)同努力，拆箱檢查，證實(shí)為電池漏液。更換電池后，不再報(bào)警。

2017年3月20日，某交運(yùn)集團(tuán)縣城公交某純電動(dòng)公交報(bào)3號(hào)箱2級(jí)預(yù)警，駕駛員及時(shí)上報(bào)并停止運(yùn)行。數(shù)據(jù)分析判定為電池危險(xiǎn)氣體超標(biāo)，可能為電池漏液導(dǎo)致。后經(jīng)拆箱檢查，證實(shí)為兩支電芯發(fā)生不明原因泄露。

三、電解液泄露的危害和原因

電解液泄露，指的是電池在存放或使用當(dāng)中，電解液或電解液反應(yīng)的氣體非正常泄露。表現(xiàn)為安全閥周圍有電解液溢出，電池槽蓋間有電解液溢出，殼體四周或底部有電解液溢出，接線端子周圍出現(xiàn)爬酸。

漏液的危害巨大，若極柱、槽蓋間和殼體發(fā)生漏液，因閥控式電池不允許電池的內(nèi)外聯(lián)通，外部的空氣自由進(jìn)入電池內(nèi)后會(huì)迅速導(dǎo)致負(fù)極板的氧化失效，表現(xiàn)就是電池組容量和壽命急劇衰減（原理就如同手電筒的某節(jié)干電池漏液，會(huì)造成整支手電筒電池快速報(bào)廢）。例如200公里的續(xù)航里程可能急劇衰減到100公里，5年壽命的電池衰減到2年。更加危險(xiǎn)的是，漏液后對(duì)系統(tǒng)造成短路的可能性大大增加。更有甚者，電解液揮發(fā)在密封的電池箱內(nèi)，長(zhǎng)時(shí)間聚集成為火災(zāi)的重要來(lái)源，嚴(yán)重危害運(yùn)營(yíng)安全。

電解液泄露的原因由多方面造成：外力損傷；碰撞、安裝不規(guī)范造成密封結(jié)構(gòu)破壞；焊接缺陷、密封性能不夠等制造原因；大電流放電引起的極柱高溫，而導(dǎo)致的極柱與密封膠結(jié)合的破壞；電池殼體存在注塑缺陷等。 然而，大電流放電可能由于使用場(chǎng)景的不同而不可避免。這就要求電池的熱設(shè)計(jì)要足夠好，制造階段足夠精密，安裝階段足夠規(guī)范。對(duì)電池企業(yè)的技術(shù)、生產(chǎn)和管理提出了挑戰(zhàn)。

電芯發(fā)生漏液的概率，僅做粗略計(jì)算：但就生產(chǎn)管理環(huán)節(jié)而言，電池企業(yè)現(xiàn)在使用的Six-Sigma（6-西格瑪）過(guò)程控制允許每百萬(wàn)只電池的故障概率（PPM）為3.47，則PPM=3.47. 按每臺(tái)車100度電，每只電芯60AH容量計(jì)算，每臺(tái)車需要近500只電芯，則1000臺(tái)車中有1.73只電芯將發(fā)生漏液。遺憾的是，實(shí)踐中發(fā)生漏液的電芯比例遠(yuǎn)遠(yuǎn)高出每千臺(tái)車1.73只。

四、如何防控

可喜的是，借助交通部、工信部、公安部等相關(guān)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)和行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的東風(fēng)，新一代的新能源客車具備了主動(dòng)防控系統(tǒng)等安全措施，如交運(yùn)發(fā)【2015】34號(hào)文中明確指出，“新能源汽車必須符合國(guó)家有關(guān)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，新能源公交車還應(yīng)滿足《公共汽車類型劃分及等級(jí)評(píng)定》（JT/T888-2014），配置安全監(jiān)控管理系統(tǒng)、電池箱專用自動(dòng)滅火裝置等安全設(shè)備”；工信部《電動(dòng)客車安全技術(shù)條件》也提出了明確要求：“4.3.6可充電儲(chǔ)能系統(tǒng)應(yīng)具備火災(zāi)檢測(cè)自動(dòng)報(bào)警功能，應(yīng)在駕駛區(qū)給駕駛員提供聲或光報(bào)警信號(hào)”；據(jù)了解，公安部《GB7258機(jī)動(dòng)車運(yùn)行安全技術(shù)條件》也明確提出“車長(zhǎng)大于等于6m 的純電動(dòng)客車、插電式混合動(dòng)力客車，應(yīng)能監(jiān)測(cè)動(dòng)力電池工作狀態(tài)并在發(fā)現(xiàn)異常情形時(shí)報(bào)警，且報(bào)警后5 分鐘內(nèi)電池箱外部不能起火爆炸”。

在這些系統(tǒng)中，電解液漏液檢測(cè)是一個(gè)相當(dāng)重要的功能。我們不知道一輛純電動(dòng)客車500只電芯單體中，哪一只會(huì)發(fā)生惡化癌變，但我們可以全部監(jiān)控，一旦探測(cè)到，馬上剔除，對(duì)這些隱形的安全隱患進(jìn)行有效控制。 再輔以滅火裝置、防火地板等手段，將事故分階段控制、攔截。形成全生命周期的危險(xiǎn)源監(jiān)控體系，將會(huì)極大提高新能源客車的安全運(yùn)營(yíng)水平。

形成全生命周期監(jiān)控體系，還將有助于提高新能源汽車的運(yùn)行效率。全體電池單體中，沒(méi)有惡化癌變的破壞分子，全部是健康的個(gè)體，將最大程度上保障電池的續(xù)航里程和使用壽命，從而提高交通運(yùn)輸企業(yè)的運(yùn)營(yíng)效率。

五、如何有效實(shí)現(xiàn)電池漏液檢測(cè)

實(shí)踐中，如何早期準(zhǔn)確探測(cè)電解液泄露是一個(gè)相當(dāng)巨大的挑戰(zhàn)，難點(diǎn)在于既“早期”又“準(zhǔn)確”，還要符合在“汽車”、“電池箱”等一系列應(yīng)用環(huán)境。因?yàn)楦叨褥`敏的傳感器會(huì)受到電池箱內(nèi)密封材料揮發(fā)氣體的影響，造成誤報(bào)；而低靈敏度的傳感器又失去了早期預(yù)警的功能，眾所周知，由于電池火災(zāi)的劇烈程度，滯后報(bào)警的后果極度嚴(yán)重不可承受。

另一個(gè)巨大的挑戰(zhàn)是“高可靠”、“長(zhǎng)壽命”，由于裝置密封于電池箱內(nèi)部，8年12萬(wàn)公里的超長(zhǎng)質(zhì)保是基本要求，問(wèn)題是如何使得系統(tǒng)在長(zhǎng)達(dá)8年的惡劣環(huán)境中保持高可靠性。這涉及到一系列的技術(shù)難題。

值得慶幸的是，對(duì)電池的全生命周期監(jiān)控，特別是漏液檢測(cè)，得到了實(shí)踐的證明，行之有效。對(duì)于長(zhǎng)時(shí)間之后的報(bào)警準(zhǔn)確度，有待繼續(xù)驗(yàn)證。使得設(shè)備具有軟件升級(jí)，是必須要保證的基礎(chǔ)功能之一，以供更新軟件系統(tǒng)，使得設(shè)備保持高可用性。