張震乾,董紅磊,謝樂瓊,王 莉,王 琰,何向明*
(1.清華大學核能與新能源技術研究院,北京 100084;2.國家市場監督管理總局缺陷產品管理中心,北京 100101)
新能源汽車產業發展迅速,截止2020年年底,全國新能源汽車保有量492萬輛[1],而2021年新能源汽車銷售量已經達到了352萬輛,相比2020年增幅達160%。并且從2018年開始,連續4年年銷售量超過100萬輛,進入快速增長模式。我國的新能源汽車銷售數量在2020年占據了全球銷售數量的41%[2],在2021年占到了53%。
但是,隨著新能源汽車規模不斷增大,安全事故頻發,尤其是起火事故,引發了人們對新能源汽車安全性的擔憂。起火的新能源汽車品牌多、型號多、數量多,雖然動力電池起火占比較高,但因事故致因復雜,電池部件召回的數量相對較少。因此分析新能源汽車安全事故和召回政策之間的聯系就顯得格外重要。
汽車生產過程復雜,涉及到的材料、工藝、零部件等多種多樣,因此缺陷不可避免。當汽車處于高速運動狀態時,極易產生安全事故。為了避免或者減少生命財產的損失,會采取召回手段。陳玉忠等[3]指出,將某批次缺陷汽車完全召回,能夠減少16%的交通傷亡量。所以,規范汽車召回,建立缺陷汽車召回法規的重要性不言而喻。
2018—2020年國內新能源汽車起火事件統計如表1、2、3所示。

表1 國內新能源汽車起火事件統計(2018年[4])Table 1 Statistics of fire incidents of domestic new energy vehicles (2018[4]).

續表

表2 國內新能源汽車起火事件統計(2019年[5])Table 2 Statistics of fire incidents of domestic new energy vehicles (2019[5]).

表3 國內新能源汽車起火事件統計(2020年)Table 3 Statistics of fire incidents of domestic new energy vehicles (2020).

續表
從目前收集的新能源汽車起火事故的數據來看,新能源汽車起火事故的數量呈現越來越多的趨勢,從2018年的22輛到2020年的31輛,共發生72起起火事故,需要說明的是,該數據來源于互聯網以及部分論文,消防部門等并未公布真實數據,所以實際的起火事件可能會更多。3年不同月份新能源汽車起火的數量如圖1所示。
從圖1中看到,新能源汽車起火的月份并不是7月、8月最高,反而是5月份最高,達到了18次,占比25%,原因可能是氣溫剛開始升高,司機并沒有產生足夠的意識,在晝夜溫差較大的情況下,沒有做好防護措施,導致起火事件的增加。而7,8月份雖然溫度高但是司機的意識也隨之提高,將車停在車庫或者陰涼的地方,所以起火概率比5月份低。但從整體來看,5~8月份因為氣溫升高,整體的起火概率有了明顯的提升,這4個月的起火數量為48次,即在溫度較高的月份,平均事故發生率提高了3倍。

圖1 2018—2020年不同月份新能源汽車起火數量Fig.1 Number of fires of new energy vehicles in different months from 2018 to 2020.
從車輛類型來看,起火的新能源汽車中乘用車占據了83%,排名第一,物流車排名第二,如圖2所示。

圖2 不同類型車輛的起火數量Fig.2 Number of fires in different types of vehicles.
從動力類型來看,純電動占了96%,而混動才占3%,如圖3所示。

圖3 不同動力類型的新能源汽車起火數量Fig.3 Number of fires of new energy vehicles with different power types.
從起火狀況來看,在充電時自燃發生的概率最高,達到36%,行駛中自燃和停置時自燃分別占了28%和29%,其他起火狀況占比非常小,為7%。起火原因分類如圖4所示。

圖4 起火的原因分類Fig.4 Classification of fire causes.
從起火的汽車品牌來看,并未有明顯規律,從圖5中可以看出,起火的新能源汽車品牌多于28家企業,不乏有北汽新能源、廣汽新能源、特斯拉等大型車企。

圖5 起火的新能源汽車品牌和數量Fig.5 Brand and number of new energy vehicles on fire.
新能源汽車起火自燃原因非常復雜,具有易觸發、難發現、多誘因的特點。從新能源汽車或者零部件的狀態角度,自燃的種類可分為行駛中自燃、停置時自燃、充電時自燃、碰撞起火、電器元件短路、浸水等。而將引發電池起火的原因再深入分析并分類,可以歸為電池系統故障、單體電芯故障、整車電氣系統故障、外部引燃事故4類。
2.2.1 電池系統故障
電池系統故障包含電氣故障、BMS故障、電池包故障、外力沖擊4種情形。
電氣故障是指各種高低壓線束破皮導致的短路、接觸電阻過大或者其他零部件單元失效導致產生過多熱量,繼而引發起火。
BMS故障是指電池管理系統BMS功能安全存在設計缺陷,硬件缺陷或軟件缺陷從而導致的電池高溫充電、過充過放等情況。
電池包故障指的是結構設計或工藝缺陷。電池包的設計必須要包含防撞、控溫、絕緣耐壓、防水等多重功能[6]。例如電池包的防水等級達不到IP67,會導致進水,進而導致電氣部件的腐蝕,嚴重的話還會導致短路。
外力沖擊是指電池包受到碰撞或擠壓后變形,導致電池包進水,或者電芯受到破壞,如短路、漏液,冷卻系統故障導致的冷卻液泄漏等[4]。當電池包設計不合理時,在外力沖擊下,很容易導致電池系統發生起火、爆炸[7]。
2.2.2 單體電芯故障
單體電芯故障主要指電池系統中的單體電芯存在質量問題,比如電芯外殼耐久性不符合要求造成的漏液;電芯使用過程中膨脹力控制不良導致電池系統受到擠壓;電壓存在一致性不好的問題時,在使用過程中電池包中的電芯之間會形成壓差,進而導致電芯過充、過放;電芯生產過程中混入雜質導致析鋰等。
新能源汽車長期使用下,單體電芯的缺陷慢慢放大,最終導致事故的發生。
2.2.3 整車電氣系統故障
整車電氣系統故障指各種高低壓線束破皮導致的短路、接觸電阻過大或者其他零部件單元失效、接觸不良等導致產生過多熱量,繼而引發起火。同時用戶私自改裝電路也會造成整車電氣系統故障。
2.2.4 外部引燃事故
包括人為縱火,煙蒂引發的起火,點煙器未合理使用,充電槍接觸不良等引發的汽車起火事故。
由此可見,新能源汽車的四大類起火原因中又包含不同的具體因素,所以針對安全事故,需要進一步分析并判斷起火原因,若確定汽車存在缺陷,才能進行召回并采取針對性的防護手段。
針對電池系統、單體電芯的故障展開研究,并對召回政策和召回數據進行分析。
新能源汽車的召回和傳統燃油汽車相同,依據《缺陷汽車產品召回管理條例》[11]和《缺陷汽車產品召回管理條例實施辦法》[12]。
《缺陷汽車產品召回管理條例》中,缺陷是指某一批次產品存在不滿足國家標準或者行業標準的情況,或者會對人身安全造成威脅,造成財產損失,該缺陷往往是由于設計、制造或者標識的原因導致,而且是批量存在的情況。而召回,就是指汽車生產商對這一批次存在缺陷的汽車產品實施的一種能夠消除缺陷的行為。
《缺陷汽車產品召回管理條例實施辦法》中規定,任何消費者有權向各有關部門投訴可能存在缺陷的汽車產品,反映潛在或已知的問題。存在缺陷的產品,生產者應該立即組織召回,并停止缺陷汽車產品的生產、銷售、進口。可能存在缺陷的產品,生產者應該立即組織調查和分析,并及時如實向國務院產品質量監督部門報告調查的結果。國務院產品質量監督部門缺陷管理中心接到投訴或者輿情反映強烈時,需要通知生產者進行缺陷調查工作,如果生產者未按照要求進行,則需要親自進行調查,并及時公布相關信息,如果存在缺陷的按照要求進行召回并對車企進行處理。
2019-03-08,市場監管總局辦公廳于印發通知規定,自通知發布時間起,新能源汽車發生火災等事故后,車企必須馬上組織和調查事故原因,并向市場監管總局報告安全事故的相關情況以及原因。
市場監管總局質量發展局于同年10月9日發布補充通知,新能源汽車發生火災事故,必須在12 h內報告事故基本信息,在48 h內報告事故調查結果,并提供新能源汽車火災事故信息表,規范事故信息收集,提高事故調查效率。
《新能源汽車生產企業及產品準入管理規定》是工信部于2020年8月發布的規定,是新能源汽車的準入標準,其中規定了新能源汽車不僅要符合常規燃油車的相關標準,還要滿足《新能源汽車產品專項檢驗項目及依據標準》中的電磁場輻射、電動汽車安全等19個項目。
其他與新能源汽車相關的國家標準還有《電動汽車安全要求》《電動客車安全技術條件》《電動汽車用電池管理系統功能安全要求及試驗方法》《電動汽車用鋰離子動力電池安全要求》。不符合這些相關國家標準的就是缺陷產品,需要召回。
2018年新能源汽車召回事件統計如表4所示。由表中信息可知,只有1次是因為新能源汽車電池存在故障而發起召回。該召回事件為編號6,召回企業是江淮汽車,召回的具體原因是電池的某一部件在生產中出現質量問題,造成車輛在使用過程中某些部位發生過熱現象,進而導致電池發生熱失控。

表4 2018年新能源汽車召回事件統計Table 1 Statistics of recall events of new energy vehicles in 2018.
2019年新能源汽車召回事件匯總如表5所示,其中有3次是因為新能源汽車電池可能存在故障而導致汽車起火。

表5 2019年新能源汽車召回事件匯總Table 5 Statistics of recall events of new energy vehicles in 2019.
分別是編號5,北汽新能源汽車;編號6,南京金龍客車;編號7,蔚來汽車。其中,蔚來汽車召回該批次汽車的原因是電壓采集線束在電池包內走向不合理,會被模組的上端蓋板擠壓,導致電線裸露,從而發生短路現象,進而引發電池熱失控,出現起火事故。
2020年,新能源汽車共計召回45次,召回的新能源汽車中,因電池缺陷而造成的召回總共有10次,涉及8個車企,分別是:浙江豪情汽車、重慶力帆乘用車、一汽客車、威馬汽車、中車時代電動汽車、湖南江南汽車、寶馬(中國)、珠海廣通汽車,總共召回存在缺陷的新能源汽車1.07萬輛。例如,重慶力帆因為動力電池存在起火隱患召回3 651輛,召回的原因是電池包內部高壓線束可能會磨損導致短路;匯流銅排連接螺釘可能松動;充電溫度閥值設置過高。可以看到電池故障的原因還不止一項。
綜合來看,新能源汽車召回的次數越來越多,2018年8次,2019年9次,2020年45次。新能源汽車中因電池缺陷召回的次數也越來越多,2018年1次,2019年3次,2020年10次。可見,因電池出現缺陷而導致起火的事件數量在逐年快速增加。
但是從召回的汽車品牌來看,3年來共計12個新能源車企進行了召回,綜合對比起火的汽車品牌來看(第2.1節共28家),除去未起火而召回的企業,起火召回的企業僅6家,占比僅21.43%。
可以看到,出現起火事故后采取召回措施的車企非常少,一方面是受限于技術等原因,車企及相關部門未找到起火的具體原因,另一方面是起火事故并非產品自身缺陷導致,例如操作不當、人為放火等,理應不召回。但是,除了以上兩種原因外,還有諸多其他因素阻礙了缺陷新能源汽車的召回。
2017年,杭州一輛奧迪A6在停車后出現自燃[8]。杭州市公安消防大隊出具了《火災事故簡易調查認定書》,認定該車起火原因為“汽車自燃”。但是杭州一汽大眾奧迪經銷商對該車的自燃不予認可,最后車主自行承擔了10萬元的維修費。2個多月后,車主收到缺陷汽車召回的短信通知,并在缺陷產品管理中心網站查詢后發現他的車屬于召回的缺陷車輛之一。然后經過浙江某檢測鑒定技術公司進行第三方專業機構的檢測,發現正是因為缺陷導致的汽車發生自燃。加上通過訴訟至法院的方式,最終經銷商才承擔了修復費用和司法鑒定費用。可見,經銷商為了自身利益一般不會輕易承認是汽車自身的問題,因此不會輕易向車企反饋缺陷問題。加上消費者對汽車專業知識了解不夠,在維權的過程中依賴于第三方檢測機構,并且需要自行承擔檢測費用,而且要提起訴訟,耗時長、花費高昂,因此一般的汽車缺陷難以發現,并且難以匯總給車企及相關部門。
江淮新能源汽車[9]從2016年6月發生第一起自燃事故,直到2018年12月才召回,整整2年半的時間才召回,而這兩年半的時間內并未出具官方的車輛起火原因調查分析報告。
事件的大致經過是:2016年6月,在北京三里屯江淮iEV5電動汽車自燃,接著2017年7月在深圳又發生一起自燃事故,隨后在2017年底又在北京發生自燃事故。據網上信息顯示,該車型多次自燃事故是因為電池熱失控,而電池熱失控是因為電池包在使用時會過熱。但是接連發生了這3起自燃事故,江淮汽車集團股份有限公司一直沒有官方聲明起火原因和召回汽車。最終是國家市場監督管理總局進行缺陷調查和評估,確定缺陷類型并要求其召回缺陷車輛。最終,江淮汽車集團才于2018年12月向國家報備召回計劃,決定召回部分江淮iEV5純電動汽車。
車企的這種調查和主動召回積極性不高的現象是可以得到解釋:缺陷召回是批次性問題,即數量多,另外,電池作為新能源汽車中最貴的零部件之一,其召回也會帶來巨大的成本問題。如2021年3月,北汽[10]召回部分EX360和EU400純電動汽車,共計31 963輛,涉及費用3 000~5 000萬。2021-03-05,現代汽車召回8.2萬輛電動汽車更換電池[10],估計耗資約80億元。可見因電池缺陷而召回的成本非常高,必定造成車企以及動力電池企業巨大的虧損,更甚至會造成企業倒閉。
(1)目前針對新能源汽車起火事故的信息收集工作是根據市場監管總局辦公廳在2019-03-08發布的通知,自通知發布時間起,發生火災等安全事故后,車企需要立即組織調查工作,并向市場監管總局報告調查分析結果。市場監管總局質量發展局于2019-10-09發布補充通知,規范了火災事故報告時間:12 h內報告事故基本信息,48 h內報告事故的最終分析調查結果。可見事故信息的收集工作目前還是基于車企的自主匯報。另外,新能源汽車信息收集系統還有網站、電話、郵箱、微信等。但是目前來說都還是被動式收集,是否考慮增加主動性收集的方式,如建立云平臺,所有的新能源汽車安全信息都受到該平臺的監管,一旦出現事故會主動報警并上報異常信息。
(2)交通事故信息的收集工作是由公安部交通管理局負責,但是它卻沒有向國家市場監督管理總局匯報的義務。交通事故中蘊含著汽車缺陷的第一手信息,對交通事故信息的收集和分析是一種重要的發現汽車缺陷的方式,因此該信息需要匯總并匯報到國家市場監督管理總局,以便其進一步的調查分析。在《缺陷汽車產品召回管理條例》中第6條說明了各有關部門需要有共享機制,但是沒有詳細規范各個部門關于事件信息分享的權責關系,或者平臺的構建問題。因此,交通事故信息的收集方式從消費者端和車企端走向了消防部門或者公安部門,信息可靠性增加。
(3)我國汽車生產商品牌多樣,車型多樣化,子公司的發展較快,無法建立健全的缺陷汽車信息收集系統,又因為缺陷汽車主管部門的信息分享的限制,導致信息收集的不到位、不全面。汽車生產商應該充分發揮自己的主觀能動性,及時、全面地收集由于汽車缺陷而導致的交通事故并對此進行分析、整理,發現問題及時處理。
我國保險公司不斷地擴大自身保險的業務范圍,開發更多的保險產品,但是對于汽車召回的保險卻少之又少。一方面是因為缺陷汽車一旦涉及召回,數量巨大,涉及到的賠付費用巨大,可能成為保險公司的災難。另一方面是新能源汽車本身存在于市場上的時間不夠長,保險公司對于電池方面的缺陷認識不夠,無法定性、定量權責關系、賠付比例等,因此缺陷汽車召回的保險仍需要進一步開發。如果汽車廠商保了召回險,那么他們也就減少了召回所面臨的巨大經濟壓力,不再對召回諱莫如深。
企業是以經濟收益為首要目標的組織機構,不談經濟收益,企業無法生存和發展。那么即使是違法行為,企業也會衡量違法成本與違法收益的比重。所以不到萬不得已,企業不會主動發起召回。例如,2020年上半年召回的新能源汽車中,3批次(奇瑞、昌河、力帆)是在監管部門的監督調查下才發起了召回,只有1個批次(特斯拉)是主動召回的[14]。
事實上,我國的汽車召回制度是比較完善的,2004年已頒布第一版本,且經過了多次修改。處罰力度偏低是當下最主要的問題。《缺陷汽車產品召回管理條例》規定,車企隱瞞汽車缺陷情況進口、銷售缺陷汽車的,處缺陷汽車產品貨值金額1%以上10%以下的罰款。這個處罰力度相對于新能源汽車企業來說是非常低的違規門檻。因為鋰電池部件成本占了汽車成本的30%~40%。因此有如下幾個建議。
(1)完善法律法規,增大賠償力度,建立一套科學的懲罰性賠償的計算標準[13]。如,在事故發生后,讓車企出具事故責任報告,并決定是否召回,如未召回,但在國家相關部門組織調查后發現必須召回的,需要承擔相應的懲罰性賠償措施,建立新能源汽車和傳統能源汽車的差異化制度,如提高賠償上限。
(2)組建新能源汽車召回公益組織或者其他社會團體,因為出現問題的消費者個人很難有時間和金錢進行消費者維權,且維權力量薄弱。
(3)區分故意或者過失行為,建立新能源汽車安全事故調查分析流程規范,減少對專家、利益集團的依賴,同時也能避免出現誤判和漏判的行為。
(4)完善市場前、中、后期一系列的制度,并且互相配合,將缺陷產品召回制度和市場前的產品質量認證制度、產品使用中的檢測以及監督制度銜接起來[15]。
新版的《機動車安全技術檢驗項目和方法》[16]于2021-01-01實施,新增新能源汽車的常規車輛定期檢查,一是外觀特征方面,應具有外接充電接口;二是危險標識方面,可充電儲能系統(rechargeable energy storage system,REESS)應用符合規定的警告標記予以標識;三是結構完整方面,REESS外殼不應有明顯變形、裂紋、外傷或電解液泄漏等情況。但是該方法還不完整,如缺少電池系統內部線路的完整性檢查;缺少冷卻系統的工作能力檢查等等。因此需要根據新能源汽車實際的使用情況及車輛組成,增加相關方面的檢查內容。
另外,動力電池和BMS系統是兩個不同的零部件系統,很多時候是由不同的供應商進行供貨。電池包主要是化學產品,BMS則是電器產品,在為車企供貨之前需要進行匹配,需要增加BMS和電池適配性的行業標準。如2017年,由長城和孚能共同研發的BMS系統控制策略出現問題,可能導致熱失控,最終導致長城汽車召回歐拉iQ汽車[17]。
關于動力電池以及新能源汽車的國家強制性標準只是規定了新的電池系統的測試方法以及標準,并沒有涉及到全生命周期中的安全及性能表現,這可能受限于行業發展和技術水平,但是希望在未來可以增加汽車全生命周期的模擬測試及要求規范,進一步保障電池系統安全。
《缺陷汽車產品召回管理條例》中第6條提到,國家各相關部門如質量監督部門、交通管理部門等部門之間應該建立汽車產品的信息共享機制,共享汽車召回、投訴、事故、生產、銷售等數據信息。建議在該共享機制下,規定權責劃分,規定匯報對象,責任對象,匯報機制等。如公安部交通管理局對發生的新能源汽車起火事故具有上報給缺陷召回中心的義務。同時需要規定各部門間通過何種方式共享信息,并規定處理共享信息的及時性,特別是消費者的投訴和召回信息等。另外,定量規定安全事故發生何種頻率、何種嚴重程度的人員財產損失需要發起調查。
另外,主管部門應當建立完備的缺陷汽車產品的召回信息管理系統,不僅與國內各行政機關要保持信息互通,還要建立與國外進口汽車生產商進行信息互通,為保護我國消費者的人身和財產安全提供信息支持。并且在該召回系統中,需要將部分信息,如安全事故原因分析、召回數量、關聯企業等一并進行公示,以滿足公眾的信息獲取,保障生命財產安全。
同時,不能局限于被動式安全事故信息收集,構建主動式收集系統,建立新能源汽車車聯網事故信息收集平臺,在出現安全事故后,主動上報安全事故相關信息,并通過智能分析進行事故的分析歸類。
不僅是監管機構,汽車產品生產商、進口商、銷售商、售后部門也應當建立完善的缺陷汽車產品的信息收集系統,包括建立專業的維修與養護系統,這樣不僅可以加強自身應對召回風險的能力,也能進一步加強零部件的縱向和橫向管理。
2021年12月中國保險行業協會發布《中國保險行業協會新能源汽車商業保險專屬條款(試行)》,為“三電”系統提供保險服務,且在汽車行駛、停放、充電及作業的情況下發生的火災都能進行理賠。然而,過去雖然將車輛自燃保障納入車損險責任范圍,但將電池等配件排除在外,所以這是保險業務在新能源汽車領域的一個巨大進步。
但是我國的保險行業協會出臺的相關保險僅僅只是針對消費者的角度,賠償的金額有限。而且仍舊缺乏車企端的新能源汽車保險業務。由于缺陷汽車的召回成本過高,僅僅依靠生產者或者銷售商的能力著實難以承擔這巨額的費用。所以,汽車召回的風險需要通過保險產品轉嫁。保險行業也可以通過開發缺陷汽車召回保險促進自身發展的突破,并且通過此舉擴大保險業務范圍。目前保險公司可以以零部件廠家為突破口,先針對汽車的零部件開發一些風險不高的召回相關險種,逐步收集各種零配件的風險等級,再過渡到新能源車用電池系統的零配件,關聯不同廠家的信譽和風險等級,完成新能源汽車缺陷召回保險業務。
在汽車召回制度實施的18年來,召回已成為我國汽車行業的常態。2020年,我國銷售車輛2 531.1萬輛,召回199次共計678.2萬輛,占比26.79%。其中新能源汽車召回45次共計35.7萬輛,占比5.3%。在新能源汽車召回中,三電系統缺陷共11.2萬輛,占比31.3%。2021年全年汽車召回232次,同比增長16.6%,召回的車輛873.6萬輛,同比增長28.8%。新能源汽車召回59次,共計83.0萬輛,三電系統的缺陷線索占52.5%。例如特斯拉在國內銷量高的同時召回也多[18]。可見新能源汽車因為缺陷召回越來越多,而電池系統缺陷正逐漸成為新的大問題,值得分析與討論。
新能源汽車正是汽車行業新四化[19]轉型的關鍵要點,但是電池系統的安全問題已經逐步凸顯,此時更需要嚴抓產品質量,尤其是電池系統安全問題,規范產品缺陷召回。但是本文中仍存在不少待解決的問題,如歷年來新能源汽車起火的事件沒有官方的整理名錄,只能靠網上的碎片化信息,希望有關部門能夠整理并公布相關的信息,包括時間、地點、品牌、車型、新能源汽車類型、起火原因、是否召回等,當某一批次的缺陷汽車召回時,其他汽車品牌使用的同一缺陷零配件的批次汽車該如何追蹤和召回。
在面對新能源汽車巨大增量的同時也涌現出不少技術、制度、社會等問題,此時最根本的還是需要嚴抓產品質量,減少缺陷召回。巨大的新能源汽車缺陷召回利益涉及社會的各個層面,包括企業、消費者、主管部門、甚至是地方政府,因此需要各方共同努力。企業作為新能源汽車安全的第一承擔人[20],應不斷提升產品質量意識;消費者需要提升主人翁意識,消費者協會需要關注和收集缺陷信息[21],并書面報告有關行政部門;地方政府、交通部門等管理部門履行強力的監管責任、加強主動性、建立汽車產品糾紛解決機制,共同促進新能源汽車行業健康有序發展,才能減少新能源汽車缺陷召回。

張震乾,1991年8月出生,畢業于浙江大學材料系。目前在AKKA技術(北京)有限公司工作,從事鋰離子電池測試與驗證工作。 何向明,1965年生。1982年考入清華大學化學化工系,1987年獲工學學士學位,1989年獲工學碩士學位,1989年進入清華大學核能與新能源技術研究院工作,2007年獲工學博士學位。主要研究方向鋰離子電池及其關鍵材料研究。